Qara dəliyin mənşəyi. Qara dəlik. Bu nədir? Ən kiçik qara dəlik

Qara dəlik, cazibə qüvvəsi o qədər güclü olan məkan-zaman bölgəsidir ki, hətta işıq sürəti ilə hərəkət edən cisimlər, o cümlədən işığın kvantları onu tərk edə bilməz. Bu bölgənin sərhədi hadisə üfüqü, onun xarakterik ölçüsü isə qravitasiya radiusu adlanır.

“Qara dəlik” ideyası ilk dəfə 1916-cı ildə, fizik Şvarsşild Eynşteynin tənliklərini həll edərkən ortaya çıxdı. Riyaziyyat qəribə bir nəticəyə gətirib çıxardı ki, ətrafında maraqlı xassələri olan hadisə üfüqünün göründüyü yığcam cisimlər var. Lakin “qara dəlik” termini hələ mövcud deyildi. Hadisə üfüqü qara dəliyi əhatə edən kosmos bölgəsidir, bir dəfə maddə bu bölgəni heç vaxt tərk edə və qara dəliyə düşə bilməyəcək. İşıq hələ də nəhəng cazibə qüvvəsini dəf edə bilər, yoxa çıxan maddədən son axınları göndərə bilər, ancaq qısa bir müddətə, düşən materiya sözdə təklik zonasına düşənə qədər, onun üçün artıq Karl Şvartsşild, alman astronomu, nəzəri astrofizikanın banilərindən biri

1930-cu illərdə Çadvik neytronu kəşf etdi. Tezliklə, böyük kütlələrdə qeyri-sabit olan və çökmə vəziyyətinə qədər sıxılmış neytrino ulduzlarının mövcudluğu haqqında bir fərziyyə irəli sürüldü. “Qara dəlik” termini hələ də mövcud deyildi. Yalnız 1960-cı illərin sonlarında amerikalı Con Uiler “qara dəlik” dedi. Bu, kosmosda cazibə qüvvələrinin təsiri altında maddə və enerjinin yox olduğu bir nöqtədir. Bu yerdə cazibə qüvvələri o qədər güclüdür ki, yaxınlıqdakı hər şey sanki içəriyə sorulur. Hətta işıq şüaları belə oradan qaça bilmir, ona görə də qara dəlik tamamilə görünməzdir. John Wheeler, Amerikalı fizik.

“Qara dəlik” maddəni əmdikdə yaranan xüsusi rentgen şüalanması ilə aşkar edilə bilər. 1970-ci illərdə Amerikanın "Uhuru" peyki (Afrika dialektlərindən birində - "Azadlıq") spesifik rentgen şüalarını qeydə aldı. O vaxtdan bəri “qara dəlik” təkcə hesablamalarda mövcud deyil. Məhz bu araşdırmalara görə Rikkardo Giakkoni 2002-ci ildə Nobel mükafatını aldı. Rikkardo Giakkoni, italyan əsilli amerikalı fizik, 2002-ci ildə “X-ray astronomiyasının yaradılmasına və rentgen teleskopunun ixtirasına görə” fizika üzrə Nobel mükafatı laureatı.

Hazırda elm adamları Kainatda qara dəlik kimi təsnif edilən minə yaxın obyekt aşkar ediblər. Alimlərin fikrincə, ümumilikdə on milyonlarla belə obyekt var. Hazırda qara dəliyi başqa tipli obyektdən ayırmağın yeganə etibarlı yolu cismin kütləsini və ölçüsünü ölçmək və onun radiusunu = düsturu ilə verilən qravitasiya radiusu ilə müqayisə etməkdir, burada G qravitasiya sabitidir. , M obyektin kütləsidir, c superkütləvi qara dəliklərin işıq sürətidir. Böyümüş çox böyük qara dəliklər əksər qalaktikaların nüvəsini təşkil edir. Bunlara qalaktikamızın nüvəsindəki nəhəng qara dəlik - Günəşə ən yaxın supermassiv qara dəlik olan Oxatan A* daxildir. Hal-hazırda, ulduz və qalaktik miqyaslı qara dəliklərin mövcudluğu əksər alimlər tərəfindən astronomik müşahidələrlə etibarlı şəkildə sübut edilmiş hesab olunur. Amerikalı astronomlar aşkar ediblər ki, superkütləli qara dəliklərin kütlələri əhəmiyyətli dərəcədə aşağı qiymətləndirilə bilər. Tədqiqatçılar müəyyən ediblər ki, ulduzların M87 qalaktikasında (Yerdən 50 milyon işıq ili uzaqda yerləşir) müşahidə etdikləri şəkildə hərəkət etməsi üçün mərkəzi qara dəliyin kütləsi Radio Galaxy Picos qədər böyük olmalıdır. A, görünən rentgen şüası ilə (mavi) ) 300 min işıq ili uzunluğunda,

Superkütləli qara dəliklərin aşkarlanması Qalaktikaların mərkəzi bölgələrində fövqəlkütləli qara dəliklərin mövcudluğuna dair ən etibarlı sübut ən etibarlı hesab olunur. Bu gün teleskopların ayırdetmə qabiliyyəti qara dəliyin cazibə radiusuna uyğun ölçüdə kosmos bölgələrini ayırd etmək üçün kifayət deyil. Superkütləvi cismin kütləsini və təxmini ölçülərini təyin etməyin bir çox yolu var, lakin onların əksəriyyəti onların ətrafında fırlanan cisimlərin (ulduzların, radio mənbələrinin, qaz disklərinin) orbitlərinin xüsusiyyətlərinin ölçülməsinə əsaslanır. Ən sadə və kifayət qədər ümumi vəziyyətdə fırlanma Kepler orbitləri boyunca baş verir, bunu peykin fırlanma sürətinin orbitin yarım böyük oxunun kvadrat kökünə nisbəti sübut edir: . Bu zaman mərkəzi cismin kütləsi məlum düstura görə tapılır.

Fransızlar və ingilislər arasında bəzən yarızarafat, bəzən də ciddi mübahisə gedir: görünməyən ulduzların mövcudluğu ehtimalının kəşfçisi kim hesab edilməlidir - Fransız P.Laplas və ya ingilis C.Mişel? 1973-cü ildə məşhur ingilis nəzəri fizikləri S.Hokinq və Q.Ellis fəza və zamanın strukturunun müasir xüsusi riyazi məsələlərinə həsr olunmuş kitabda fransız P.Laplasın mövcudluğunun mümkünlüyünü sübut edən əsəri misal çəkmişlər. qara ulduzlar; O zaman C.Mişelin işi hələ məlum deyildi. 1984-cü ilin payızında Tuluzada keçirilən konfransda çıxış edən məşhur ingilis astrofiziki M.Rays bildirmişdi ki, bunu Fransa ərazisində demək o qədər də əlverişli olmasa da, o, ilk dəfə ingilis C.Mişelin olduğunu vurğulamalıdır. görünməz ulduzları proqnozlaşdırdı və işinə uyğun gələn ilk səhifənin şəklini göstərdi. Bu tarixi qeyd tədbirə gələnlərin alqışları və təbəssümü ilə qarşılandı.

Neptun planetinin mövqeyini Uranın hərəkətindəki pozğunluqlardan kimin proqnozlaşdırdığı haqqında fransızlarla ingilislər arasında müzakirələri necə xatırlamaq olmaz: fransız V.Le Verye, yoxsa ingilis C.Adams? Məlum olduğu kimi, hər iki alim müstəqil olaraq mövqeyini düzgün göstəriblər yeni planet. Sonra fransız V. Le Verye daha şanslı idi. Bu, bir çox kəşflərin taleyidir. Onlar tez-tez demək olar ki, eyni vaxtda və müstəqil şəkildə həyata keçirilir müxtəlif insanlar Adətən problemin mahiyyətinə daha dərindən nüfuz edənlərə üstünlük verilir, lakin bəzən bu, sadəcə olaraq bəxt şıltaqlığıdır.

Lakin P.Laplas və C.Mişelin proqnozu hələ qara dəliyin real proqnozu deyildi. Niyə?

Məsələ burasındadır ki, P.Laplasın dövründə təbiətdə heç bir şeyin işıqdan sürətlə hərəkət edə bilməyəcəyi hələ məlum deyildi. Boşluqda işığı keçmək mümkün deyil! Bu, Eynşteyn tərəfindən artıq bizim əsrdə xüsusi nisbilik nəzəriyyəsində müəyyən edilmişdir. Ona görə də P.Laplas üçün nəzərdə tutduğu ulduz ancaq qara idi (işıqsızdır) və o, belə bir ulduzun hər hansı formada xarici aləmlə “ünsiyyət” etmək, “hesabat vermək” qabiliyyətini itirəcəyini bilə bilməzdi. üzərində baş verən hadisələrlə bağlı uzaq dünyalara hər şey. Başqa sözlə, o, hələ bilmirdi ki, bu, təkcə “qara” deyil, həm də düşə biləcəyiniz “çuxur”dur, ancaq çıxmaq mümkün deyil. İndi biz bilirik ki, əgər işıq kosmosun hansısa bölgəsindən çıxa bilmirsə, deməli, heç bir şey çıxa bilməz və biz belə obyekti qara dəlik adlandırırıq.

P.Laplasın mülahizəsinin ciddi sayıla bilməməsinin başqa bir səbəbi odur ki, o, nəhəng gücə malik qarvitasiya sahələrini hesab edib, orada düşən cisimlər işıq sürətinə qədər sürətlənir və çıxan işığın özü də gecikdirilir və Nyutonun cazibə qanununu tətbiq edir.

A.Eynşteyn Nyutonun qravitasiya nəzəriyyəsinin belə sahələr üçün keçərli olmadığını göstərdi və supergüclü sahələr üçün, eləcə də sürətlə dəyişən sahələr üçün keçərli olan yeni nəzəriyyə yaratdı (bunun üçün Nyuton nəzəriyyəsi də tətbiq olunmur!) və s. onu ümumi nisbilik nəzəriyyəsi adlandırdı. Məhz bu nəzəriyyənin nəticələri qara dəliklərin mövcudluğunun mümkünlüyünü sübut etmək və onların xassələrini öyrənmək üçün istifadə edilməlidir.

