Origjina e vrimës së zezë. Vrimë e zezë. Cfare eshte? Vrima e zezë më e vogël

Një vrimë e zezë është një rajon i hapësirë-kohës, tërheqja gravitacionale e së cilës është aq e fortë sa që edhe objektet që lëvizin me shpejtësinë e dritës, përfshirë kuantet e vetë dritës, nuk mund ta lënë atë. Kufiri i këtij rajoni quhet horizonti i ngjarjeve, dhe madhësia e tij karakteristike quhet rrezja gravitacionale.

Ideja e një "vrime të zezë" u shfaq për herë të parë në vitin 1916, kur fizikani Schwarzschild po zgjidhte ekuacionet e Ajnshtajnit. Matematika ka çuar në përfundimin e çuditshëm se ka objekte kompakte rreth të cilave shfaqet një horizont ngjarjesh me veti interesante. Por termi "vrimë e zezë" nuk ekzistonte ende. Horizonti i ngjarjeve është një rajon i hapësirës që rrethon një vrimë të zezë, një herë në të cilën materia nuk do të jetë kurrë në gjendje të largohet nga ky rajon dhe të bjerë në vrimën e zezë. Drita ende mund të kapërcejë forcën e madhe të gravitetit, të dërgojë rrjedhat e fundit nga materia në zhdukje, por vetëm për një periudhë të shkurtër kohe, derisa materia në rënie të bjerë në të ashtuquajturën zonë të singularitetit, për të cilën nuk është më Karl Schwarzschild, një astronom gjerman, një nga themeluesit e astrofizikës teorike

Në vitet 1930, Chadwick zbuloi neutronin. Së shpejti, u parashtrua një hipotezë për ekzistencën e yjeve neutrino, të cilët, në masa të mëdha, rezultojnë të jenë të paqëndrueshëm dhe janë të ngjeshur në një gjendje kolapsi. Termi "vrimë e zezë" ende nuk ekzistonte. Vetëm në fund të viteve 1960 amerikani John Wheeler tha "vrima e zezë". Kjo është një pikë në hapësirë ​​ku materia dhe energjia zhduken nën ndikimin e forcave gravitacionale. Në këtë vend, forcat gravitacionale janë aq të forta sa çdo gjë aty pranë thithet fjalë për fjalë brenda. Edhe rrezet e dritës nuk mund të ikin prej andej, kështu që vrima e zezë është plotësisht e padukshme. John Wheeler, fizikan amerikan.

Një "vrimë e zezë" mund të zbulohet nga rrezatimi specifik i rrezeve X që prodhohet kur thith materien. Në vitet 1970, sateliti amerikan "Uhuru" (në një nga dialektet afrikane - "Liria") regjistroi rrezatim specifik me rreze x. Që atëherë, "vrima e zezë" ka ekzistuar jo vetëm në llogaritjet. Pikërisht për këto studime Riccardo Giacconi mori çmimin Nobel në vitin 2002. Riccardo Giacconi, fizikan amerikan me origjinë italiane, fitues i çmimit Nobel në fizikë në vitin 2002 "për krijimin e astronomisë me rreze X dhe shpikjen e teleskopit me rreze X"

Për momentin, shkencëtarët kanë zbuluar rreth një mijë objekte në Univers që klasifikohen si vrima të zeza. Në total, sugjerojnë shkencëtarët, ka dhjetëra miliona objekte të tilla. Aktualisht, e vetmja mënyrë e besueshme për të dalluar një vrimë të zezë nga një objekt i një lloji tjetër është matja e masës dhe madhësisë së objektit dhe krahasimi i rrezes së tij me rrezen gravitacionale, e cila jepet me formulën =, ku G është konstanta gravitacionale. , M është masa e objektit, c është vrima e zeza supermasive shpejtësia e dritës. Vrimat e zeza shumë të mëdha të mbingarkuara formojnë bërthamat e shumicës së galaktikave. Këto përfshijnë vrimën e zezë masive në thelbin e galaktikës sonë - Shigjetari A*, e cila është vrima e zezë supermasive më e afërt me Diellin. Aktualisht, ekzistenca e vrimave të zeza të shkallëve yjore dhe galaktike konsiderohet nga shumica e shkencëtarëve si e vërtetuar në mënyrë të besueshme nga vëzhgimet astronomike. Astronomët amerikanë kanë zbuluar se masat e vrimave të zeza supermasive mund të nënvlerësohen ndjeshëm. Studiuesit kanë përcaktuar se në mënyrë që yjet të lëvizin në mënyrën se si vërehen tani në galaktikën M87 (e cila ndodhet 50 milionë vite dritë nga Toka), masa e vrimës së zezë qendrore duhet të jetë aq e madhe sa Radio Galaxy Picos. A, me një avion të dukshëm me rreze X (blu) ) 300 mijë vite dritë të gjatë, që buron nga

Zbulimi i vrimave të zeza supermasive Dëshmia më e besueshme për ekzistencën e vrimave të zeza supermasive në rajonet qendrore të galaktikave konsiderohet të jetë më e besueshme. Sot, rezolucioni i teleskopëve nuk është i mjaftueshëm për të dalluar rajonet e hapësirës me një madhësi në rendin e rrezes gravitacionale të një vrime të zezë. Ka shumë mënyra për të përcaktuar masën dhe dimensionet e përafërta të një trupi supermasiv, por shumica e tyre bazohen në matjen e karakteristikave të orbitave të objekteve që rrotullohen rreth tyre (yje, burime radio, disqe gazi). Në rastin më të thjeshtë dhe mjaft të zakonshëm, rrotullimi ndodh përgjatë orbitave Kepleriane, siç dëshmohet nga proporcionaliteti i shpejtësisë së rrotullimit të satelitit me rrënjën katrore të boshtit gjysmë të madh të orbitës: . Në këtë rast, masa e trupit qendror gjendet sipas formulës së njohur.

Ka ndonjëherë një debat gjysmë shaka, ndonjëherë serioz midis francezëve dhe britanikëve: kush duhet të konsiderohet zbuluesi i mundësisë së ekzistencës së yjeve të padukshëm - francezi P. Laplace ose anglezi J. Michell? Në vitin 1973, fizikanët e famshëm teorikë anglezë S. Hawking dhe G. Ellis, në një libër kushtuar çështjeve moderne të veçanta matematikore të strukturës së hapësirës dhe kohës, cituan veprën e francezit P. Laplace me prova të mundësisë së ekzistencës. e yjeve të zinj; Në atë kohë, vepra e J. Michellit nuk dihej ende. Në vjeshtën e vitit 1984, astrofizikani i famshëm anglez M. Rice, duke folur në një konferencë në Tuluzë, tha se megjithëse nuk është shumë e përshtatshme të thuhet për territorin e Francës, ai duhet të theksojë se anglezi J. Michell ishte i pari që parashikonte yje të padukshëm dhe tregoi një fotografi të faqes së parë që korrespondon me punën e tij. Kjo vërejtje historike u prit me duartrokitje dhe buzëqeshje nga të pranishmit.

Si mund të mos kujtohen diskutimet midis francezëve dhe britanikëve se kush e parashikoi pozicionin e planetit Neptun nga shqetësimet në lëvizjen e Uranit: francezi W. Le Verrier apo anglezi J. Adams? Siç dihet, të dy shkencëtarët në mënyrë të pavarur treguan saktë pozicionin planeti i ri. Pastaj francezi W. Le Verrier ishte më me fat. Ky është fati i shumë zbulimeve. Ato shpesh bëhen pothuajse njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur njerez te ndryshëm Zakonisht përparësi u jepet atyre që kanë depërtuar më thellë në thelbin e problemit, por ndonjëherë kjo është thjesht tekat e fatit.

Por parashikimi i P. Laplace dhe J. Michell nuk ishte ende një parashikim i vërtetë i një vrime të zezë. Pse?

Fakti është se në kohën e P. Laplace nuk dihej ende se asgjë në natyrë nuk mund të lëvizte më shpejt se drita. Është e pamundur të kalosh dritën në zbrazëti! Kjo u vendos nga Ajnshtajni në teorinë speciale të relativitetit tashmë në shekullin tonë. Prandaj, për P. Laplace, ylli që ai po konsideronte ishte vetëm i zi (jo i ndritshëm) dhe ai nuk mund ta dinte që një yll i tillë do të humbiste aftësinë për të "komunikuar" me botën e jashtme në çfarëdo mënyre, për të "raportuar" çdo gjë për botët e largëta për ngjarjet që ndodhin në të. Me fjalë të tjera, ai nuk e dinte ende se kjo nuk ishte vetëm një "e zezë", por edhe një "vrimë" në të cilën mund të biesh, por ishte e pamundur të dilje. Tani e dimë se nëse drita nuk mund të dalë nga një zonë e hapësirës, ​​atëherë kjo do të thotë se asgjë nuk mund të dalë fare, dhe ne e quajmë një objekt të tillë një vrimë të zezë.

Një arsye tjetër pse arsyetimi i P. Laplace nuk mund të konsiderohet rigoroz është se ai mori në konsideratë fushat e garvitacionit me forcë të madhe, në të cilat trupat që bien përshpejtohen me shpejtësinë e dritës dhe vetë drita e shfaqur mund të vonohet, dhe zbatoi ligjin e gravitetit të Njutonit.

A. Ajnshtajni tregoi se teoria e gravitetit të Njutonit është e pazbatueshme për fusha të tilla dhe krijoi një teori të re që vlen për fushat super të forta, si dhe për fushat që ndryshojnë me shpejtësi (për të cilat teoria e Njutonit është gjithashtu e pazbatueshme!), etj. e quajti atë teoria e përgjithshme e relativitetit. Janë përfundimet e kësaj teorie që duhet të përdoren për të vërtetuar mundësinë e ekzistencës së vrimave të zeza dhe për të studiuar vetitë e tyre.