Ümumi nisbilik heyrətamiz bir nəzəriyyədir. O qədər dərin və zərifdir ki, onu tanıyan hər kəsdə estetik həzz hissi oyadır. Sovet fizikləri L. Landau və E. Lifşits özlərinin “Sahə nəzəriyyəsi” dərsliyində onu “mövcud olan bütün fiziki nəzəriyyələr arasında ən gözəli” adlandırmışlar. Alman fiziki Maks Born nisbilik nəzəriyyəsinin kəşfi haqqında demişdir: “Mən onu bir sənət əsəri kimi heyran edirəm”. Sovet fiziki V. Ginzburq isə yazırdı ki, o, “...rəssamlığın, heykəltəraşlığın və ya memarlığın ən görkəmli şah əsərlərinə baxanda yaşananlara bənzər bir hiss... oyadır”.

Eynşteynin nəzəriyyəsinin məşhur təqdimatına dair çoxsaylı cəhdlər, əlbəttə ki, bu barədə ümumi təəssürat yarada bilər. Düzünü desəm, bu, nəzəriyyənin özünü bilmək ləzzətinə az bənzəyir, “Sistine Madonna”nın reproduksiyası ilə tanışlıq da Rafael dahisinin yaratdığı orijinala baxarkən yaranan təcrübədən fərqlənir.

Yenə də, orijinala heyran olmaq imkanı olmadıqda, mövcud reproduksiyalarla, tercihen yaxşı olanlarla (və hər cür var) tanış ola bilərsiniz (və etməlisiniz!).

Novikov İ.D.

Qara dəliklərin tarixi

Aleksey Levin

Elmi təfəkkür bəzən elə paradoksal xassələrə malik obyektlər qurur ki, hətta ən dərrakəli alimlər də əvvəlcə onları tanımaqdan imtina edirlər. Tarixin ən bariz nümunəsi son fizika- qara dəliklərə uzunmüddətli marağın olmaması, demək olar ki, 90 il əvvəl proqnozlaşdırılan qravitasiya sahəsinin ekstremal vəziyyətləri. Uzun müddət onlar sırf nəzəri abstraksiya hesab olunurdu və yalnız 1960-70-ci illərdə insanlar onların reallığına inanırdılar. Bununla belə, qara dəliklər nəzəriyyəsi üçün əsas tənlik iki yüz ildən çox əvvəl yaradılmışdır.

Con Mişelin anlayışı

Fizik, astronom və geoloq, Kembric Universitetinin professoru və Anqlikan Kilsəsinin keşişi Con Mişelin adı 18-ci əsrin ingilis elminin ulduzları arasında tamamilə haqsız olaraq itdi. Mişel seysmologiyanın - zəlzələlər elminin əsaslarını qoydu, maqnitizmlə bağlı mükəmməl tədqiqatlar apardı və Coulombdan çox əvvəl qravimetrik ölçmələr üçün istifadə etdiyi burulma balansını icad etdi. 1783-cü ildə o, Nyutonun iki böyük yaradıcılığını - mexanika və optikanı birləşdirməyə çalışdı. Nyuton işığı kiçik hissəciklərin axını hesab edirdi. Mişel yüngül cisimciklərin adi maddə kimi mexanika qanunlarına tabe olmasını təklif etdi. Bu fərziyyənin nəticəsi çox qeyri-ciddi oldu - göy cisimləri işıq üçün tələlərə çevrilə bilər.

Mişel necə əsaslandırdı? Planetin səthindən atılan top gülləsi yalnız ilkin sürəti indi ikinci qaçış sürəti adlanan sürəti keçərsə, cazibə qüvvəsini tamamilə aşacaqdır. Əgər planetin cazibə qüvvəsi o qədər güclüdür ki, qaçış sürəti işıq sürətini üstələyirsə, zenitdə buraxılan işıq cisimcikləri sonsuzluğa gedə bilməyəcək. Eyni şey əks olunan işıqla da baş verəcəkdir. Nəticə etibarı ilə planet çox uzaqdakı müşahidəçi üçün görünməz olacaq. Mişel belə planetin R cr radiusunun kritik qiymətini onun Günəşimizin M s kütləsinə endirilən M kütləsindən asılı olaraq hesablamışdır: R cr = 3 km x M/M s.

Con Mişel onun düsturlarına inanırdı və fərz edirdi ki, kosmosun dərinliklərində heç bir teleskopla Yerdən görünməyən çoxlu ulduzlar gizlənir. Sonralar böyük fransız riyaziyyatçısı, astronomu və fiziki Pyer Simon Laplas da eyni nəticəyə gəldi və bunu özünün “Dünya sisteminin ekspozisiyası”nın həm birinci (1796), həm də ikinci (1799) nəşrlərinə daxil etdi. Lakin üçüncü nəşr 1808-ci ildə nəşr olundu, o zaman ki, əksər fiziklər artıq işığı efirin vibrasiyası hesab edirdilər. “Görünməz” ulduzların mövcudluğu işığın dalğa nəzəriyyəsi ilə ziddiyyət təşkil edirdi və Laplas onları qeyd etməməyi ən yaxşı hesab edirdi. Sonrakı dövrlərdə bu fikir yalnız fizika tarixinə aid əsərlərdə təqdim olunmağa layiq olan maraq sayılırdı.

Schwarzschild modeli

1915-ci ilin noyabrında Albert Eynşteyn cazibə nəzəriyyəsini nəşr etdi və onu ümumi nisbilik nəzəriyyəsi (GR) adlandırdı. Bu əsər Berlin Elmlər Akademiyasındakı həmkarı Karl Şvartsşild timsalında dərhal minnətdar oxucunu tapdı. Məhz Schwarzschild dünyada ilk dəfə fırlanmayan sferik cismin xaricində və daxilində məkan-zaman metrikasını hesablayaraq xüsusi astrofizik problemi həll etmək üçün ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən istifadə etdi (spesifiklik üçün biz onu ulduz adlandıracağıq).

Schwarzschild-in hesablamalarından belə nəticə çıxır ki, ulduzun cazibə qüvvəsi kosmosun və zamanın Nyuton quruluşunu çox təhrif etmir, yalnız onun radiusu Con Mişelin hesabladığı dəyərdən çox böyükdür! Bu parametr ilk dəfə Schwarzschild radiusu adlanırdı və indi qravitasiya radiusu adlanır. Ümumi nisbi nəzəriyyəyə görə, cazibə işığın sürətinə təsir etmir, lakin vaxtı yavaşlatdığı kimi, işıq titrəyişlərinin tezliyini də eyni nisbətdə azaldır. Əgər ulduzun radiusu cazibə radiusundan 4 dəfə böyükdürsə, onda onun səthində zaman axını 15% yavaşlayır və kosmos nəzərəçarpacaq əyrilik əldə edir. İki dəfə aşdıqda, daha güclü əyilir və vaxt 41% yavaşlayır. Qravitasiya radiusuna çatdıqda, ulduzun səthində vaxt tamamilə dayanır (bütün tezliklər sıfıra enir, radiasiya donur və ulduz sönür), lakin orada kosmosun əyriliyi hələ də məhduddur. Ulduzdan uzaqda, həndəsə hələ də Evklid olaraq qalır və zaman sürətini dəyişmir.

Mişel və Şvartsşild qravitasiya radiusunun dəyərlərinin üst-üstə düşməsinə baxmayaraq, modellərin özlərində ortaq heç nə yoxdur. Mişel üçün məkan və zaman dəyişmir, lakin işıq yavaşlayır. Ölçüləri qravitasiya radiusundan kiçik olan ulduz parlamağa davam edir, lakin onu yalnız çox da uzaq olmayan müşahidəçi görə bilər. Schwarzschild üçün işığın sürəti mütləqdir, lakin məkan və zamanın quruluşu cazibə qüvvəsindən asılıdır. Qravitasiya radiusunun altına düşmüş ulduz, harada olmasından asılı olmayaraq, istənilən müşahidəçi üçün yoxa çıxır (daha doğrusu, onu qravitasiya effektləri ilə aşkar etmək olar, şüalanma ilə deyil).

İnamsızlıqdan təsdiqə qədər

Şvartsşild və onun müasirləri belə qəribə kosmik obyektlərin təbiətdə olmadığına inanırdılar. Eynşteyn özü də nəinki bu nöqteyi-nəzərdən sadiq qaldı, həm də səhvən öz fikrini riyazi cəhətdən əsaslandırmağa müvəffəq olduğuna inanırdı.

1930-cu illərdə gənc hind astrofiziki Çandrasekhar sübut etdi ki, nüvə yanacağını istehlak etmiş bir ulduz yalnız kütləsi 1,4 günəş kütləsindən az olduqda qabığını tökür və yavaş-yavaş soyuyan ağ cırtdana çevrilir. Tezliklə amerikalı Fritz Zwicky anladı ki, fövqəlnova partlayışları çox sıx neytron maddə cisimləri əmələ gətirir; Daha sonra Lev Landau da eyni nəticəyə gəlib. Çandrasekharın işindən sonra məlum oldu ki, yalnız kütləsi 1,4 günəş kütləsindən çox olan ulduzlar belə təkamül keçirə bilər. Beləliklə, təbii bir sual yarandı: neytron ulduzlarının geridə qoyduğu fövqəlnova kütləsinin yuxarı həddi varmı?

30-cu illərin sonunda Amerikanın gələcək atası atom bombası Robert Oppenheimer müəyyən etdi ki, belə bir hədd əslində mövcuddur və bir neçə günəş kütləsini keçmir. Onda daha dəqiq qiymət vermək mümkün deyildi; İndi məlumdur ki, neytron ulduzlarının kütlələri 1,5-3 M s aralığında olmalıdır. Lakin hətta Oppenheimer və onun aspirantı Corc Volkovun təxmini hesablamalarından belə nəticə çıxdı ki, fövqəlnovanın ən kütləvi nəsilləri neytron ulduzlarına çevrilmir, əksinə, başqa bir vəziyyətə çevrilirlər. 1939-cu ildə Oppenheimer və Hartland Snyder kütləvi çökən ulduzun qravitasiya radiusuna daraldığını sübut etmək üçün ideallaşdırılmış modeldən istifadə etdilər. Onların düsturlarından belə çıxır ki, ulduz orada dayanmır, lakin həmmüəlliflər belə radikal nəticədən çəkiniblər.

Son cavab 20-ci əsrin ikinci yarısında sovetlər də daxil olmaqla, parlaq nəzəri fiziklərin bütöv qalaktikasının səyləri nəticəsində tapıldı. Belə bir çöküş olduğu ortaya çıxdı Həmişə ulduzu "bütün yol"a sıxaraq, onun maddəni tamamilə məhv edir. Nəticədə, sonsuz kiçik həcmdə qapalı cazibə sahəsinin "superkonsentratı" olan təklik yaranır. Sabit bir çuxur üçün bir nöqtə, fırlanan bir çuxur üçün bir üzükdür. Məkan-zamanın əyriliyi və deməli, təkliyə yaxın cazibə qüvvəsi sonsuzluğa meyllidir. 1967-ci ilin sonunda amerikalı fizik Con Archibald Uiler belə son ulduz çökməsini ilk dəfə qara dəlik adlandırdı. Yeni termin fiziklər və onu bütün dünyaya yayan jurnalistlər tərəfindən sevildi (baxmayaraq ki, fransızlar əvvəlcə bunu bəyənmədilər, çünki trou noir ifadəsi şübhəli birləşmələri təklif edirdi).

Orada, üfüqdən kənarda

Qara dəlik nə maddədir, nə də radiasiya. Bəzi obrazlılıqla deyə bilərik ki, bu, kosmos-zamanın yüksək əyri bölgəsində cəmlənmiş, özünü təmin edən cazibə sahəsidir. Onun xarici sərhədi qapalı səth, hadisə üfüqü ilə müəyyən edilir. Ulduz çökmədən əvvəl fırlanmamışsa, bu səth radiusu Schwarzschild radiusu ilə üst-üstə düşən müntəzəm bir kürə olur.

Üfüqün fiziki mənası çox aydındır. Onun xarici yaxınlığından göndərilən işıq siqnalı sonsuz uzun məsafə qət edə bilər. Ancaq daxili bölgədən göndərilən siqnallar nəinki üfüqdən keçməyəcək, həm də istər-istəməz təkliyə “düşəcək”. Üfüq, yerüstü (və hər hansı digər) astronomlara məlum ola biləcək hadisələr və heç bir halda məlumat verilməyəcək hadisələr arasındakı məkan sərhədidir.

Gözlənildiyi kimi, “Şvartsşild”ə görə, üfüqdən uzaqda bir dəliyin cazibəsi məsafənin kvadratı ilə tərs mütənasibdir, buna görə də uzaqdan müşahidəçi üçün o, adi ağır cisim kimi özünü göstərir. Kütlədən əlavə, dəlik çökən ulduzun ətalət anını və onun elektrik yükünü miras alır. Və sələfi ulduzun bütün digər xüsusiyyətləri (quruluşu, tərkibi, spektral növü və s.) unudulur.

Bortda olan vaxta uyğun olaraq saniyədə bir dəfə siqnal göndərən radiostansiya ilə çuxura bir zond göndərək. Uzaqdan müşahidəçi üçün, zond üfüqə yaxınlaşdıqca, siqnallar arasındakı vaxt intervalları artacaq - prinsipcə, qeyri-məhdud. Gəmi görünməz üfüqdən keçən kimi, "deşik üstü" dünya üçün tamamilə susacaq. Bununla belə, bu itmə izsiz olmayacaq, çünki zond öz kütləsini, yükünü və fırlanma anını çuxura verəcəkdir.

Qara dəlik radiasiyası

Bütün əvvəlki modellər yalnız ümumi nisbi nəzəriyyə əsasında qurulmuşdur. Bununla belə, dünyamız qara dəliklərə məhəl qoymayan kvant mexanikasının qanunları ilə idarə olunur. Bu qanunlar mərkəzi sinqulyarlığı riyazi nöqtə kimi nəzərdən keçirməyə imkan vermir. Kvant kontekstində onun diametri Planck-Wheeler uzunluğu ilə verilir, təxminən 10-33 santimetrə bərabərdir. Bu sahədə adi məkan mövcud olmağı dayandırır. Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, çuxurun mərkəzi kvant ehtimal qanunlarına uyğun olaraq görünən və ölən müxtəlif topoloji strukturlarla doldurulur. Wheeler-in kvant köpüyü adlandırdığı bu cür köpürən kvazi-kosmosun xüsusiyyətləri hələ də zəif başa düşülür.

Kvant sinqulyarlığının olması qara dəliyin dərinliklərinə düşən maddi cisimlərin taleyinə birbaşa təsir göstərir. Çuxurun mərkəzinə yaxınlaşdıqda, hazırda məlum olan materiallardan hazırlanmış hər hansı bir obyekt gelgit qüvvələri tərəfindən əziləcək və parçalanacaq. Bununla belə, gələcək mühəndislər və texnoloqlar hal-hazırda görünməmiş xüsusiyyətlərə malik bəzi super güclü ərintilər və kompozitlər yaratsalar da, onların hamısı hələ də yox olmağa məhkumdur: nəhayət, təklik zonasında nə adi vaxt, nə də adi məkan var.

İndi kvant mexaniki lens vasitəsilə dəliyin üfüqünə baxaq. Boş yer - fiziki vakuum - əslində heç də boş deyil. Vakuumda müxtəlif sahələrin kvant dalğalanmaları səbəbindən bir çox virtual hissəciklər davamlı olaraq doğulur və ölür. Üfüqün yaxınlığında cazibə qüvvəsi çox güclü olduğundan, onun dalğalanması son dərəcə güclü qravitasiya partlayışları yaradır. Belə sahələrdə sürətləndirildikdə, yeni doğulmuş "virtuallar" əlavə enerji alır və bəzən normal uzunömürlü hissəciklərə çevrilir.

Virtual hissəciklər həmişə əks istiqamətdə hərəkət edən cüt-cüt doğulur (bu, impulsun saxlanması qanunu ilə tələb olunur). Əgər qravitasiya dalğası vakuumdan bir cüt hissəcik çıxararsa, onlardan biri üfüqdən kənarda, ikincisi isə (birincinin antihissəciyi) daxilində əmələ gələ bilər. "Daxili" hissəcik dəliyə düşəcək, lakin "xarici" hissəcik əlverişli şəraitdə qaça bilər. Nəticədə çuxur radiasiya mənbəyinə çevrilir və buna görə də enerji və nəticədə kütlə itirir. Buna görə də qara dəliklər prinsipcə sabit deyil.

Bu fenomen 1970-ci illərin ortalarında onu kəşf edən görkəmli ingilis nəzəri fizikinin şərəfinə Hokinq effekti adlanır. Xüsusilə Stiven Hokinq sübut etdi ki, qara dəliyin üfüqü T = 0,5 x 10 – 7 x M s /M temperatura qədər qızdırılan mütləq qara cisimlə eyni şəkildə fotonlar yayır. Buradan belə nəticə çıxır ki, çuxur nazikləşdikcə onun temperaturu yüksəlir və təbii olaraq “buxarlanma” intensivləşir. Bu proses son dərəcə ləng gedir və M kütləli bir çuxurun ömrü təxminən 10 65 x (M/M s) 3 ildir. Ölçüsü Planck-Wheeler uzunluğuna bərabər olduqda, çuxur sabitliyini itirir və bir milyon on meqatonluq hidrogen bombasının eyni vaxtda partlaması ilə eyni enerjini buraxaraq partlayır. Maraqlıdır ki, çuxurun yoxa çıxdığı anda kütləsi hələ də kifayət qədər böyükdür, 22 mikroqramdır. Bəzi modellərə görə, çuxur izsiz yoxa çıxmır, əksinə, eyni kütlənin sabit reliktini, sözdə maximonu geridə qoyur.

Maximon 40 il əvvəl anadan olub - termin və fiziki ideya kimi. 1965-ci ildə akademik M.A.Markov elementar hissəciklərin kütləsinin yuxarı həddi olduğunu irəli sürdü. O, bu məhdudlaşdırıcı dəyəri üç əsas fiziki sabitdən - Plank sabitindən h, işığın sürəti C və cazibə sabiti G-dən birləşdirilə bilən kütlə ölçüsü kimi nəzərdən keçirməyi təklif etdi (detalları sevənlər üçün: bunu etmək üçün sizə lazımdır. h və C-ni çoxaltmaq üçün nəticəni G-yə bölün və çıxarın Kvadrat kök). Bu məqalədə qeyd olunan eyni 22 mikroqramdır; bu dəyər Plank kütləsi adlanır. Eyni sabitlərdən uzunluq ölçüsü (Planck-Wheeler uzunluğu 10-33 sm olur) və zaman ölçüsü (10-43 san) olan kəmiyyət qurmaq olar.
Markov öz mülahizələrində daha da irəli getdi. Onun fərziyyələrinə görə, qara dəliyin buxarlanması "quru qalıq" - maksimonun əmələ gəlməsinə səbəb olur. Markov belə strukturları elementar qara dəliklər adlandırdı. Bu nəzəriyyənin reallığa nə dərəcədə uyğun olduğu hələ də açıq sualdır. Hər halda, superstring nəzəriyyəsinə əsaslanan bəzi qara dəlik modellərində Markov maksimonlarının analoqları yenidən canlandırılıb.

Kosmosun dərinlikləri

Qara dəliklər fizika qanunları ilə qadağan edilmir, lakin onlar təbiətdə mövcuddurmu? Kosmosda ən azı bir belə obyektin mövcudluğunun tamamilə ciddi sübutu hələ də tapılmamışdır. Bununla belə, çox güman ki, bəzi ikili sistemlərdə rentgen şüalarının emissiya mənbələri ulduz mənşəli qara dəliklərdir. Bu şüalanma adi bir ulduzun atmosferinin qonşu dəliyin cazibə sahəsi tərəfindən sorulması nəticəsində yaranmalıdır. Qaz hadisə üfüqünə doğru irəlilədikcə çox isti olur və rentgen kvantları buraxır. Ən azı iki onlarla rentgen mənbəyi indi qara dəliklərin rolu üçün uyğun namizədlər hesab olunur. Üstəlik, ulduz statistikası göstərir ki, təkcə bizim Qalaktikamızda on milyona yaxın ulduz mənşəli dəlik var.