Relativiteti i përgjithshëm është një teori e mahnitshme. Ajo është aq e thellë dhe e hollë sa që ngjall një ndjenjë kënaqësie estetike tek të gjithë ata që e njohin. Fizikanët sovjetikë L. Landau dhe E. Lifshitz në librin e tyre "Teoria e fushës" e quajtën atë "më të bukurën nga të gjitha teoritë fizike ekzistuese". Fizikani gjerman Max Born tha për zbulimin e teorisë së relativitetit: "Unë e admiroj atë si një vepër arti". Dhe fizikani sovjetik V. Ginzburg shkroi se ngjall "...një ndjenjë... të ngjashme me atë që përjetohet kur shikohen kryeveprat më të shquara të pikturës, skulpturës ose arkitekturës".

Përpjekjet e shumta për paraqitjen popullore të teorisë së Ajnshtajnit, natyrisht, mund të japin një përshtypje të përgjithshme për të. Por, të themi sinqerisht, është aq pak e ngjashme me kënaqësinë e njohjes së vetë teorisë, aq sa njohja me një riprodhim të "Madonës Sistine" ndryshon nga përvoja që lind kur shikon origjinalin e krijuar nga gjeniu i Raphaelit.

E megjithatë, kur nuk ka mundësi për të admiruar origjinalin, mund (dhe duhet!) të njiheni me riprodhimet e disponueshme, mundësisht ato të mira (dhe ka të gjitha llojet).

Novikov I.D.

Historia e vrimave të zeza

Alexey Levin

Mendimi shkencor ndonjëherë ndërton objekte me veti të tilla paradoksale saqë edhe shkencëtarët më të thellë fillimisht refuzojnë t'i njohin ato. Shembulli më i dukshëm në histori fizika e fundit- një mungesë afatgjatë e interesit për vrimat e zeza, gjendjet ekstreme të fushës gravitacionale të parashikuara pothuajse 90 vjet më parë. Për një kohë të gjatë ato u konsideruan një abstraksion thjesht teorik, dhe vetëm në vitet 1960-70 njerëzit besuan në realitetin e tyre. Megjithatë, ekuacioni bazë për teorinë e vrimave të zeza u nxor mbi dyqind vjet më parë.

Kuptimi i John Michellit

Emri i John Michell, fizikan, astronom dhe gjeolog, profesor në Universitetin e Kembrixhit dhe pastor i Kishës Anglikane, humbi plotësisht në mënyrë të pamerituar midis yjeve të shkencës angleze të shekullit të 18-të. Michell hodhi themelet e sizmologjisë - shkencës së tërmeteve, kreu kërkime të shkëlqyera mbi magnetizmin dhe, shumë kohë përpara Kulombit, shpiku bilancin e rrotullimit, të cilin e përdori për matjet gravimetrike. Në 1783, ai u përpoq të kombinonte dy krijimet e mëdha të Njutonit - mekanikën dhe optikën. Njutoni e konsideronte dritën si një rrjedhë grimcash të vogla. Michell sugjeroi që trupat e dritës, si lënda e zakonshme, t'u binden ligjeve të mekanikës. Pasoja e kësaj hipoteze doli të ishte shumë jo e parëndësishme - trupat qiellorë mund të kthehen në kurthe për dritën.

Si arsyetoi Mishel? Një top i gjuajtur nga sipërfaqja e një planeti do ta kapërcejë plotësisht gravitetin e tij vetëm nëse shpejtësia e tij fillestare tejkalon atë që tani quhet shpejtësia e dytë e ikjes. Nëse graviteti i planetit është aq i fortë sa shpejtësia e ikjes tejkalon shpejtësinë e dritës, trupat e dritës të lëshuara në zenit nuk do të jenë në gjendje të shkojnë në pafundësi. E njëjta gjë do të ndodhë me dritën e reflektuar. Rrjedhimisht, planeti do të jetë i padukshëm për një vëzhgues shumë të largët. Michell llogariti vlerën kritike të rrezes së një planeti të tillë R cr në varësi të masës së tij M të reduktuar në masën e Diellit tonë M s: R cr = 3 km x M/M s.

John Michell i besoi formulave të tij dhe supozoi se thellësitë e hapësirës fshehin shumë yje që nuk mund të shihen nga Toka me asnjë teleskop. Më vonë, matematikani, astronomi dhe fizikani i madh francez Pierre Simon Laplace erdhi në të njëjtin përfundim, i cili e përfshiu atë në botimet e para (1796) dhe të dytë (1799) të "Ekspozimit të Sistemit Botëror". Por botimi i tretë u botua në 1808, kur shumica e fizikanëve tashmë e konsideronin dritën si dridhje të eterit. Ekzistenca e yjeve "të padukshëm" kundërshtoi teorinë e valëve të dritës dhe Laplace e konsideroi më mirë thjesht të mos i përmendte ato. Në kohët e mëvonshme, kjo ide u konsiderua një kuriozitet, i denjë për t'u paraqitur vetëm në veprat mbi historinë e fizikës.

Modeli Schwarzschild

Në nëntor 1915, Albert Einstein publikoi një teori të gravitetit, të cilën ai e quajti teoria e përgjithshme e relativitetit (GR). Kjo vepër gjeti menjëherë një lexues mirënjohës në personin e kolegut të tij në Akademinë e Shkencave të Berlinit, Karl Schwarzschild. Ishte Schwarzschild që ishte i pari në botë që përdori relativitetin e përgjithshëm për të zgjidhur një problem specifik astrofizik, duke llogaritur metrikën e hapësirë-kohës jashtë dhe brenda një trupi sferik jo rrotullues (për specifikën, ne do ta quajmë yll).

Nga llogaritjet e Schwarzschild-it rezulton se graviteti i një ylli nuk e shtrembëron shumë strukturën Njutoniane të hapësirës dhe kohës vetëm nëse rrezja e tij është shumë më e madhe se vetë vlera që llogariti John Michell! Ky parametër u quajt fillimisht rrezja e Schwarzschild, dhe tani quhet rrezja gravitacionale. Sipas relativitetit të përgjithshëm, graviteti nuk ndikon në shpejtësinë e dritës, por zvogëlon frekuencën e dridhjeve të dritës në të njëjtin proporcion me ngadalësimin e kohës. Nëse rrezja e një ylli është 4 herë më e madhe se rrezja gravitacionale, atëherë rrjedha e kohës në sipërfaqen e tij ngadalësohet me 15%, dhe hapësira fiton lakim të dukshëm. Kur tejkalohet dy herë, përkulet më fort dhe koha ngadalësohet me 41%. Kur arrihet rrezja gravitacionale, koha në sipërfaqen e yllit ndalon plotësisht (të gjitha frekuencat shkojnë në zero, rrezatimi ngrin dhe ylli shuhet), por lakimi i hapësirës është ende i kufizuar. Larg yllit, gjeometria mbetet ende Euklidiane dhe koha nuk e ndryshon shpejtësinë e saj.

Përkundër faktit se vlerat e rrezes gravitacionale të Michell dhe Schwarzschild përkojnë, vetë modelet nuk kanë asgjë të përbashkët. Për Michellin, hapësira dhe koha nuk ndryshojnë, por drita ngadalësohet. Një yll dimensionet e të cilit janë më të vogla se rrezja e tij gravitacionale vazhdon të shkëlqejë, por është i dukshëm vetëm për një vëzhgues jo shumë të largët. Për Schwarzschild, shpejtësia e dritës është absolute, por struktura e hapësirës dhe kohës varet nga graviteti. Një yll që ka rënë nën rrezen gravitacionale zhduket për çdo vëzhgues, pavarësisht se ku ndodhet (më saktë, mund të zbulohet nga efektet gravitacionale, por jo nga rrezatimi).

Nga mosbesimi në pohim

Schwarzschild dhe bashkëkohësit e tij besonin se objekte të tilla të çuditshme hapësinore nuk ekzistonin në natyrë. Vetë Ajnshtajni jo vetëm që i përmbahej këtij këndvështrimi, por gjithashtu besoi gabimisht se ai kishte arritur të vërtetonte matematikisht mendimin e tij.

Në vitet 1930, astrofizikani i ri indian Chandrasekhar provoi se një yll që ka konsumuar karburantin e tij bërthamor hedh guaskën e tij dhe shndërrohet në një xhuxh të bardhë që ftohet ngadalë vetëm nëse masa e tij është më pak se 1.4 masa diellore. Shumë shpejt amerikani Fritz Zwicky kuptoi se shpërthimet e supernovës prodhojnë trupa jashtëzakonisht të dendur të lëndës neutronike; Më vonë, Lev Landau doli në të njëjtin përfundim. Pas punës së Chandrasekhar, ishte e qartë se vetëm yjet me një masë më të madhe se 1.4 masa diellore mund t'i nënshtroheshin një evolucioni të tillë. Kështu u ngrit një pyetje e natyrshme: a ka një kufi të sipërm për masën e supernovave që lënë pas yjet neutron?

Në fund të viteve '30, babai i ardhshëm i amerikanit Bombë atomike Robert Oppenheimer vërtetoi se një kufi i tillë ekziston në të vërtetë dhe nuk i kalon disa masa diellore. Atëherë nuk ishte e mundur të jepej një vlerësim më i saktë; Tani dihet se masat e yjeve neutron duhet të jenë në intervalin 1,5–3 M s. Por edhe nga llogaritjet e përafërta të Oppenheimer dhe studentit të tij të diplomuar George Volkow, rezultoi se pasardhësit më masivë të supernovave nuk bëhen yje neutron, por shndërrohen në një gjendje tjetër. Në vitin 1939, Oppenheimer dhe Hartland Snyder përdorën një model të idealizuar për të provuar se një yll masiv në kolaps është kontraktuar në rrezen e tij gravitacionale. Nga formulat e tyre në fakt rezulton se ylli nuk ndalet me kaq, por bashkautorët u përmbajtën nga një përfundim kaq radikal.