Qara dəliklər qalaktik nüvələrdə maddənin qravitasiya kondensasiyası zamanı da yarana bilər. Çox güman ki, bir çox qalaktikalarda mövcud olan milyonlarla və milyardlarla günəş kütləsi olan nəhəng dəliklər belə yaranır. Göründüyü kimi, toz buludlarının gizlətdiyi Süd Yolunun mərkəzində 3-4 milyon günəş kütləsi olan bir dəlik var.

Stiven Hokinq belə nəticəyə gəldi ki, ixtiyari kütləli qara dəliklər dərhal sonra yarana bilər. Böyük partlayış, Kainatımızın yaranmasına səbəb oldu. Bir milyard tona qədər çəkisi olan ilkin dəliklər artıq buxarlanıb, lakin daha ağır olanlar hələ də kosmosun dərinliklərində gizlənə bilər və vaxtında kosmik atəşfəşanlıq formasında atəşə tuta bilər. güclü alovlar qamma şüalanması. Lakin indiyədək belə partlayışlar müşahidə olunmayıb.

Qara dəlik fabriki

Sürətləndiricidəki hissəcikləri bu qədər yüksək enerjiyə qədər sürətləndirmək mümkündürmü ki, onların toqquşması qara dəlik əmələ gətirsin? İlk baxışdan bu fikir sadəcə dəlilikdir - bir dəliyin partlaması Yerdəki bütün həyatı məhv edəcək. Üstəlik, texniki cəhətdən mümkün deyil. Əgər bir çuxurun minimum kütləsi həqiqətən 22 mikroqramdırsa, enerji vahidlərində 10 28 elektron voltdur. Bu hədd dünyanın ən güclü sürətləndiricisi, 2007-ci ildə CERN-də buraxılacaq Böyük Adron Kollayderinin (LHC) imkanlarından 15 dəfə yüksəkdir.

Bununla belə, çuxurun minimum kütləsinin standart qiymətləndirilməsinin əhəmiyyətli dərəcədə yüksək qiymətləndirilməsi mümkündür. İstənilən halda, fiziklər, cazibə qüvvəsinin kvant nəzəriyyəsini (tam olmasa da) ehtiva edən super simlər nəzəriyyəsini inkişaf etdirərək bunu deyirlər. Bu nəzəriyyəyə görə kosmosun üç ölçüsü yox, ən azı doqquz ölçüsü var. Biz əlavə ölçüləri görmürük, çünki onlar o qədər kiçik miqyasda ilgəklənir ki, alətlərimiz onları qəbul etmir. Bununla belə, cazibə qüvvəsi hər yerdə mövcuddur, gizli ölçülərə nüfuz edir. Üç ölçülü fəzada cazibə qüvvəsi məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir, doqquz ölçülü fəzada isə səkkizinci qüvvə ilə mütənasibdir. Buna görə də, çoxölçülü dünyada məsafə azaldıqca qravitasiya sahəsinin intensivliyi üçölçülü dünyaya nisbətən daha sürətli artır. Bu vəziyyətdə Plank uzunluğu dəfələrlə artır və çuxurun minimum kütləsi kəskin şəkildə azalır.

Simlər nəzəriyyəsi doqquz ölçülü fəzada kütləsi cəmi 10-20 q olan qara dəliyin yarana biləcəyini proqnozlaşdırır.Cern supersürətləndiricisində sürətlənmiş protonların hesablanmış relativistik kütləsi təxminən eynidir. Ən optimist ssenariyə görə, o, təxminən 10-26 saniyə davam edəcək saniyədə bir dəlik yarada biləcək. Onun buxarlanması prosesində hər cür elementar hissəciklər yaranacaq ki, onları qeydə almaq çətin olmayacaq. Çuxurun yoxa çıxması enerjinin sərbəst buraxılmasına gətirib çıxaracaq ki, bu da bir mikroqram suyu dərəcənin mində biri qədər qızdırmağa belə kifayət etməyəcək. Buna görə də LHC-nin zərərsiz qara dəliklər fabrikinə çevriləcəyinə ümid var. Əgər bu modellər düzgündürsə, o zaman yeni nəsil orbital kosmik şüa detektorları belə dəlikləri aşkar edə biləcək.

Yuxarıda göstərilənlərin hamısı stasionar qara dəliklərə aiddir. Eyni zamanda, maraqlı xüsusiyyətlərə malik olan fırlanan deşiklər də var. Qara dəlik radiasiyasının nəzəri təhlilinin nəticələri həm də entropiya anlayışının ciddi şəkildə yenidən nəzərdən keçirilməsinə səbəb oldu ki, bu da ayrıca müzakirəyə layiqdir.

Kosmik superflywheels

Haqqında danışdığımız statik elektrik neytral qara dəliklər real dünyaya tamamilə atipikdir. Çökmüş ulduzlar adətən fırlanır və elektrik yükü də ola bilər.

Keçəllik teoremi

Qalaktika nüvələrindəki nəhəng dəliklər, çox güman ki, ilkin cazibə kondensasiya mərkəzlərindən - tək "ulduzdan sonrakı" dəlikdən və ya toqquşmalar nəticəsində birləşən bir neçə dəlikdən əmələ gəlir. Belə toxum dəlikləri yaxınlıqdakı ulduzları və ulduzlararası qazı udur və bununla da kütlələrini dəfələrlə artırır. Yenidən üfüqün altına düşən maddə həm elektrik yükü (kosmik qaz və toz hissəcikləri asanlıqla ionlaşır), həm də fırlanma momentinə malikdir (düşmə bir burulma ilə, spiral şəklində baş verir). İstəniləndə fiziki prosesətalət momenti və yük saxlanılır və buna görə də qara dəliklərin əmələ gəlməsinin istisna olmadığını güman etmək təbiidir.

Lakin daha güclü bir ifadə də doğrudur, onun xüsusi halı məqalənin birinci hissəsində ifadə edilmişdir (bax: A. Levin, The Amazing History of Black Holes, Popular Mechanics No. 11, 2005). Makroskopik qara dəliyin əcdadları nə olursa olsun, onlardan yalnız kütlə, fırlanma momenti və elektrik yükü alır. John Wheeler-ə görə, "qara dəliyin tükləri yoxdur". 1970-ci illərdə bir neçə nəzəri fizikin birgə səyləri ilə sübut edilmiş hər hansı bir dəliyin üfüqündən üçdən çox “saç” salmadığını söyləmək daha düzgün olardı. Düzdür, 1931-ci ildə Pol Dirak tərəfindən hipotetik daşıyıcıları olan maqnit monopolları proqnozlaşdırılan çuxurda maqnit yükü də qorunmalıdır. Ancaq bu hissəciklər hələ kəşf edilməmişdir və dördüncü "saç" haqqında danışmaq hələ tezdir. Prinsipcə, kvant sahələri ilə əlaqəli əlavə "tüklər" ola bilər, lakin makroskopik çuxurda onlar tamamilə görünməzdir.

Və yenə də fırlanırlar

Statik ulduz yenidən doldurularsa, məkan-zaman metrikası dəyişəcək, lakin hadisə üfüqü hələ də sferik olaraq qalacaq. Lakin bir sıra səbəblərə görə ulduz və qalaktik qara dəliklər böyük yük daşıya bilmir, ona görə də astrofizika nöqteyi-nəzərindən bu hal o qədər də maraqlı deyil. Ancaq çuxurun fırlanması daha ciddi nəticələrə səbəb olur. Birincisi, üfüqün forması dəyişir. Mərkəzdənqaçma qüvvələri onu fırlanma oxu boyunca sıxır və ekvator müstəvisində daraldır ki, kürə ellipsoidə bənzər bir şeyə çevrilsin. Əslində, eyni şey üfüqdə hər hansı bir fırlanan cisimlə, xüsusən də planetimizlə baş verir - axırda Yerin ekvator radiusu qütbdən 21,5 km uzundur. İkincisi, fırlanma üfüqün xətti ölçülərini azaldır. Xatırladaq ki, üfüq uzaq dünyalara siqnal göndərə və ya göndərə bilməyən hadisələr arasında interfeysdir. Çuxurun cazibə qüvvəsi işıq kvantlarını ələ keçirirsə, mərkəzdənqaçma qüvvələri, əksinə, onların kosmosa qaçmasına kömək edir. Buna görə də fırlanan çuxurun üfüqü eyni kütləyə malik statik ulduzun üfüqündən daha çox onun mərkəzinə yaxın yerləşməlidir.

Ancaq bu, hamısı deyil. Fırlanmasındakı dəlik ətrafdakı məkanı aparır. Çuxurun bilavasitə yaxınlığında daxil olma tamamlanır, periferiyada tədricən zəifləyir. Buna görə də çuxurun üfüqü kosmosun xüsusi bir bölgəsinə - erqosferə batırılır. Erqosferin sərhədi qütblərdə üfüqə toxunur və ekvator müstəvisində ondan ən çox uzaqlaşır. Bu səthdə kosmosa daxil olma sürəti işıq sürətinə bərabərdir; onun daxilində işıq sürətindən böyük, kənarda isə azdır. Buna görə də hər hansı maddi bədən, istər qaz molekulu, istər kosmik toz zərrəsi, istərsə də kəşfiyyat zondu olsun, erqosferə daxil olduqda, şübhəsiz ki, dəlik ətrafında və özü ilə eyni istiqamətdə fırlanmağa başlayır.

Ulduz Generatorlar

Erqosferin olması, prinsipcə, çuxurun enerji mənbəyi kimi istifadə edilməsinə imkan verir və. Qoy hansısa obyekt erqosferə nüfuz etsin və orada iki hissəyə parçalansın. Belə çıxa bilər ki, onlardan biri üfüqün altına düşəcək, digəri isə erqosferi tərk edəcək və onun kinetik enerjisi bütün bədənin ilkin enerjisini keçəcək! Erqosfer həm də üzərinə düşən və yenidən kosmosa səpələnən elektromaqnit şüalanmanı gücləndirmək qabiliyyətinə malikdir (bu hadisə superradiasiya adlanır).

Bununla belə, enerjinin saxlanması qanunu sarsılmazdır - əbədi hərəkət edən maşınlar mövcud deyil. Bir çuxur enerjini hissəciklərə və ya radiasiyaya bəslədikdə, onun öz fırlanma enerjisi azalır. Kosmik superflywheel tədricən yavaşlayır və sonda hətta dayana bilər. Hesablanmışdır ki, bu yolla çuxurun kütləsinin 29%-ə qədəri enerjiyə çevrilə bilər. Bundan daha təsirli olan yeganə proses maddənin və antimaddənin məhv edilməsidir, çünki bu halda kütlə tamamilə radiasiyaya çevrilir. Lakin günəş termonüvə yanacağı daha aşağı səmərəliliklə yanır - təxminən 0,6%.

Nəticə etibarilə, sürətlə fırlanan qara dəlik kosmik supersivilizasiyalar üçün demək olar ki, ideal enerji generatorudur (əlbəttə ki, belələri varsa). Hər halda, təbiət bu sərvətdən qədim zamanlardan istifadə edir. Ən güclü kosmik “radiostansiyalar” (elektromaqnit dalğalarının mənbələri) olan kvazarlar qalaktikaların nüvələrində yerləşən nəhəng fırlanan dəliklərin enerjisi ilə qidalanır. Bu fərziyyə hələ 1964-cü ildə Edvin Salpeter və Yakov Zeldoviç tərəfindən irəli sürülüb və o vaxtdan bəri hamılıqla qəbul olunub. Çuxura yaxınlaşan material, yığılma diski adlanan üzük formalı bir quruluş meydana gətirir. Çuxurun yaxınlığındakı boşluq onun fırlanması ilə güclü şəkildə burulduğundan, diskin daxili zonası ekvator müstəvisində tutulur və yavaş-yavaş hadisə üfüqünə doğru yerləşir. Bu zonadakı qaz daxili sürtünmə ilə yüksək dərəcədə qızdırılır və infraqırmızı, işıq, ultrabənövşəyi və rentgen şüaları, bəzən hətta qamma şüaları yaradır. Kvazarlar həmçinin qeyri-termal radio emissiyaları da yayırlar ki, bu da əsasən sinxrotron effekti ilə bağlıdır.

Çox dayaz entropiya

Keçəl dəlik teoremi çox məkrli bir tələ gizlədir. Dağılan ulduz cazibə qüvvələri tərəfindən sıxılmış çox isti qaz yığınıdır. Ulduz plazmasının sıxlığı və temperaturu nə qədər yüksək olarsa, onun tərkibində bir o qədər az nizam və daha çox xaos vardır. Xaosun dərəcəsi çox xüsusi fiziki kəmiyyətlə - entropiya ilə ifadə olunur. Zamanla hər hansı bir təcrid olunmuş obyektin entropiyası artır - termodinamikanın ikinci qanununun mahiyyəti budur. Çökmə başlamazdan əvvəl ulduzun entropiyası olduqca yüksəkdir və çuxurun entropiyası olduqca kiçik görünür, çünki dəliyi birmənalı şəkildə təsvir etmək üçün yalnız üç parametr lazımdır. Qravitasiyanın çökməsi zamanı termodinamikanın ikinci qanunu pozulurmu?

Bir ulduzun fövqəlnovaya çevrildiyi zaman onun entropiyasının atılan qabıqla birlikdə daşındığını güman etmək olarmı? Təəssüf ki, heç bir. Birincisi, qabığın kütləsi ulduzun kütləsi ilə müqayisə edilə bilməz, buna görə də entropiya itkisi az olacaq. İkincisi, termodinamikanın ikinci qanununun daha da inandırıcı zehni “təkzibi” ilə çıxış etmək çətin deyil. Bir növ entropiyaya malik olan sıfır olmayan temperaturlu bir cisim hazır bir çuxurun cəlbedici zonasına düşsün. Hadisə üfüqünün altına düşərək, entropiya ehtiyatları ilə birlikdə yox olacaq və çuxurun entropiyası, görünür, heç artmayacaq. Yadplanetlinin entropiyasının yoxa çıxmadığını, ancaq çuxurun içərisinə köçürüldüyünü iddia etmək cazibədardır, lakin bu, sadəcə şifahi bir hiylədir. Fizika qanunları bizim və alətlərimiz üçün əlçatan olan dünyada yerinə yetirilir və hər hansı bir kənar müşahidəçi üçün hadisə üfüqünün altındakı bölgə terra incognitadır.

Bu paradoksu Uilerin aspirantı Jacob Bekenstein həll etdi. Termodinamikanın çox güclü intellektual resursu var - ideal istilik mühərriklərinin nəzəri tədqiqi. Bekenstein qara dəliyi qızdırıcı kimi istifadə edərək istiliyi faydalı işə çevirən zehni cihaz icad etdi. Bu modeldən istifadə edərək qara dəliyin entropiyasını hesabladı. hadisə üfüqünün sahəsi ilə mütənasib olduğu ortaya çıxdı. Bu sahə çuxurun radiusunun kvadratına mütənasibdir ki, bu da onun kütləsi ilə mütənasibdir. Hər hansı bir xarici obyekti tutarkən, çuxurun kütləsi artır, radius uzanır, üfüqün sahəsi artır və müvafiq olaraq entropiya artır. Hesablamalar göstərdi ki, yadplanetli cismi udmuş ​​bir dəliyin entropiyası bu cismin və onlar görüşməmişdən əvvəlki dəliyin ümumi entropiyasını üstələyir. Eynilə, çökən bir ulduzun entropiyası, varis dəliyin entropiyasından çoxlu dərəcədə kiçikdir. Əslində, Bekenstein mülahizəsindən belə çıxır ki, çuxurun səthi sıfırdan fərqli bir temperatura malikdir və buna görə də sadəcə termal fotonları (və kifayət qədər qızdırıldıqda, digər hissəciklər) yaymağa borcludur. Lakin Bekenşteyn o qədər uzağa getməyə cəsarət etmədi (Stiven Hokinq bu addımı atdı).

Nəyə gəldik? Qara dəliklər haqqında düşünmək nəinki termodinamikanın ikinci qanununu pozulmaz, həm də entropiya anlayışını zənginləşdirməyə imkan verir. Adi fiziki cismin entropiyası onun həcminə az-çox mütənasibdir, çuxurun entropiyası isə üfüqün səthinə mütənasibdir. Onun eyni xətti ölçülərə malik hər hansı maddi obyektin entropiyasından böyük olduğu qəti şəkildə sübut edilə bilər. Bu o deməkdir ki maksimum Kosmosun qapalı sahəsinin entropiyası yalnız onun xarici sərhədinin sahəsi ilə müəyyən edilir! Gördüyümüz kimi, qara dəliklərin xassələrinin nəzəri təhlili ümumi fiziki xarakterli çox dərin nəticələr çıxarmağa imkan verir.

Kainatın dərinliklərinə baxmaq

Kosmosun dərinliklərində qara dəliklərin axtarışı necə aparılır? Popular Mechanics bu sualı məşhur astrofizik və Harvard Universitetinin professoru Ramesh Narayana verib.

“Qara dəliklərin kəşfi müasir astronomiya və astrofizikanın ən böyük nailiyyətlərindən biri hesab edilməlidir. Son onilliklərdə kosmosda minlərlə mənbə müəyyən edilmişdir rentgen şüalanması, onların hər biri normal ulduzdan və toplanma diski ilə əhatə olunmuş çox kiçik işıqsız obyektdən ibarətdir. Kütlələri bir yarımdan üç günəş kütləsinə qədər dəyişən qaranlıq cisimlər çox güman ki, neytron ulduzlarıdır. Bununla belə, bu görünməz obyektlər arasında qara dəlik roluna ən azı iki yüz faiz namizəd var. Bundan əlavə, elm adamları qalaktika nüvələrində ən azı iki nəhəng qara dəliyin gizləndiyi barədə konsensusa gəliblər. Onlardan biri bizim Qalaktikamızın mərkəzində yerləşir; ABŞ və Almaniyadan olan astronomların keçən ilki nəşrinə görə, onun kütləsi 3,7 milyon günəş kütləsidir (Ms). Bir neçə il əvvəl mənim Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzinin həmkarlarım Ceyms Moran və Linkoln Qrinhill 35 milyon M s sürətlə çəkilən Seyfert qalaktikası NGC 4258-in mərkəzindəki çuxurun çəkilməsinə böyük töhfələr verdilər. Çox güman ki, bir çox qalaktikaların nüvələrində kütləsi bir milyondan bir neçə milyard M s-ə qədər olan dəliklər var.

Qara dəliyin həqiqətən unikal imzasını - hadisə üfüqünün mövcudluğunu Yerdən aşkar etmək hələ mümkün deyil. Bununla belə, biz artıq onun yoxluğunu necə yoxlamaq lazım olduğunu bilirik. Neytron ulduzunun radiusu 10 kilometrdir; eyni böyüklük sırası ulduzların çökməsi nəticəsində yaranan dəliklərin radiusudur. Bununla belə, bir neytron ulduzu bərk səthə malikdir, bir dəlik isə yoxdur. Maddənin bir neytron ulduzun səthinə düşməsi bir saniyə davam edən dövri rentgen partlayışları yaradan termonüvə partlayışlarına səbəb olur. Qaz isə qara dəliyin üfüqünə çatdıqda onun altına keçir və heç bir şüalanma kimi özünü göstərmir. Buna görə də, qısa rentgen flaşlarının olmaması obyektin deşik təbiətinin güclü bir təsdiqidir. Qara dəliklərin olduğu güman edilən ikili sistemlərin hamısı belə məşəllər yaymır.