Përgjigja përfundimtare u gjet në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të përmes përpjekjeve të një galaktike të tërë fizikanësh teorikë brilantë, përfshirë ata sovjetikë. Doli se një kolaps i tillë Gjithmonë ngjesh yllin "deri në fund", duke shkatërruar plotësisht lëndën e tij. Si rezultat, lind një singularitet, një "superkoncentrat" ​​i fushës gravitacionale, i mbyllur në një vëllim pafundësisht të vogël. Për një vrimë të palëvizshme është një pikë, për një vrimë rrotulluese është një unazë. Lakimi i hapësirë-kohës dhe, për rrjedhojë, forca e gravitetit pranë singularitetit priret në pafundësi. Në fund të vitit 1967, fizikani amerikan John Archibald Wheeler ishte i pari që e quajti një kolaps të tillë përfundimtar yjor një vrimë të zezë. Termi i ri u pëlqye nga fizikanët dhe u gëzua gazetarëve, të cilët e përhapën në mbarë botën (edhe pse francezëve në fillim nuk u pëlqeu, pasi shprehja trou noir sugjeronte asociacione të dyshimta).

Atje, përtej horizontit

Një vrimë e zezë nuk është as materie dhe as rrezatim. Me njëfarë figurative, mund të themi se kjo është një fushë gravitacionale e vetë-qëndrueshme e përqendruar në një rajon shumë të lakuar të hapësirë-kohës. Kufiri i saj i jashtëm përcaktohet nga një sipërfaqe e mbyllur, horizonti i ngjarjeve. Nëse ylli nuk rrotullohej para rënies, kjo sipërfaqe rezulton të jetë një sferë e rregullt, rrezja e së cilës përkon me rrezen Schwarzschild.

Kuptimi fizik i horizontit është shumë i qartë. Një sinjal drite i dërguar nga afërsia e tij e jashtme mund të udhëtojë një distancë pafundësisht të gjatë. Por sinjalet e dërguara nga rajoni i brendshëm jo vetëm që nuk do të kalojnë horizontin, por në mënyrë të pashmangshme do të "bien" në singularitet. Horizonti është kufiri hapësinor midis ngjarjeve që mund të bëhen të njohura për astronomët tokësorë (dhe çdo tjetër) dhe ngjarjeve, informacione për të cilat në asnjë rrethanë nuk do të dalin.

Siç pritej "sipas Schwarzschild", larg nga horizonti tërheqja e një vrime është në përpjesëtim të kundërt me katrorin e distancës, kështu që për një vëzhgues të largët ajo manifestohet si një trup i zakonshëm i rëndë. Përveç masës, vrima trashëgon momentin e inercisë së yllit të shembur dhe ngarkesën e tij elektrike. Dhe të gjitha karakteristikat e tjera të yllit paraardhës (struktura, përbërja, lloji spektral, etj.) zbehen në harresë.

Le të dërgojmë një sondë në vrimë me një stacion radio që dërgon një sinjal një herë në sekondë sipas kohës në bord. Për një vëzhgues të largët, ndërsa sonda i afrohet horizontit, intervalet kohore midis sinjaleve do të rriten - në parim, në mënyrë të pakufizuar. Sapo anija të kalojë horizontin e padukshëm, ajo do të bëhet plotësisht e heshtur për botën "mbi vrimë". Sidoqoftë, kjo zhdukje nuk do të jetë pa gjurmë, pasi sonda do të heqë dorë nga masa, ngarkesa dhe çift rrotullimi i saj në vrimë.

Rrezatimi i vrimës së zezë

Të gjitha modelet e mëparshme janë ndërtuar ekskluzivisht në bazë të relativitetit të përgjithshëm. Megjithatë, bota jonë drejtohet nga ligjet e mekanikës kuantike, të cilat nuk i injorojnë vrimat e zeza. Këto ligje nuk na lejojnë ta konsiderojmë singularitetin qendror si një pikë matematikore. Në një kontekst kuantik, diametri i tij jepet nga gjatësia Planck-Wheeler, afërsisht e barabartë me 10-33 centimetra. Në këtë zonë, hapësira e zakonshme pushon së ekzistuari. Në përgjithësi pranohet se qendra e vrimës është e mbushur me struktura të ndryshme topologjike që shfaqen dhe vdesin në përputhje me ligjet kuantike probabilistike. Vetitë e një kuazi-hapësire të tillë flluskuese, të cilën Wheeler e quajti shkumë kuantike, ende nuk kuptohen mirë.

Prania e një singulariteti kuantik ka një ndikim të drejtpërdrejtë në fatin e trupave materialë që bien në thellësitë e një vrime të zezë. Kur i afroheni qendrës së vrimës, çdo objekt i bërë nga materiale të njohura aktualisht do të shtypet dhe copëtohet nga forcat e baticës. Megjithatë, edhe nëse inxhinierët dhe teknologët e ardhshëm krijojnë disa aliazhe dhe përbërje super të forta me veti aktualisht të paprecedentë, të gjithë ata janë ende të dënuar të zhduken: në fund të fundit, në zonën e singularitetit nuk ka as kohën e zakonshme dhe as hapësirën e zakonshme.

Tani le të shohim horizontin e vrimës përmes një lente mekanike kuantike. Hapësira e zbrazët - një vakum fizik - në fakt nuk është aspak bosh. Për shkak të luhatjeve kuantike të fushave të ndryshme në një vakum, shumë grimca virtuale lindin dhe vdesin vazhdimisht. Meqenëse graviteti pranë horizontit është shumë i fortë, luhatjet e tij krijojnë shpërthime gravitacionale jashtëzakonisht të forta. Kur përshpejtohen në fusha të tilla, "virtualet" e porsalindur fitojnë energji shtesë dhe ndonjëherë bëhen grimca normale jetëgjatë.

Grimcat virtuale lindin gjithmonë në çifte që lëvizin në drejtime të kundërta (kjo kërkohet nga ligji i ruajtjes së momentit). Nëse një luhatje gravitacionale nxjerr një palë grimca nga vakuumi, mund të ndodhë që njëra prej tyre të materializohet jashtë horizontit dhe e dyta (antigrimca e së parës) brenda. Grimca "e brendshme" do të bjerë në vrimë, por grimca "e jashtme" mund të shpëtojë në kushte të favorshme. Si rezultat, vrima kthehet në një burim rrezatimi dhe për këtë arsye humbet energjinë dhe, rrjedhimisht, masën. Prandaj, vrimat e zeza në parim nuk janë të qëndrueshme.

Ky fenomen quhet efekti Hawking, sipas fizikanit të shquar teorik anglez që e zbuloi atë në mesin e viteve 1970. Stephen Hawking, në veçanti, vërtetoi se horizonti i një vrime të zezë lëshon fotone saktësisht në të njëjtën mënyrë si një trup absolutisht i zi i ngrohur në një temperaturë prej T = 0,5 x 10 -7 x M s / M. Nga kjo rrjedh se ndërsa vrima bëhet më e hollë, temperatura e saj rritet dhe "avullimi" natyrisht intensifikohet. Ky proces është jashtëzakonisht i ngadalshëm dhe jetëgjatësia e një vrime me masë M është rreth 10 65 x (M/M s) 3 vjet. Kur madhësia e saj bëhet e barabartë me gjatësinë Planck-Wheeler, vrima humbet stabilitetin dhe shpërthen, duke lëshuar të njëjtën energji si shpërthimi i njëkohshëm i një milion bombave hidrogjenore dhjetë megatonësh. Është interesante se masa e vrimës në momentin e zhdukjes së saj është ende mjaft e madhe, 22 mikrogramë. Sipas disa modeleve, vrima nuk zhduket pa lënë gjurmë, por lë pas një relike të qëndrueshme të së njëjtës masë, të ashtuquajturin maximon.

Maksimoni ka lindur 40 vjet më parë – si term dhe si ide fizike. Në vitin 1965, akademiku M.A. Markov sugjeroi se ekziston një kufi i sipërm në masën e grimcave elementare. Ai propozoi që kjo vlerë kufizuese të konsiderohet si dimensioni i masës, i cili mund të kombinohet nga tre konstante themelore fizike - konstanta e Planck-ut h, shpejtësia e dritës C dhe konstanta gravitacionale G (për ata që pëlqejnë detajet: për ta bërë këtë, ju duhet për të shumëzuar h dhe C, pjesëtojeni rezultatin me G dhe nxirrni Rrenja katrore). Këto janë të njëjtat 22 mikrogramë që përmenden në artikull; kjo vlerë quhet masa e Planck. Nga të njëjtat konstante mund të ndërtohet një sasi me dimensionin e gjatësisë (gjatësia Planck-Wheeler del të jetë 10–33 cm) dhe me dimensionin e kohës (10–43 sek).
Markov shkoi më tej në arsyetimin e tij. Sipas hipotezave të tij, avullimi i një vrime të zezë çon në formimin e një "mbetjeje të thatë" - një maksimon. Markov i quajti struktura të tilla vrima të zeza elementare. Deri në çfarë mase kjo teori korrespondon me realitetin është ende një pyetje e hapur. Në çdo rast, analogët e maksimoneve të Markovit janë ringjallur në disa modele të vrimave të zeza të bazuara në teorinë e superstringut.