Etiraf etmək lazımdır ki, indi biz qara dəliklərin varlığına dair mənfi sübutlarla kifayətlənmək məcburiyyətindəyik. Bizim deşik elan etdiyimiz cisimlər ümumi qəbul edilmiş nəzəri modellər baxımından başqa bir şey ola bilməz. Başqa cür desək, biz onları sadəcə olaraq deşik hesab edirik, çünki onları başqa bir şey hesab edə bilmərik. Ümid edirəm ki, astronomların gələcək nəsillərinin şansları bir az daha yaxşı olacaq”.

Professor Narayanın sözlərinə əlavə edə bilərik ki, astronomlar uzun müddətdir ki, qara dəliklərin mövcudluğuna inanırlar. Tarixən bu vəzifəyə ilk etibarlı namizəd 6500 işıq ili uzaqda olan çox parlaq mavi supernəhəng HDE 226868-in tünd peyki olmuşdur. O, 1970-ci illərin əvvəllərində X-ray ikili Cygnus X-1-də aşkar edilmişdir. Son məlumatlara görə, onun kütləsi təxminən 20 M s-dir. Qeyd edək ki, bu il sentyabrın 20-də astronomların 17 il əvvəl mövcudluğundan şübhələndikləri başqa bir qalaktik nisbət dəliyinin gerçəkliyi ilə bağlı şübhələri demək olar ki, tamamilə aradan qaldıran məlumatlar dərc edilib. O, daha çox Andromeda dumanlığı kimi tanınan M31 qalaktikasının mərkəzində yerləşir. Galaxy M31 çox köhnədir, təxminən 12 milyard ildir. Çuxur da kifayət qədər böyükdür - 140 milyon günəş kütləsi. 2005-ci ilin payızına qədər astronomlar və astrofiziklər nəhayət, üç böyük qara dəliyin və onların daha təvazökar yoldaşlarının varlığına əmin oldular.

Nəzəriyyəçilərin hökmü

Popular Mechanics həm də onilliklərini qara dəliklər sahəsində araşdırmalara həsr etmiş cazibə nəzəriyyəsi üzrə ən nüfuzlu iki mütəxəssislə danışmağı bacardı. Biz onlardan bu sahədə ən mühüm nailiyyətləri sadalamağı xahiş etdik. Caltech-in nəzəri fizika professoru Kip Torn bizə bunları söylədi:

“Ümumi nisbilik tənlikləri ilə yaxşı təsvir edilən makroskopik qara dəliklərdən danışsaq, onların nəzəriyyəsi sahəsində əsas nəticələr hələ 20-ci əsrin 60-80-ci illərində əldə edilmişdir. Son işlərə gəlincə, onlardan ən maraqlısı qara dəliyin yaşlandıqca daxilində baş verən prosesləri daha yaxşı başa düşməyə imkan verdi. IN son illərÇoxölçülü fəzalarda təbii olaraq sim nəzəriyyəsində görünən qara dəliklərin modellərinə böyük diqqət yetirilir. Amma bu tədqiqatlar artıq klassiklərə deyil, hələ kəşf edilməmiş kvant dəliklərinə aiddir. Son illərin əsas nəticəsi bir neçə günəş kütləsi olan dəliklərin, eləcə də qalaktikaların mərkəzlərində superkütləvi dəliklərin mövcudluğunun reallığının çox inandırıcı astrofiziki təsdiqidir. Bu gün artıq heç bir şübhə yoxdur ki, bu dəliklər həqiqətən mövcuddur və biz onların əmələ gəlməsi proseslərini yaxşı başa düşürük”.

Akademik Markovun tələbəsi, Kanadanın Alberta əyalətinin Universitetinin professoru Valeri Frolov da eyni sualı cavablandırıb:

“İlk növbədə qalaktikamızın mərkəzində qara dəliyin kəşfinin adını çəkərdim. Əlavə ölçüləri olan fəzalarda dəliklərin nəzəri tədqiqləri də çox maraqlıdır ki, bundan da kollayder sürətləndiricilərində aparılan təcrübələrdə və kosmik şüaların yer materiyası ilə qarşılıqlı əlaqəsi proseslərində mini dəliklərin yaranması ehtimalı ortaya çıxır. Stiven Hokinq bu yaxınlarda qara dəlikdən gələn termal radiasiyanın tamamilə geri qaytarıldığını göstərən kağızın ilkin çapını göndərdi. xarici dünya onun üfüqünə düşmüş cisimlərin vəziyyəti haqqında məlumat. Əvvəllər o, bu məlumatın geri dönməz şəkildə yoxa çıxdığına inanırdısa, indi əks nəticəyə gəlib. Ancaq vurğulamaq lazımdır ki, bu problemi nəhayət, yalnız hələ qurulmamış cazibə qüvvəsinin kvant nəzəriyyəsi əsasında həll etmək olar”.

Hokinqin işi ayrıca şərhə layiqdir. Kvant mexanikasının ümumi prinsiplərindən belə nəticə çıxır ki, heç bir məlumat izsiz yoxa çıxmır, ancaq daha az “oxunan” formaya çevrilir. Bununla belə, qara dəliklər materiyanı geri dönməz şəkildə məhv edir və görünür, informasiya ilə eyni dərəcədə sərt davranırlar. 1976-cı ildə Hawking bu nəticənin riyazi aparat tərəfindən dəstəkləndiyi bir məqalə dərc etdi. Bəzi nəzəriyyəçilər onunla razılaşdı, bəziləri yox; xüsusilə, simli nəzəriyyəçilər məlumatın sarsılmaz olduğuna inanırdılar. Keçən ilin yayında Dublində keçirilən konfransda Hawking məlumatın hələ də qorunduğunu və istilik radiasiyası ilə birlikdə buxarlanan dəliyin səthini tərk etdiyini söylədi. Bu görüşdə Hokinq yeni hesablamalarının yalnız diaqramını təqdim edərək, onları zamanla tam şəkildə dərc edəcəyinə söz verdi. İndi, Valeri Frolovun dediyi kimi, bu əsər preprint şəklində hazırlanıb.

Nəhayət, professor Frolovdan niyə qara dəlikləri insan zəkasının ən fantastik ixtiralarından biri hesab etdiyini izah etməsini istədik.

“Astronomlar çoxdan başa düşülməsi üçün əhəmiyyətli dərəcədə yeni fiziki ideyalar tələb etməyən obyektlər kəşf ediblər. Bu, təkcə planetlərə, ulduzlara və qalaktikalara deyil, ağ cırtdanlar və neytron ulduzları kimi ekzotik cisimlərə də aiddir. Ancaq qara dəlik tamamilə fərqli bir şeydir, naməlum bir sıçrayışdır. Biri dedi ki, onun daxili hissəsi yeraltı dünyasını yerləşdirmək üçün ən yaxşı yerdir. Deliklərin, xüsusən də təkliklərin tədqiqi, sadəcə olaraq, son vaxtlara qədər fizikada praktiki olaraq müzakirə olunmayan qeyri-standart anlayışların və modellərin - məsələn, kvant çəkisi və sim nəzəriyyəsinin istifadəsini məcbur edir. Burada fizika üçün qeyri-adi, hətta ağrılı, lakin indi aydın olduğu kimi, tamamilə real olan bir çox problemlər yaranır. Buna görə də dəliklərin tədqiqi daima əsaslı yeni nəzəri yanaşmalar, o cümlədən fiziki dünya haqqında biliklərimizin kənarında olan yanaşmalar tələb edir”.

Ohayo Universitetinin astronomlarının son açıqlamasına görə, Andromeda qalaktikasındakı qeyri-adi qoşa nüvə hansısa nəhəng obyektin, çox güman ki, qara dəliyin ətrafında elliptik orbitlərdə fırlanan ulduzlar dəstəsi ilə izah olunur. Bu nəticələr Hubble Kosmik Teleskopundan istifadə etməklə əldə edilən məlumatlar əsasında qəbul edilib. Andromedanın ikili nüvəsi ilk dəfə 70-ci illərdə kəşf edildi, lakin qara dəliklər nəzəriyyəsi yalnız 90-cı illərin ortalarına qədər irəli sürülmədi.

Qalaktikaların nüvələrində qara dəliklərin olması fikri yeni deyil.

Hətta Süd Yolunun - Yerin aid olduğu qalaktikanın nüvəsində kütləsi Günəşin kütləsindən 3 milyon dəfə böyük olan böyük qara dəliyə malik olduğunu düşünmək üçün bütün əsaslar var. Bununla belə, 2 milyon işıq ili məsafəsində yerləşən Andromeda qalaktikasının nüvəsini araşdırmaq işığın cəmi 30 min il keçdiyi qalaktikamızın nüvəsindən daha asandır - ağaclar üçün meşəni görə bilməzsiniz.

Alimlər qara dəliklərin toqquşmasını simulyasiya edir

Qara dəliklərin təbiətini və davranışını aydınlaşdırmaq üçün superkompüterlərdə ədədi simulyasiyanın tətbiqi, qravitasiya dalğalarının öyrənilməsi.

Albert Eynşteyn İnstitutu kimi də tanınan və Potsdamın (Almaniya) ətrafı Qolmda yerləşən Qravitasiya Fizikası İnstitutunun (Max-Planck-Institut fur Gravitationsphysik) alimləri ilk dəfə olaraq iki qara dəliyin birləşməsini simulyasiya ediblər. İki birləşən qara dəliyin yaydığı qravitasiya dalğalarının planlaşdırılmış aşkarlanması superkompüterlərdə tam 3D simulyasiyalar tələb edir.

Qara dəliklər o qədər sıxdır ki, heç bir işığı əks etdirmir və ya yaymır - buna görə də onları aşkar etmək çox çətindir. Bununla belə, bir neçə ildən sonra alimlər bu sahədə əhəmiyyətli dəyişikliklərə ümid edirlər.

Hərfi mənada kosmosu dolduran qravitasiya dalğaları gələn əsrin əvvəllərində yeni vasitələrdən istifadə etməklə aşkarlana bilər.

Professor Ed Zaydelin rəhbərlik etdiyi elm adamları belə tədqiqatlar üçün ədədi simulyasiyalar hazırlayırlar ki, bu da müşahidəçilərə qara dəliklərin yaratdığı dalğaları aşkar etmək üçün etibarlı üsul təqdim edəcək. “Qara dəliklərin toqquşması qravitasiya dalğalarının əsas mənbələrindən biridir” deyən professor Zaydel son illərdə qara dəliklərin birbaşa toqquşmalarda çökməsi zamanı yaranan qravitasiya dalğalarının simulyasiyasında uğurlu tədqiqatlar aparıb.

Bununla belə, iki spiral şəklində olan qara dəliyin qarşılıqlı təsiri və onların birləşməsi birbaşa toqquşmalardan daha çox yayılmışdır və astronomiyada daha böyük əhəmiyyət kəsb edir. Belə tangensial toqquşmalar ilk dəfə Albert Eynşteyn İnstitutunda işləyən Bernd Brugman tərəfindən hesablanmışdır.

Lakin o dövrdə hesablama gücü olmadığından o, toqquşma zamanı qara dəliklərin davranışı haqqında mühüm məlumatları özündə əks etdirən, yayılan qravitasiya dalğalarının dəqiq izi kimi mühüm detalları hesablaya bilmədi. Brugman son nəticələri Beynəlxalq Müasir Fizika Jurnalında dərc etdi.

Brugman ilk hesablamalarında institutun Origin 2000 serverindən istifadə etdi.Bu serverə paralel olaraq işləyən 32 ayrı prosessor daxildir və ümumi pik performansı saniyədə 3 milyard əməliyyat təşkil edir. Bu ilin iyun ayında isə Brugman, Seidel və digər alimlərdən ibarət beynəlxalq komanda artıq Milli Superkompüter Tətbiqləri Mərkəzində (NCSA) daha güclü 256 prosessorlu Origin 2000 superkompüteri ilə işləyirdi. Qrupa elm adamları da daxil idi

Louis Universiteti (ABŞ) və Berlindəki Konrad-Zuse-Zentrum tədqiqat mərkəzindən. Bu superkompüter Bruqmanın əvvəllər tədqiq etdiyi qeyri-bərabər kütləli qara dəliklərin tangensial toqquşmalarının, habelə onların fırlanmalarının ilk təfərrüatlı simulyasiyasını təmin etdi. Konrad-Zuse-Zentrumdan olan Verner Benqer hətta toqquşma prosesinin heyrətamiz mənzərəsini canlandıra bildi. Kütlələri bir milyondan bir neçə yüz milyona qədər günəş kütləsi olan “qara canavarlar”ın necə birləşərək xüsusi vasitələrlə tezliklə aşkar edilə bilən qravitasiya dalğaları partlaması nümayiş etdirildi.

Bunun ən mühüm nəticələrindən biri tədqiqat işi qravitasiya dalğaları şəklində qara dəliklərin toqquşması zamanı yayılan nəhəng enerjinin kəşfi idi. Kütlələri 10 və 15 günəş kütləsinə bərabər olan iki cisim bir-birindən 30 mil məsafədə gəlib toqquşursa, cazibə enerjisinin miqdarı onların kütləsinin 1%-nə uyğun gəlir. "Bu, Günəşimizin son beş milyard il ərzində buraxdığı bütün enerjidən min dəfə çoxdur." - Brugman qeyd etdi. Kainatdakı böyük toqquşmaların əksəriyyəti yerdən çox uzaqda baş verdiyi üçün siqnallar yerə çatan anda çox zəifləməlidir.

Dünyada bir neçə yüksək dəqiqlikli detektorun tikintisinə başlanılıb.

Alman-Britaniya Geo 600 layihəsi çərçivəsində Maks Plank İnstitutu tərəfindən inşa edilən onlardan biri 0,7 mil uzunluğunda lazer interferometridir. Alimlər qara dəliklərin toqquşması zamanı baş verən qısa qravitasiya pozğunluqlarını ölçməyə ümid edirlər, lakin onlar ildə yalnız bir belə toqquşmanı və təxminən 600 milyon işıq ili məsafəsində gözləyirlər. Müşahidəçilərə qara dəliklərin yaratdığı dalğaların aşkarlanması haqqında etibarlı məlumat vermək üçün kompüter modelləri lazımdır. Superkompüterlərin simulyasiya imkanlarının təkmilləşdirilməsi sayəsində alimlər yeni eksperimental fizikanın astanasındadırlar.

Astronomlar deyirlər ki, onlar minlərlə qara dəliyin yerini bilirlər, lakin biz yer üzündə onlarla heç bir təcrübə apara bilmirik. Albert Eynşteyn İnstitutunun direktoru, professor Bernard Schutz, "Yalnız bir halda biz detalları öyrənə və kompüterlərimizdə onların ədədi modelini qura və müşahidə edə biləcəyik" dedi. “Mən inanıram ki, qara dəliklərin tədqiqi gələn əsrin ilk onilliyində astronomlar üçün əsas tədqiqat mövzusu olacaq”.

Yoldaş ulduz sizə fövqəlnovanın tozunu görməyə imkan verir.

Qara dəlikləri birbaşa görmək mümkün deyil, lakin astronomlar qazlar yoldaş ulduza püskürəndə onların varlığının sübutunu görə bilirlər.

Əgər dinamit partlatılarsa, kiçik partlayıcı fraqmentlər yaxınlıqdakı obyektlərə dərindən hopacaq və beləliklə, partlayışın daimi sübutu qalacaq.

Astronomlar qara dəliyin ətrafında dövr edən ulduzda da oxşar iz tapdılar, əsassız olaraq qara dəliyin - o qədər pis çökmüş keçmiş ulduz idi ki, hətta işıq onun cazibə qüvvəsini üstələyə bilmir - fövqəlnova partlayışı nəticəsində yaranmışdır.

Qaranlıqda işıq.

Bu vaxta qədər astronomlar fövqəlnova partlayışlarını müşahidə etmiş və onların yerində, onların fikrincə, qara dəliklər olan xallı obyektləri aşkar etmişdilər. Yeni kəşf bir hadisə ilə digəri arasında əlaqənin ilk real sübutudur. (Qara dəlikləri birbaşa görmək mümkün deyil, lakin onların mövcudluğu bəzən onların qravitasiya sahəsinin yaxınlıqdakı obyektlərə təsiri ilə müəyyən edilə bilər.

GRO J1655-40 olaraq təyin olunan ulduz və qara dəlik sistemi qalaktikamızdan təxminən 10.000 işıq ili uzaqlıqda yerləşir. süd Yolu. 1994-cü ildə kəşf edilən o, güclü alovları ilə astronomların diqqətini çəkib. rentgen şüaları və qara dəlik qazları 7,4 milyon mil uzaqlıqdakı ulduza doğru itələyərkən radio dalğaları dalğası.

İspaniya və Amerikadan olan tədqiqatçılar yoldaş ulduzun qara dəliyin əmələ gəlməsi prosesini göstərən bəzi izləri saxlaya biləcəyinə inanaraq onu daha yaxından araşdırmağa başladılar.

Ulduz ölçülü qara dəliklərin bütün hidrogen yanacağını istifadə etdikdən sonra sadəcə olaraq bu ölçüyə qədər kiçilən böyük ulduzların bədənləri olduğu düşünülür. Ancaq hələ də aydın olmayan səbəblərə görə ölən ulduz partlamadan əvvəl fövqəlnovaya çevrilir.

1994-cü ilin avqust və sentyabr aylarında GRO J1655-40 tərəfindən aparılan müşahidələr, atılan qazın işıq sürətinin 92%-nə qədər sürətlə axdığını göstərdi və bu, qara dəliyin mövcudluğunun qismən sübutunu təmin etdi.

Ulduz tozu.

Alimlər səhv etmirlərsə, o zaman Günəşimizdən yəqin ki, 25-40 dəfə böyük olan partlayan ulduzların bəziləri sağ qalmış peyklərə çevrildi.

Bu, astronomların kəşf etdiyi məlumatlardır.

Yoldaş ulduzun atmosferində oksigen, maqnezium, silisium və kükürdün normadan yüksək konsentrasiyası var idi - bu ağır elementlər yalnız fövqəlnova partlayışı zamanı əldə edilən çoxmilyardlarla dərəcə temperaturda böyük miqdarda yarana bilər. Bu, bəzi qara dəliklərin ilk dəfə fövqəlnova kimi göründüyü nəzəriyyəsini həqiqətən dəstəkləyən ilk dəlil idi, çünki görünənlər astronomların müşahidə etdiyi ulduzdan yarana bilməzdi.

Qara dəlik anlayışı hər kəsə məlumdur - məktəblilərdən tutmuş qocalara, ondan elmi və fantastik ədəbiyyat, tabloid mediada və elmi konfranslarda. Ancaq belə dəliklərin tam olaraq nə olduğu hər kəsə məlum deyil.

Qara dəliklərin tarixindən

1783 Qara dəlik kimi bir fenomenin varlığına dair ilk fərziyyə 1783-cü ildə ingilis alimi Con Mişel tərəfindən irəli sürülüb. O, öz nəzəriyyəsində Nyutonun iki yaradıcılığını - optika və mexanikanı birləşdirdi. Mişelin ideyası belə idi: əgər işıq kiçik hissəciklərin axınıdırsa, bütün digər cisimlər kimi hissəciklər də cazibə sahəsinin cazibəsini yaşamalıdır. Məlum olub ki, ulduz nə qədər böyükdürsə, işığın onun cazibəsinə müqavimət göstərməsi bir o qədər çətindir. Mişeldən 13 il sonra fransız astronom və riyaziyyatçısı Laplas (çox güman ki, ingilis həmkarından asılı olmayaraq) oxşar nəzəriyyə irəli sürdü.

1915 Lakin onların bütün əsərləri 20-ci əsrin əvvəllərinə qədər sahibsiz qaldı. 1915-ci ildə Albert Eynşteyn Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsini nəşr etdi və cazibə qüvvəsinin maddənin yaratdığı fəza-zamanın əyriliyi olduğunu göstərdi və bir neçə ay sonra alman astronomu və nəzəri fiziki Karl Şvartsşild konkret astronomik problemi həll etmək üçün ondan istifadə etdi. O, Günəş ətrafında əyri kosmos-zamanın quruluşunu tədqiq etdi və qara dəliklər fenomenini yenidən kəşf etdi.