Thellësi të hapësirës

Vrimat e zeza nuk janë të ndaluara nga ligjet e fizikës, por a ekzistojnë ato në natyrë? Dëshmi absolutisht rigoroze për praninë e të paktën një objekti të tillë në hapësirë ​​nuk është gjetur ende. Megjithatë, ka shumë të ngjarë që në disa sisteme binare burimet e emetimit të rrezeve X të jenë vrimat e zeza me origjinë yjore. Ky rrezatim duhet të lindë si rezultat i atmosferës së një ylli të zakonshëm që thithet nga fusha gravitacionale e një vrime fqinje. Ndërsa gazi lëviz drejt horizontit të ngjarjes, bëhet shumë i nxehtë dhe lëshon kuanta me rreze X. Të paktën dy duzina burime me rreze X tani konsiderohen si kandidatë të përshtatshëm për rolin e vrimave të zeza. Për më tepër, statistikat yjore sugjerojnë se vetëm në galaktikën tonë ka rreth dhjetë milionë vrima me origjinë yjore.

Vrimat e zeza mund të formohen gjithashtu gjatë kondensimit gravitacional të materies në bërthamat galaktike. Kështu lindin vrima gjigante me një masë prej miliona e miliarda masa diellore, të cilat, sipas të gjitha gjasave, ekzistojnë në shumë galaktika. Me sa duket, në qendër të Rrugës së Qumështit, e fshehur nga retë e pluhurit, ka një vrimë me një masë prej 3-4 milionë masa diellore.

Stephen Hawking arriti në përfundimin se vrimat e zeza me masë arbitrare mund të lindnin menjëherë pas Big Bang, e cila i dha lindjen Universit tonë. Vrimat kryesore që peshojnë deri në një miliard ton tashmë janë avulluar, por ato më të rëndat ende mund të fshihen në thellësitë e hapësirës dhe, në kohën e duhur, të nisin fishekzjarre kozmike në formë flakërime të fuqishme rrezatimi gama. Megjithatë, shpërthime të tilla nuk janë vërejtur kurrë deri më tani.

Fabrika e vrimave të zeza

A është e mundur të përshpejtohen grimcat në një përshpejtues në një energji kaq të lartë, në mënyrë që përplasja e tyre të krijojë një vrimë të zezë? Në shikim të parë, kjo ide është thjesht e çmendur - shpërthimi i një vrime do të shkatërrojë të gjithë jetën në Tokë. Për më tepër, teknikisht është e pamundur. Nëse masa minimale e një vrime është me të vërtetë 22 mikrogramë, atëherë në njësi të energjisë është 10 28 elektron volt. Ky prag është 15 rend magnitudë më i lartë se aftësitë e përshpejtuesit më të fuqishëm në botë, Large Hadron Collider (LHC), i cili do të lëshohet në CERN në 2007.

Megjithatë, është e mundur që vlerësimi standard i masës minimale të vrimës të mbivlerësohet ndjeshëm. Në çdo rast, kjo është ajo që thonë fizikanët, duke zhvilluar teorinë e superstrings, e cila përfshin teorinë kuantike të gravitetit (edhe pse larg nga kompletimi). Sipas kësaj teorie, hapësira nuk ka tre dimensione, por të paktën nëntë. Ne nuk i vërejmë dimensionet shtesë sepse ato janë të lidhura në një shkallë kaq të vogël sa instrumentet tona nuk i perceptojnë ato. Sidoqoftë, graviteti është i kudondodhur, ai depërton në dimensione të fshehura. Në hapësirën tredimensionale, forca e gravitetit është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës, dhe në hapësirën nëntëdimensionale është proporcionale me fuqinë e tetë. Prandaj, në një botë shumëdimensionale, intensiteti i fushës gravitacionale rritet shumë më shpejt kur distanca zvogëlohet sesa në botën tredimensionale. Në këtë rast, gjatësia e Planck rritet shumë herë, dhe masa minimale e vrimës bie ndjeshëm.

Teoria e fijeve parashikon se një vrimë e zezë me një masë prej vetëm 10-20 g mund të lindë në hapësirën nëntë-dimensionale.Masa relativiste e llogaritur e protoneve të përshpejtuara në superpërshpejtuesin e Cernit është afërsisht e njëjtë. Sipas skenarit më optimist, do të jetë në gjendje të prodhojë një vrimë çdo sekondë, e cila do të mbijetojë për rreth 10-26 sekonda. Në procesin e avullimit të tij do të lindin lloj-lloj grimcash elementare, të cilat nuk do të jenë të vështira për t'u regjistruar. Zhdukja e vrimës do të çojë në çlirimin e energjisë, e cila nuk do të mjaftojë as për të ngrohur një mikrogram ujë me një të mijtën e shkallës. Prandaj, ka shpresë që LHC të kthehet në një fabrikë vrimash të zeza të padëmshme. Nëse këto modele janë të sakta, atëherë detektorët e rrezeve kozmike orbitale të gjeneratës së re do të jenë në gjendje të zbulojnë vrima të tilla.

Të gjitha sa më sipër zbatohen për vrimat e zeza të palëvizshme. Ndërkohë, ka edhe vrima rrotulluese që kanë një mori vetish interesante. Rezultatet e analizës teorike të rrezatimit të vrimës së zezë çuan gjithashtu në një rimendim serioz të konceptit të entropisë, i cili gjithashtu meriton një diskutim të veçantë.

Superflywheels hapësinore

Vrimat e zeza statike neutrale elektrike për të cilat folëm janë krejtësisht atipike për botën reale. Yjet e shembur zakonisht rrotullohen dhe mund të kenë gjithashtu një ngarkesë elektrike.

Teorema e tullacësisë

Vrimat gjigante në bërthamat galaktike me shumë mundësi formohen nga qendrat kryesore të kondensimit gravitacional - një vrimë e vetme "post-yjore" ose disa vrima që u bashkuan si rezultat i përplasjeve. Vrima të tilla të farës gëlltitin yjet e afërt dhe gazin ndëryjor dhe në këtë mënyrë e rrisin masën e tyre shumë herë. Lënda që bie nën horizont përsëri ka një ngarkesë elektrike (grimcat kozmike të gazit dhe pluhurit jonizohen lehtësisht) dhe një moment rrotullues (rënia ndodh me një kthesë, në një spirale). Ne cdo procesi fizik momenti i inercisë dhe ngarkesa ruhen, dhe për këtë arsye është e natyrshme të supozohet se formimi i vrimave të zeza nuk është përjashtim.

Por një pohim edhe më i fortë është gjithashtu i vërtetë, një rast i veçantë i të cilit u formulua në pjesën e parë të artikullit (shih A. Levin, Historia e mahnitshme e vrimave të zeza, Mekanika popullore nr. 11, 2005). Sido që të jenë paraardhësit e një vrime të zezë makroskopike, ajo merr prej tyre vetëm masë, çift rrotullues dhe ngarkesë elektrike. Sipas John Wheeler, "një vrimë e zezë nuk ka flokë". Do të ishte më e saktë të thuhet se jo më shumë se tre "flokë" varen nga horizonti i çdo vrime, gjë që u vërtetua nga përpjekjet e kombinuara të disa fizikanëve teorikë në vitet 1970. Vërtetë, një ngarkesë magnetike duhet të ruhet gjithashtu në vrimë, bartësit hipotetikë të së cilës, monopolet magnetike, u parashikuan nga Paul Dirac në 1931. Sidoqoftë, këto grimca nuk janë zbuluar ende, dhe është shumë herët për të folur për "flokët" e katërt. Në parim, mund të ketë "qime" shtesë të lidhura me fushat kuantike, por në një vrimë makroskopike ato janë plotësisht të padukshme.

E megjithatë ata rrotullohen

Nëse një yll statik ringarkohet, metrika e hapësirë-kohës do të ndryshojë, por horizonti i ngjarjeve do të mbetet ende sferik. Megjithatë, për një sërë arsyesh, vrimat e zeza yjore dhe galaktike nuk mund të mbajnë një ngarkesë të madhe, kështu që nga pikëpamja e astrofizikës ky rast nuk është shumë interesant. Por rrotullimi i vrimës sjell pasoja më të rënda. Së pari, forma e horizontit ndryshon. Forcat centrifugale e ngjeshin atë përgjatë boshtit të rrotullimit dhe e shtrijnë atë në rrafshin ekuatorial, në mënyrë që sfera të shndërrohet në diçka të ngjashme me një elipsoid. Në thelb, e njëjta gjë ndodh me horizontin si me çdo trup rrotullues, veçanërisht me planetin tonë - në fund të fundit, rrezja ekuatoriale e Tokës është 21.5 km më e gjatë se ajo polare. Së dyti, rrotullimi zvogëlon dimensionet lineare të horizontit. Kujtoni se horizonti është ndërlidhja midis ngjarjeve që mund të dërgojnë ose jo sinjale në botët e largëta. Nëse graviteti i vrimës pushton kuantet e dritës, atëherë forcat centrifugale, përkundrazi, kontribuojnë në ikjen e tyre në hapësirën e jashtme. Prandaj, horizonti i një vrime rrotulluese duhet të jetë më afër qendrës së saj sesa horizonti i një ylli statik me të njëjtën masë.

Por kjo nuk është e gjitha. Vrima në rrotullimin e saj mbart hapësirën përreth. Në afërsi të vrimës, futja është e plotë, në periferi ajo gradualisht dobësohet. Prandaj, horizonti i vrimës është i zhytur në një rajon të veçantë të hapësirës - ergosferën. Kufiri i ergosferës prek horizontin në pole dhe lëviz më larg prej tij në rrafshin ekuatorial. Në këtë sipërfaqe, shpejtësia e tërheqjes së hapësirës është e barabartë me shpejtësinë e dritës; brenda saj është më e madhe se shpejtësia e dritës, kurse jashtë saj është më e vogël. Prandaj çdo trup material, qoftë kjo një molekulë gazi, një grimcë pluhuri kozmik, apo një sondë zbulimi, kur hyn në ergosferë, sigurisht që fillon të rrotullohet rreth vrimës dhe në të njëjtin drejtim si ajo vetë.

Gjeneratorë yjor

Prania e një ergosfere, në parim, lejon që vrima të përdoret si burim energjie dhe. Lëreni një objekt të depërtojë në ergosferë dhe të ndahet atje në dy fragmente. Mund të rezultojë që njëri prej tyre do të bjerë nën horizont, dhe tjetri do të largohet nga ergosfera, dhe energjia e tij kinetike do të tejkalojë energjinë fillestare të të gjithë trupit! Ergosfera gjithashtu ka aftësinë për të përforcuar rrezatimin elektromagnetik që bie mbi të dhe shpërndahet përsëri në hapësirë ​​(ky fenomen quhet superrrezatim).

Sidoqoftë, ligji i ruajtjes së energjisë është i palëkundur - makinat me lëvizje të përhershme nuk ekzistojnë. Kur një vrimë ushqen energji në grimca ose rrezatim, energjia e saj rrotulluese zvogëlohet. Supervolanti kozmik ngadalësohet gradualisht dhe në fund mund edhe të ndalojë. Është llogaritur se në këtë mënyrë deri në 29% të masës së vrimës mund të shndërrohet në energji. I vetmi proces më efektiv se ky është asgjësimi i materies dhe antimateries, pasi në këtë rast masa shndërrohet plotësisht në rrezatim. Por karburanti termonuklear diellor digjet me një efikasitet shumë më të ulët - rreth 0.6%.

Rrjedhimisht, një vrimë e zezë që rrotullohet me shpejtësi është pothuajse një gjenerues ideal i energjisë për supercivilizimet kozmike (nëse, sigurisht, ekzistojnë). Në çdo rast, natyra e ka përdorur këtë burim që nga kohra të lashta. Kuazarët, "stacionet radio" më të fuqishme hapësinore (burimet e valëve elektromagnetike), fuqizohen nga energjia e vrimave gjigante rrotulluese të vendosura në bërthamat e galaktikave. Kjo hipotezë u parashtrua nga Edwin Salpeter dhe Yakov Zeldovich në vitin 1964, dhe që atëherë ajo është bërë përgjithësisht e pranuar. Materiali që i afrohet vrimës formon një strukturë në formë unaze, të ashtuquajturin disk grumbullimi. Meqenëse hapësira pranë vrimës është e përdredhur fort nga rrotullimi i saj, zona e brendshme e diskut mbahet në rrafshin ekuatorial dhe ngadalë vendoset drejt horizontit të ngjarjes. Gazi në këtë zonë nxehet shumë nga fërkimi i brendshëm dhe gjeneron rrezatim infra të kuqe, dritë, ultravjollcë dhe rreze x, dhe ndonjëherë edhe rreze gama. Kuazarët gjithashtu lëshojnë emetim radio jo termik, i cili është kryesisht për shkak të efektit sinkrotron.

Entropi shumë e cekët

Teorema e vrimës tullace fsheh një grackë shumë tinëzare. Një yll në kolaps është një grumbull gazi super i nxehtë i ngjeshur nga forcat gravitacionale. Sa më e lartë të jetë dendësia dhe temperatura e plazmës yjore, aq më pak rregull dhe kaos përmban ajo. Shkalla e kaosit shprehet nga një sasi fizike shumë specifike - entropia. Me kalimin e kohës, entropia e çdo objekti të izoluar rritet - ky është thelbi i ligjit të dytë të termodinamikës. Entropia e yllit përpara se të fillojë kolapsi është jashtëzakonisht e lartë dhe entropia e vrimës duket të jetë jashtëzakonisht e vogël, pasi nevojiten vetëm tre parametra për të përshkruar në mënyrë të qartë vrimën. A shkelet ligji i dytë i termodinamikës gjatë kolapsit gravitacional?

A është e mundur të supozohet se kur një yll shndërrohet në një supernova, entropia e tij largohet së bashku me guaskën e hedhur? Fatkeqësisht jo. Së pari, masa e guaskës nuk mund të krahasohet me masën e yllit, prandaj humbja e entropisë do të jetë e vogël. Së dyti, nuk është e vështirë të dalësh me një "përgënjeshtrim" mendor edhe më bindës të ligjit të dytë të termodinamikës. Lëreni një trup me temperaturë jo zero, që zotëron një lloj entropie, të bjerë në zonën e tërheqjes së një vrime të gatshme. Duke rënë nën horizontin e ngjarjes, ai do të zhduket së bashku me rezervat e tij të entropisë dhe entropia e vrimës, me sa duket, nuk do të rritet fare. Është joshëse të argumentohet se entropia e alienit nuk zhduket, por transferohet në brendësi të vrimës, por kjo është vetëm një mashtrim verbal. Ligjet e fizikës përmbushen në botën e arritshme për ne dhe instrumentet tona, dhe rajoni nën horizontin e ngjarjeve për çdo vëzhgues të jashtëm është terra incognita.

Ky paradoks u zgjidh nga studenti i diplomuar i Wheeler-it, Jacob Bekenstein. Termodinamika ka një burim shumë të fuqishëm intelektual - studimin teorik të motorëve idealë të nxehtësisë. Bekenstein doli me një pajisje mendore që e shndërron nxehtësinë në punë të dobishme, duke përdorur një vrimë të zezë si ngrohës. Duke përdorur këtë model, ai llogariti entropinë e një vrime të zezë, e cila rezultoi të ishte proporcionale me sipërfaqen e horizontit të ngjarjeve. Kjo zonë është proporcionale me katrorin e rrezes së vrimës, e cila, të kujtojmë, është proporcionale me masën e saj. Kur kapni ndonjë objekt të jashtëm, masa e vrimës rritet, rrezja zgjatet, zona e horizontit rritet dhe, në përputhje me rrethanat, rritet entropia. Llogaritjet kanë treguar se entropia e një vrime që ka gëlltitur një objekt alien tejkalon entropinë totale të këtij objekti dhe vrimës përpara se të takoheshin. Në mënyrë të ngjashme, entropia e një ylli në kolaps është shumë herë më pak se entropia e vrimës pasardhëse. Në fakt, nga arsyetimi i Bekenstein-it rezulton se sipërfaqja e vrimës ka një temperaturë jo zero dhe për këtë arsye është thjesht e detyruar të lëshojë fotone termike (dhe, nëse nxehet mjaftueshëm, grimca të tjera). Megjithatë, Bekenstein nuk guxoi të shkonte aq larg (Stephen Hawking e bëri këtë hap).

Në çfarë kemi ardhur? Të menduarit për vrimat e zeza jo vetëm që e lë të paprekur ligjin e dytë të termodinamikës, por gjithashtu na lejon të pasurojmë konceptin e entropisë. Entropia e një trupi fizik të zakonshëm është pak a shumë proporcionale me vëllimin e tij, dhe entropia e një vrime është proporcionale me sipërfaqen e horizontit. Mund të vërtetohet rreptësisht se është më e madhe se entropia e çdo objekti material me të njëjtat dimensione lineare. Do të thotë se maksimale Entropia e një zone të mbyllur të hapësirës përcaktohet vetëm nga zona e kufirit të saj të jashtëm! Siç e shohim, një analizë teorike e vetive të vrimave të zeza na lejon të nxjerrim përfundime shumë të thella të një natyre të përgjithshme fizike.

Duke parë në thellësitë e universit

Si kryhet kërkimi i vrimave të zeza në thellësi të hapësirës? Popullore Mechanics ia bëri këtë pyetje astrofizikantit të famshëm dhe profesorit të Universitetit të Harvardit Ramesh Narayan.

“Zbulimi i vrimave të zeza duhet të konsiderohet si një nga arritjet më të mëdha të astronomisë dhe astrofizikës moderne. Në dekadat e fundit, mijëra burime janë identifikuar në hapësirë rrezatimi me rreze x, secila prej të cilave përbëhet nga një yll normal dhe një objekt shumë i vogël jo i ndritshëm i rrethuar nga një disk grumbullimi. Trupat e errët me masa që variojnë nga një e gjysmë deri në tre masa diellore janë me shumë mundësi yje neutron. Sidoqoftë, midis këtyre objekteve të padukshme ka të paktën dy duzina pothuajse njëqind për qind kandidatë për rolin e një vrime të zezë. Përveç kësaj, shkencëtarët kanë arritur në një konsensus se të paktën dy vrima të zeza gjigante janë të fshehura në bërthamat galaktike. Njëri prej tyre ndodhet në qendër të Galaxy tonë; sipas një publikimi të vitit të kaluar nga astronomët nga Shtetet e Bashkuara dhe Gjermania, masa e tij është 3.7 milionë masa diellore (M s). Disa vite më parë, kolegët e mi të Qendrës Harvard-Smithsonian për Astrofizikën, James Moran dhe Lincoln Greenhill dhanë një kontribut të madh në peshimin e vrimës në qendër të galaktikës Seyfert NGC 4258, e cila u tërhoq në 35 milionë M s. Sipas të gjitha gjasave, në bërthamat e shumë galaktikave ka vrima me një masë nga një milion në disa miliardë M s.

Nuk është ende e mundur të zbulohet nga Toka nënshkrimi vërtet unik i një vrime të zezë - prania e një horizonti ngjarjesh. Megjithatë, ne tashmë dimë se si ta verifikojmë mungesën e tij. Rrezja e një ylli neutron është 10 kilometra; i njëjti rend i madhësisë është rrezja e vrimave të lindura si rezultat i kolapsit të yjeve. Megjithatë, një yll neutron ka një sipërfaqe të fortë, ndërsa një vrimë jo. Rënia e materies në sipërfaqen e një ylli neutron sjell shpërthime termonukleare, të cilat gjenerojnë shpërthime periodike me rreze X që zgjasin një sekondë. Dhe kur gazi arrin në horizontin e vrimës së zezë, ai shkon nën të dhe nuk shfaqet si ndonjë rrezatim. Prandaj, mungesa e ndezjeve të shkurtra me rreze X është një konfirmim i fuqishëm i natyrës së vrimës së objektit. Të dy duzinat sisteme binare që supozohet se përmbajnë vrima të zeza nuk lëshojnë ndezje të tilla.