(John Wheeler "Qara dəliklər" terminini işlətdi)

1967 Amerikalı fizik John Wheeler, bir kağız parçası kimi bükülə bilən bir məkanı sonsuz kiçik bir nöqtəyə çevirdi və onu "Qara dəlik" termini ilə təyin etdi.

1974İngilis fiziki Stiven Hokinq sübut etdi ki, qara dəliklər maddəni geri qaytarmadan udsalar da, radiasiya yaya və nəticədə buxarlana bilərlər. Bu fenomen "Hokinq şüalanması" adlanır.

2013 Pulsarlar və kvazarlar üzrə aparılan son tədqiqatlar, eləcə də kosmik mikrodalğalı fon radiasiyasının kəşfi nəhayət, qara dəliklər anlayışını təsvir etməyə imkan verdi. 2013-cü ildə G2 qaz buludu qara dəliyə çox yaxınlaşdı və çox güman ki, onun tərəfindən udulacaq, unikal prosesi müşahidə etmək qara dəliklərin xüsusiyyətlərinin yeni kəşfləri üçün böyük imkanlar yaradır.

(Kütləvi obyekt Oxatan A*, kütləsi Günəşdən 4 milyon dəfə böyükdür ki, bu da ulduzların çoxluğunu və qara dəliyin əmələ gəlməsini nəzərdə tutur.)

2017. Yer kürəsinin müxtəlif nöqtələrindən səkkiz teleskopu birləşdirən çoxölkəli əməkdaşlıq Event Horizon Telescope-un bir qrup alimi Qız bürcü M87 qalaktikasında yerləşən superkütləvi obyekt olan qara dəliyi müşahidə ediblər. Obyektin kütləsi 6,5 milyard (!) Günəş kütləsidir, müqayisə üçün diametri Günəşdən Plutona qədər olan məsafədən bir qədər az olan Oxatan A* adlı kütləvi cisimdən nəhəng dəfə böyükdür.

Müşahidələr 2017-ci ilin yazından başlayaraq 2018-ci ilin bütün dövrlərində bir neçə mərhələdə aparılmışdır. Məlumatın həcmi petabayt təşkil edirdi, daha sonra deşifrə edilməli və ultra-uzaq obyektin həqiqi təsviri alınmalı idi. Buna görə də, bütün məlumatları hərtərəfli emal etmək və onları bir bütövlükdə birləşdirmək daha iki tam il çəkdi.

2019 Məlumat uğurla deşifrə edilib və ilk dəfə qara dəliyin təsviri yaradılıb.

(Qız bürcündə M87 qalaktikasında ilk qara dəliyin təsviri)

Təsvirin həlli obyektin mərkəzində geri dönməyən nöqtənin kölgəsini görməyə imkan verir. Şəkil ultra uzun əsas interferometrik müşahidələr nəticəsində əldə edilmişdir. Bunlar şəbəkə ilə bir-birinə bağlanmış və bir neçə radio teleskopdan bir obyektin sinxron müşahidələridir. müxtəlif hissələr qlobus, bir istiqamətə yönəldilmişdir.

Qara dəliklər əslində nələrdir

Bu fenomenin lakonik izahı belədir.

Qara dəlik cazibə qüvvəsi o qədər güclü olan məkan-zaman bölgəsidir ki, heç bir cisim, o cümlədən işıq kvantları onu tərk edə bilməz.

Qara dəlik bir zamanlar nəhəng bir ulduz idi. Nə qədər ki, termonüvə reaksiyaları öz dərinliklərində yüksək təzyiqi saxlayır, hər şey normal qalır. Lakin zaman keçdikcə enerji təchizatı tükənir və səma bədəni, öz cazibə qüvvəsinin təsiri altında sıxılmağa başlayır. Bu prosesin son mərhələsi ulduz nüvəsinin dağılması və qara dəliyin əmələ gəlməsidir.

• 1. Qara dəlik reaktivi yüksək sürətlə çıxarır


• 2. Maddənin diski böyüyərək qara dəliyə çevrilir


• 3. Qara dəlik


• 4. Qara dəlik bölgəsinin ətraflı diaqramı


• 5. Aşkar edilmiş yeni müşahidələrin ölçüsü

Ən çox yayılmış nəzəriyyə, oxşar hadisələrin hər bir qalaktikada, o cümlədən Süd Yolunun mərkəzində olmasıdır. Çuxurun nəhəng cazibə qüvvəsi bir neçə qalaktikanı ətrafında saxlayaraq, onların bir-birindən uzaqlaşmasının qarşısını almağa qadirdir. "Əhatə dairəsi" fərqli ola bilər, hamısı qara dəliyə çevrilən ulduzun kütləsindən asılıdır və minlərlə işıq ili ola bilər.

Schwarzschild radiusu

Qara dəliyin əsas xüsusiyyəti onun içinə düşən hər hansı bir maddənin heç vaxt geri qayıtmamasıdır. Eyni şey işığa da aiddir. Özündə deşiklər, üzərlərinə düşən bütün işığı tamamilə udan və özlərinin heç birini buraxmayan cisimlərdir. Belə obyektlər vizual olaraq mütləq qaranlıq laxtaları kimi görünə bilər.

• 1. İşıq sürətinin yarısı qədər hərəkət edən maddə


• 2. Foton halqası


• 3. Daxili foton halqası


• 4. Qara dəlikdə hadisələrin üfüqü

Dan başlayaraq Ümumi nəzəriyyə Eynşteynin nisbi nəzəriyyəsinə görə, cisim dəliyin mərkəzinə kritik məsafəyə yaxınlaşarsa, o, artıq geri qayıda bilməyəcək. Bu məsafə Şvartsşild radiusu adlanır. Bu radiusda nə baş verdiyi dəqiq bilinmir, lakin ən çox yayılmış nəzəriyyə var. Güman edilir ki, qara dəliyin bütün materiyası sonsuz kiçik bir nöqtədə cəmləşib və onun mərkəzində sonsuz sıxlığa malik bir cisim var ki, alimlər bunu sinqulyar təlaş adlandırırlar.

Qara dəliyə düşmək necə baş verir?

(Şəkildə Sagittarius A* qara dəliyi son dərəcə parlaq işıq dəstəsinə bənzəyir)

Bir müddət əvvəl, 2011-ci ildə alimlər qaz buludunu kəşf edərək ona qeyri-adi işıq saçan sadə ad G2 verdilər. Bu parıldama Oxatan A* qara dəliyinin səbəb olduğu qaz və tozdakı sürtünmə ilə əlaqədar ola bilər ki, bu da onun orbitində toplanma diski kimi hərəkət edir. Beləliklə, biz fövqəlkütləvi qara dəlik tərəfindən qaz buludunun udulmasının heyrətamiz fenomeninin müşahidəçisi oluruq.

Son araşdırmalara görə, qara dəliyə ən yaxın yaxınlaşma 2014-cü ilin martında baş verəcək. Biz bu maraqlı tamaşanın necə baş tutacağına dair bir şəkil yarada bilərik.

• 1. Məlumatlarda ilk dəfə görünəndə qaz buludu nəhəng qaz və toz topunu xatırladır.


• 2. İndi, 2013-cü ilin iyun ayına olan məlumata görə, bulud qara dəlikdən on milyardlarla kilometr uzaqdadır. Onun içinə 2500 km/s sürətlə düşür.


• 3. Buludun qara dəliyin yanından keçəcəyi gözlənilir, lakin buludun qabaqcıl və arxa kənarlarında hərəkət edən cazibə qüvvəsi fərqinin yaratdığı gelgit qüvvələri onun getdikcə uzanan bir forma almasına səbəb olacaq.


• 4. Bulud parçalandıqdan sonra onun böyük hissəsi çox güman ki, Oxatan A* ətrafındakı yığılma diskinə axacaq və orada şok dalğaları yaradacaq. Temperatur bir neçə milyon dərəcəyə qalxacaq.


• 5. Buludun bir hissəsi birbaşa qara dəliyə düşəcək. Bu maddənin bundan sonra nə olacağını heç kim dəqiq bilmir, lakin onun düşdüyü zaman güclü rentgen şüaları yayacağı və bir daha görünməyəcəyi gözlənilir.

Video: qara dəlik qaz buludunu udur

(G2 qaz buludunun nə qədərinin Sagittarius A* qara dəliyi tərəfindən məhv ediləcəyini və istehlak ediləcəyinin kompüter simulyasiyası)

Qara dəliyin içində nə var

Qara dəliyin içərisində praktiki olaraq boş olduğunu və onun bütün kütləsinin onun ən mərkəzində yerləşən inanılmaz dərəcədə kiçik bir nöqtədə - təklikdə cəmləndiyini bildirən bir nəzəriyyə var.

Yarım əsrdir mövcud olan başqa bir nəzəriyyəyə görə, qara dəliyə düşən hər şey qara dəliyin özündə yerləşən başqa bir kainata keçir. İndi bu nəzəriyyə əsas deyil.

Üçüncü, ən müasir və qətiyyətli bir nəzəriyyə də var ki, ona görə qara dəliyə düşən hər şey onun səthindəki simlərin titrəyişlərində həll olur və bu, hadisə üfüqü kimi təyin olunur.

Beləliklə, hadisə üfüqi nədir? Qara dəliyin içərisinə hətta super güclü teleskopla baxmaq mümkün deyil, çünki nəhəng kosmik huniyə daxil olan işığın belə geri qayıtma şansı yoxdur. Ən azı bir şəkildə nəzərdən keçirilə bilən hər şey onun yaxınlığında yerləşir.

Hadisə üfüqü altından heç bir şeyin (nə qaz, nə toz, nə ulduzlar, nə də işıq) çıxa bilməyəcəyi şərti səth xəttidir. Və bu, Kainatın qara dəliklərində geri dönüşü olmayan çox sirli nöqtədir.