Duhet pranuar se tani jemi të detyruar të mjaftohemi me prova negative të ekzistencës së vrimave të zeza. Objektet që ne i deklarojmë si vrima nuk mund të jenë asgjë tjetër nga pikëpamja e modeleve teorike përgjithësisht të pranuara. Për ta thënë ndryshe, ne i konsiderojmë ato vrima vetëm sepse nuk mund t'i konsiderojmë në mënyrë të arsyeshme si diçka tjetër. Shpresoj që gjeneratat e ardhshme të astronomëve të kenë pak më shumë fat.”

Fjalëve të profesor Narayan, mund të shtojmë se astronomët kanë besuar në realitetin e ekzistencës së vrimave të zeza për mjaft kohë. Historikisht, kandidati i parë i besueshëm për këtë pozicion ishte sateliti i errët i supergjigantit blu shumë të shndritshëm HDE 226868, 6500 vite dritë larg. Ai u zbulua në fillim të viteve 1970 në binarin me rreze X Cygnus X-1. Sipas të dhënave të fundit, masa e tij është rreth 20 M s. Vlen të theksohet se më 20 shtator të këtij viti u publikuan të dhëna që fshinë pothuajse plotësisht dyshimet për realitetin e një tjetër vrime me përmasa galaktike, ekzistencën e së cilës astronomët dyshuan për herë të parë 17 vjet më parë. Ndodhet në qendër të galaktikës M31, e njohur më mirë si Mjegullnaja Andromeda. Galaxy M31 është shumë i vjetër, afërsisht 12 miliardë vjet. Vrima është gjithashtu mjaft e madhe - 140 milionë masa diellore. Në vjeshtën e vitit 2005, astronomët dhe astrofizikanët u bindën më në fund për ekzistencën e tre vrimave të zeza supermasive dhe nja dy duzina të tjera nga shoqëruesit e tyre më modestë.

Verdikti i teoricienëve

Popullore Mechanics gjithashtu arriti të bisedojë me dy nga ekspertët më autoritativë të teorisë së gravitetit, të cilët i kanë kushtuar dekada kërkimeve në fushën e vrimave të zeza. Ne u kërkuam atyre të renditnin arritjet më të rëndësishme në këtë fushë. Ja çfarë na tha profesori i fizikës teorike në Caltech, Kip Thorne:

"Nëse flasim për vrimat e zeza makroskopike, të cilat përshkruhen mirë nga ekuacionet e relativitetit të përgjithshëm, atëherë në fushën e teorisë së tyre rezultatet kryesore u morën në vitet 60-80 të shekullit të 20-të. Për sa i përket punës së fundit, më interesantet prej tyre bënë të mundur që të kuptohen më mirë proceset që ndodhin brenda një vrime të zezë ndërsa ajo plaket. NË vitet e fundit Vëmendje e konsiderueshme i kushtohet modeleve të vrimave të zeza në hapësira shumëdimensionale, të cilat shfaqen natyrshëm në teorinë e fijeve. Por këto studime nuk lidhen më me ato klasike, por me vrima kuantike që ende nuk janë zbuluar. Rezultati kryesor i viteve të fundit është konfirmimi shumë bindës astrofizik i realitetit të ekzistencës së vrimave me një masë prej disa masash diellore, si dhe vrimave supermasive në qendrat e galaktikave. Sot nuk ka më asnjë dyshim se këto vrima ekzistojnë vërtet dhe se ne i kuptojmë mirë proceset e formimit të tyre.”

Valery Frolov, student i Akademik Markov dhe profesor në Universitetin e provincës kanadeze të Albertës, iu përgjigj të njëjtës pyetje:

“Para së gjithash, do të emëroja zbulimin e një vrime të zezë në qendër të galaktikës sonë. Shumë interesante janë edhe studimet teorike të vrimave në hapësirat me përmasa shtesë, nga të cilat rrjedh mundësia e lindjes së minivrimave në eksperimentet në përshpejtuesit e përplasjeve dhe në proceset e bashkëveprimit të rrezeve kozmike me lëndën tokësore. Stephen Hawking kohët e fundit dërgoi një paraprintim të një letre që tregon se rrezatimi termik nga një vrimë e zezë është kthyer plotësisht në bota e jashtme informacion për gjendjen e objekteve që kanë rënë nën horizontin e tij. Më parë, ai besonte se ky informacion po zhdukej në mënyrë të pakthyeshme, por tani ai doli në përfundimin e kundërt. Megjithatë, duhet theksuar se ky problem mund të zgjidhet përfundimisht vetëm në bazë të teorisë kuantike të gravitetit, e cila ende nuk është ndërtuar.”

Puna e Hawking meriton një koment më vete. Nga parimet e përgjithshme të mekanikës kuantike rrjedh se asnjë informacion nuk zhduket pa gjurmë, por vetëm kthehet në një formë më pak "të lexueshme". Megjithatë, vrimat e zeza shkatërrojnë në mënyrë të pakthyeshme materien dhe, me sa duket, merren me informacionin po aq ashpër. Në vitin 1976, Hawking botoi një artikull në të cilin ky përfundim u mbështet nga aparati matematikor. Disa teoricienë u pajtuan me të, disa jo; në veçanti, teoricienët e fijeve besonin se informacioni ishte i pathyeshëm. Verën e kaluar, në një konferencë në Dublin, Hawking tha se informacioni ruhet ende dhe largohet nga sipërfaqja e vrimës së avullimit së bashku me rrezatimin termik. Në këtë takim, Hawking prezantoi vetëm një diagram të llogaritjeve të tij të reja, duke premtuar se do t'i publikonte të plota me kalimin e kohës. Dhe tani, siç tha Valery Frolov, kjo vepër është bërë e disponueshme në formën e një printimi paraprak.

Së fundi, ne i kërkuam profesor Frolovit të shpjegonte pse ai i konsideron vrimat e zeza një nga shpikjet më fantastike të inteligjencës njerëzore.

“Astronomët kanë zbuluar prej kohësh objekte që nuk kërkonin ide të reja fizike për t'u kuptuar. Kjo vlen jo vetëm për planetët, yjet dhe galaktikat, por edhe për trupa të tillë ekzotikë si xhuxhët e bardhë dhe yjet neutron. Por një vrimë e zezë është diçka krejtësisht ndryshe, është një zbulim në të panjohurën. Dikush tha se brendësia e tij është vendi më i mirë për të vendosur nëntokën. Studimi i vrimave, veçanërisht singulariteteve, thjesht detyron përdorimin e koncepteve dhe modeleve të tilla jo standarde që deri vonë nuk ishin diskutuar praktikisht në fizikë - për shembull, graviteti kuantik dhe teoria e fijeve. Këtu lindin shumë probleme që janë të pazakonta për fizikën, madje të dhimbshme, por, siç është tashmë e qartë, absolutisht reale. Prandaj, studimi i vrimave kërkon vazhdimisht qasje thelbësisht të reja teorike, duke përfshirë ato që janë në kufi të njohurive tona për botën fizike.

Sipas një deklarate të fundit nga astronomët nga Universiteti i Ohajos, bërthama e pazakontë e dyfishtë në galaktikën Andromeda shpjegohet nga një grup yjesh që rrotullohen në orbita eliptike rreth një objekti masiv, ka shumë të ngjarë një vrimë të zezë. Këto përfundime u bënë bazuar në të dhënat e marra duke përdorur teleskopin hapësinor Hubble. Bërthama binare e Andromedës u zbulua për herë të parë në vitet '70, por deri në mesin e viteve '90 u parashtrua teoria e vrimave të zeza.

Ideja se vrimat e zeza ekzistojnë në bërthamat e galaktikave nuk është e re.

Madje ka të gjitha arsyet për të besuar se Rruga e Qumështit - galaktika së cilës i përket Toka - ka një vrimë të madhe të zezë në thelbin e saj, masa e së cilës është 3 milionë herë më e madhe se masa e Diellit. Sidoqoftë, eksplorimi i bërthamës së galaktikës Andromeda, e cila ndodhet në një distancë prej 2 milionë vitesh dritë, është më e lehtë se bërthama e galaktikës sonë, në të cilën drita udhëton vetëm 30 mijë vjet - nuk mund ta shihni pyllin për pemët.

Shkencëtarët simulojnë përplasjet e vrimave të zeza

Zbatimi i simulimit numerik në superkompjuterë për të sqaruar natyrën dhe sjelljen e vrimave të zeza, studimi i valëve gravitacionale.

Për herë të parë, shkencëtarët nga Instituti i Fizikës Gravitacionale (Max-Planck-Institut fur Gravitationsphysik), i njohur gjithashtu si Instituti Albert Einstein dhe i vendosur në Golm, një periferi e Potsdamit (Gjermani), simuluan bashkimin e dy vrimave të zeza. Zbulimi i planifikuar i valëve gravitacionale të emetuara nga dy vrimat e zeza të bashkuara kërkon simulime të plota 3D në superkompjuterë.

Vrimat e zeza janë aq të dendura sa nuk reflektojnë apo lëshojnë dritë – kjo është arsyeja pse ato janë kaq të vështira për t'u zbuluar. Megjithatë, në pak vite, shkencëtarët shpresojnë për një ndryshim të rëndësishëm në këtë fushë.

Valët gravitacionale, të cilat fjalë për fjalë mbushin hapësirën e jashtme, mund të zbulohen duke përdorur mjete të reja në fillim të shekullit të ardhshëm.

Shkencëtarët e udhëhequr nga profesori Ed Seidel po përgatisin simulime numerike për studime të tilla, të cilat do t'u ofrojnë vëzhguesve një mënyrë të besueshme për të zbuluar valët e prodhuara nga vrimat e zeza. "Përplasjet e vrimave të zeza janë një nga burimet kryesore të valëve gravitacionale," tha profesor Seidel, i cili në vitet e fundit ka kryer kërkime të suksesshme në simulimin e valëve gravitacionale që shfaqen kur vrimat e zeza shemben në përplasjet e drejtpërdrejta.

Megjithatë, ndërveprimi i dy vrimave të zeza spirale dhe bashkimi i tyre janë më të zakonshme se përplasjet e drejtpërdrejta dhe kanë një rëndësi më të madhe në astronomi. Përplasje të tilla tangjenciale u llogaritën për herë të parë nga Bernd Brugman, duke punuar në Institutin Albert Einstein.

Megjithatë, për shkak të mungesës së fuqisë llogaritëse në atë kohë, ai nuk ishte në gjendje të llogariste detaje të rëndësishme si gjurmën e saktë të valëve gravitacionale të emetuara, e cila përmban informacione të rëndësishme për sjelljen e vrimave të zeza gjatë një përplasjeje. Brugman publikoi rezultatet më të fundit në Revistën Ndërkombëtare të Fizikës Moderne.

Në llogaritjet e tij të para, Brugman përdori serverin Origin 2000 të institutit. Ai përfshin 32 procesorë të veçantë që funksionojnë paralelisht me një performancë totale maksimale prej 3 miliardë operacionesh në sekondë. Dhe në qershor të këtij viti, një ekip ndërkombëtar i përbërë nga Brugman, Seidel dhe shkencëtarë të tjerë tashmë po punonte me një superkompjuter Origin 2000 me 256 procesorë shumë më të fuqishëm në Qendrën Kombëtare për Aplikacionet Superkompjuterike (NCSA). Grupi përfshinte gjithashtu shkencëtarë nga

Universiteti St. Louis (SHBA) dhe nga qendra kërkimore Konrad-Zuse-Zentrum në Berlin. Ky superkompjuter siguroi simulimin e parë të detajuar të përplasjeve tangjenciale të vrimave të zeza me masë të pabarabartë, si dhe rrotullimeve të tyre, të cilat Brugman i kishte studiuar më parë. Werner Benger nga Konrad-Zuse-Zentrum madje arriti të riprodhojë një pamje mahnitëse të procesit të përplasjes. U demonstrua se si "përbindëshat e zinj" me masa që varionin nga një deri në disa qindra milionë masa diellore u bashkuan, duke krijuar shpërthime valësh gravitacionale që së shpejti mund të zbuloheshin me mjete speciale.

Një nga rezultatet më të rëndësishme të kësaj punë kërkimore ishte zbulimi i energjisë së madhe të emetuar gjatë përplasjes së vrimave të zeza në formën e valëve gravitacionale. Nëse dy objekte me masa të barazvlefshme me masat 10 dhe 15 diellore vijnë në një distancë prej 30 miljesh nga njëri-tjetri dhe përplasen, sasia e energjisë gravitacionale korrespondon me 1% të masës së tyre. "Kjo është një mijë herë më shumë se e gjithë energjia e lëshuar nga Dielli ynë gjatë pesë miliardë viteve të fundit." - vuri në dukje Brugman. Meqenëse shumica e përplasjeve të mëdha në univers ndodhin shumë larg tokës, sinjalet duhet të bëhen shumë të dobëta në momentin që arrijnë në tokë.

Në mbarë botën ka filluar ndërtimi i disa detektorëve me precizion të lartë.

Njëri prej tyre, i ndërtuar nga Instituti Max Planck si pjesë e projektit gjermano-britanik Geo 600, është një interferometër lazer 0.7 milje i gjatë. Shkencëtarët shpresojnë të masin trazirat e shkurtra gravitacionale që ndodhin gjatë përplasjeve të vrimave të zeza, por ata presin vetëm një përplasje të tillë në vit, dhe në një distancë prej rreth 600 milionë vite dritë. Modelet kompjuterike janë të nevojshme për t'u ofruar vëzhguesve informacion të besueshëm në lidhje me zbulimin e valëve të prodhuara nga vrimat e zeza. Falë përmirësimeve në aftësitë e simulimit të superkompjuterëve, shkencëtarët janë në prag të një lloji të ri të fizikës eksperimentale.

Astronomët thonë se e dinë vendndodhjen e mijëra vrimave të zeza, por ne nuk jemi në gjendje të bëjmë asnjë eksperiment me to në tokë. "Vetëm në një rast do të jemi në gjendje të studiojmë detajet dhe të ndërtojmë një model numerik të tyre në kompjuterët tanë dhe ta vëzhgojmë atë," shpjegoi profesor Bernard Schutz, drejtor i Institutit Albert Einstein. "Unë besoj se studimi i vrimave të zeza do të jetë një temë kryesore kërkimore për astronomët në dekadën e parë të shekullit të ardhshëm."

Ylli shoqërues ju lejon të shihni pluhurin nga supernova.

Vrimat e zeza nuk mund të shihen drejtpërdrejt, por astronomët mund të shohin prova të ekzistencës së tyre kur gazrat shpërthejnë në një yll shoqërues.

Nëse shpërthehet dinamiti, fragmente të vogla eksplozivi do të futen thellë në objektet aty pranë, duke lënë kështu prova të përhershme të shpërthimit.

Astronomët kanë gjetur një gjurmë të ngjashme në një yll që rrotullohet rreth një vrime të zezë, duke mos besuar në mënyrë të paarsyeshme se vrima e zezë - një ish-yll që u shemb aq keq sa që as drita nuk mund ta kapërcejë tërheqjen e saj gravitacionale - u krijua nga një shpërthim supernova.

Drita në errësirë.

Në këtë kohë, astronomët kishin vëzhguar shpërthime të supernovës dhe kishin zbuluar objekte të ndotura në vendin e tyre, të cilat, sipas mendimit të tyre, ishin vrima të zeza. Zbulimi i ri është prova e parë reale e një lidhjeje midis një ngjarjeje dhe një tjetre. (Vrimat e zeza nuk mund të shihen drejtpërdrejt, por prania e tyre ndonjëherë mund të konkludohet nga efekti i fushës së tyre gravitacionale në objektet e afërta.

Sistemi i yjeve dhe vrimave të zeza, i quajtur GRO J1655-40, ndodhet afërsisht 10,000 vite dritë larg brenda galaktikës sonë rruga e Qumështit. I zbuluar në vitin 1994, ai tërhoqi vëmendjen e astronomëve me flakët e tij të forta. rrezet x dhe një breshëri valësh radio ndërsa vrima e zezë shtynte gazrat drejt yllit të saj shoqërues 7.4 milionë milje larg.

Studiuesit nga Spanja dhe Amerika filluan të shikonin më nga afër yllin shoqërues, duke besuar se ai mund të ruante disa gjurmë që tregonin procesin e formimit të një vrime të zezë.

Vrimat e zeza me përmasa të yjeve mendohet se janë trupa të yjeve të mëdhenj që thjesht u tkurrën në atë madhësi pasi kishin përdorur të gjithë karburantin e tyre të hidrogjenit. Por për arsye ende të paqarta, ylli që po vdes transformohet në një supernova përpara se të shpërthejë.

Vëzhgimet nga GRO J1655-40 në gusht dhe shtator 1994 treguan se gazi i nxjerrë rrodhi me shpejtësi deri në 92% të shpejtësisë së dritës, duke siguruar dëshmi të pjesshme të pranisë së një vrime të zezë.

Pluhur ylli.

Nëse shkencëtarët nuk gabohen, atëherë disa nga yjet që shpërthyen, të cilët ndoshta ishin 25-40 herë më të mëdhenj se Dielli ynë, u kthyen në satelitë të mbijetuar.

Këto janë pikërisht të dhënat që zbuluan astronomët.

Atmosfera e yllit shoqërues përmbante përqendrime më të larta se normalja e oksigjenit, magnezit, silikonit dhe squfurit - elementë të rëndë që mund të krijohen vetëm në sasi të mëdha në temperaturat shumë miliarda gradë të arritura gjatë një shpërthimi supernova. Kjo ishte prova e parë që vërtetoi teorinë se disa vrima të zeza u shfaqën fillimisht si supernova, pasi ajo që u pa nuk mund të kishte lindur nga ylli që vëzhguan astronomët.

Koncepti i një vrime të zezë është i njohur për të gjithë - nga nxënësit e shkollës tek të moshuarit; ai përdoret në shkencë dhe letërsi fantastike, në mediat tabloide dhe në konferenca shkencore. Por çfarë saktësisht janë vrima të tilla nuk dihet për të gjithë.

Nga historia e vrimave të zeza

1783 Hipoteza e parë e ekzistencës së një fenomeni të tillë si vrima e zezë u parashtrua në 1783 nga shkencëtari anglez John Michell. Në teorinë e tij, ai kombinoi dy nga krijimet e Njutonit - optikën dhe mekanikën. Ideja e Michellit ishte kjo: nëse drita është një rrymë grimcash të vogla, atëherë, si të gjithë trupat e tjerë, grimcat duhet të përjetojnë tërheqjen e një fushe gravitacionale. Rezulton se sa më masiv të jetë ylli, aq më e vështirë është që drita t'i rezistojë tërheqjes së saj. 13 vjet pas Michellit, astronomi dhe matematikani francez Laplace parashtroi (me shumë mundësi pavarësisht nga kolegu i tij britanik) një teori të ngjashme.

1915 Megjithatë, të gjitha veprat e tyre mbetën të paprekura deri në fillim të shekullit të 20-të. Në vitin 1915, Albert Einstein publikoi Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit dhe tregoi se graviteti është lakimi i hapësirës-kohës i shkaktuar nga materia, dhe disa muaj më vonë, astronomi dhe fizikani teorik gjerman Karl Schwarzschild e përdori atë për të zgjidhur një problem specifik astronomik. Ai eksploroi strukturën e hapësirës-kohës së lakuar rreth Diellit dhe rizbuloi fenomenin e vrimave të zeza.

(John Wheeler shpiku termin "vrima të zeza")

1967 Fizikani amerikan John Wheeler përvijoi një hapësirë ​​që mund të thërrmohet, si një copë letër, në një pikë infinite të vogël dhe e caktoi atë me termin "Vrima e Zezë".

1974 Fizikani britanik Stephen Hawking vërtetoi se vrimat e zeza, megjithëse thithin lëndën pa kthim, mund të lëshojnë rrezatim dhe përfundimisht të avullojnë. Ky fenomen quhet "rrezatimi Hawking".

2013 Hulumtimet e fundit mbi pulsarët dhe kuazarët, si dhe zbulimi i rrezatimit kozmik të sfondit mikrovalor, më në fund kanë bërë të mundur përshkrimin e vetë konceptit të vrimave të zeza. Në vitin 2013, reja e gazit G2 iu afrua shumë vrimës së zezë dhe me shumë mundësi do të përthithet prej saj, vëzhgimi i një procesi unik ofron mundësi të mëdha për zbulime të reja të veçorive të vrimave të zeza.

(Objekti masiv Shigjetari A*, masa e tij është 4 milionë herë më e madhe se Dielli, që nënkupton një grup yjesh dhe formimin e një vrime të zezë.)

2017. Një grup shkencëtarësh nga teleskopi Event Horizon i bashkëpunimit shumë-vendesh, duke lidhur tetë teleskopë nga pika të ndryshme në kontinentet e Tokës, vëzhguan një vrimë të zezë, e cila është një objekt supermasiv i vendosur në galaktikën M87, konstelacioni Virgjëresha. Masa e objektit është 6.5 miliardë (!) masa diellore, herë gjigante më e madhe se objekti masiv Shigjetari A*, për krahasim, me një diametër pak më të vogël se distanca nga Dielli në Pluton.

Vëzhgimet u kryen në disa faza, duke filluar nga pranvera e vitit 2017 dhe përgjatë periudhave të vitit 2018. Vëllimi i informacionit arrinte në petabajt, të cilat më pas duhej të deshifroheshin dhe të merrej një imazh i vërtetë i një objekti shumë të largët. Prandaj, u deshën edhe dy vite të tjera për të përpunuar tërësisht të gjitha të dhënat dhe për t'i kombinuar ato në një tërësi.

2019 Të dhënat u deshifruan dhe u shfaqën me sukses, duke prodhuar imazhin e parë të një vrime të zezë.

(Imazhi i parë ndonjëherë i një vrime të zezë në galaktikën M87 në yjësinë e Virgjëreshës)

Rezolucioni i imazhit ju lejon të shihni hijen e pikës pa kthim në qendër të objektit. Imazhi është marrë si rezultat i vëzhgimeve interferometrike bazë ultra të gjata. Këto janë të ashtuquajturat vëzhgime sinkrone të një objekti nga disa radio teleskopë të ndërlidhur nga një rrjet dhe të vendosura në pjesë të ndryshme globit, drejtuar në një drejtim.

Çfarë janë në të vërtetë vrimat e zeza

Një shpjegim lakonik i fenomenit shkon kështu.

Një vrimë e zezë është një rajon hapësirë-kohë, tërheqja gravitacionale e të cilit është aq e fortë sa që asnjë objekt, duke përfshirë kuantat e dritës, nuk mund ta lërë atë.

Vrima e zezë dikur ishte një yll masiv. Për sa kohë që reaksionet termonukleare mbajnë presion të lartë në thellësitë e tij, gjithçka mbetet normale. Por me kalimin e kohës, furnizimi me energji është i varfëruar dhe trup qiellor, nën ndikimin e gravitetit të vet, fillon të ngjesh. Faza e fundit e këtij procesi është kolapsi i bërthamës yjore dhe formimi i një vrime të zezë.

• 1. Një vrimë e zezë nxjerr një avion me shpejtësi të madhe


• 2. Një disk i materies rritet në një vrimë të zezë


• 3. Vrima e zezë


• 4. Diagrami i detajuar i rajonit të vrimës së zezë


• 5. Madhësia e vëzhgimeve të reja të gjetura

Teoria më e zakonshme është se fenomene të ngjashme ekzistojnë në çdo galaktikë, duke përfshirë qendrën e Rrugës sonë të Qumështit. Forca e madhe gravitacionale e vrimës është në gjendje të mbajë disa galaktika rreth saj, duke i penguar ato të largohen nga njëra-tjetra. "Zona e mbulimit" mund të jetë e ndryshme, gjithçka varet nga masa e yllit që u shndërrua në një vrimë të zezë dhe mund të jetë mijëra vjet dritë.

Rrezja e Schwarzschild

Vetia kryesore e një vrime të zezë është se çdo substancë që bie në të nuk mund të kthehet kurrë. E njëjta gjë vlen edhe për dritën. Në thelbin e tyre, vrimat janë trupa që thithin plotësisht të gjithë dritën që bie mbi to dhe nuk lëshojnë asnjë të tyren. Objekte të tilla mund të duken vizualisht si mpiksje të errësirës absolute.

• 1. Lëvizja e lëndës me gjysmën e shpejtësisë së dritës


• 2. Unaza fotonike


• 3. Unaza e brendshme e fotonit


• 4. Horizonti i ngjarjeve në një vrimë të zezë

Duke filluar nga Teori e përgjithshme Sipas relativitetit të Ajnshtajnit, nëse një trup i afrohet një distancë kritike në qendër të vrimës, ai nuk do të jetë më në gjendje të kthehet. Kjo distancë quhet rrezja e Schwarzschild. Çfarë ndodh saktësisht brenda kësaj rrezeje nuk dihet me siguri, por ekziston teoria më e zakonshme. Besohet se e gjithë lënda e një vrime të zezë është e përqendruar në një pikë pafundësisht të vogël, dhe në qendër të saj ka një objekt me densitet të pafund, të cilin shkencëtarët e quajnë një shqetësim singular.

Si ndodh rënia në një vrimë të zezë?

(Në foto, vrima e zezë Shigjetari A* duket si një grup jashtëzakonisht i ndritshëm drite)

Jo shumë kohë më parë, në vitin 2011, shkencëtarët zbuluan një re gazi, duke i dhënë emrin e thjeshtë G2, e cila lëshon dritë të pazakontë. Ky shkëlqim mund të jetë për shkak të fërkimit në gaz dhe pluhur të shkaktuar nga vrima e zezë e Shigjetarit A*, e cila rrotullohet rreth saj si një disk grumbullimi. Kështu, ne bëhemi vëzhgues të fenomenit të mahnitshëm të përthithjes së një reje gazi nga një vrimë e zezë supermasive.

Sipas studimeve të fundit, afrimi më i afërt me vrimën e zezë do të ndodhë në mars 2014. Ne mund të rikrijojmë një pamje se si do të zhvillohet ky spektakël emocionues.

• 1. Kur shfaqet për herë të parë në të dhëna, një re gazi i ngjan një topi të madh gazi dhe pluhuri.


• 2. Tani, që nga qershori 2013, reja është dhjetëra miliarda kilometra nga vrima e zezë. Bie në të me një shpejtësi prej 2500 km/s.


• 3. Reja pritet të kalojë pranë vrimës së zezë, por forcat e baticës të shkaktuara nga ndryshimi i gravitetit që veprojnë në skajet kryesore dhe pasuese të resë do të bëjnë që ajo të marrë një formë gjithnjë e më të zgjatur.


• 4. Pasi reja të shkëputet, pjesa më e madhe e saj ka shumë të ngjarë të rrjedhë në diskun e grumbullimit rreth Shigjetarit A*, duke gjeneruar valë tronditëse në të. Temperatura do të arrijë në disa milionë gradë.


• 5. Një pjesë e resë do të bjerë direkt në vrimën e zezë. Askush nuk e di saktësisht se çfarë do të ndodhë më pas me këtë substancë, por pritet që ndërsa bie të lëshojë rryma të fuqishme rrezesh X dhe të mos shihet më kurrë.

Video: vrima e zezë gëlltit një re gazi

(Simulimi kompjuterik se sa pjesë e resë së gazit G2 do të shkatërrohej dhe konsumohej nga vrima e zezë Shigjetari A*)

Çfarë është brenda një vrime të zezë

Ekziston një teori që thotë se një vrimë e zezë është praktikisht e zbrazët brenda, dhe e gjithë masa e saj është e përqendruar në një pikë tepër të vogël të vendosur në qendër të saj - singulariteti.

Sipas një teorie tjetër, e cila ekziston prej gjysmë shekulli, gjithçka që bie në një vrimë të zezë kalon në një univers tjetër që ndodhet në vetë vrimën e zezë. Tani kjo teori nuk është ajo kryesore.

Dhe ekziston një teori e tretë, më moderne dhe më këmbëngulëse, sipas së cilës gjithçka që bie në një vrimë të zezë tretet në dridhjet e fijeve në sipërfaqen e saj, e cila përcaktohet si horizonti i ngjarjeve.

Pra, çfarë është një horizont ngjarjesh? Është e pamundur të shikosh brenda një vrime të zezë edhe me një teleskop super të fuqishëm, pasi edhe drita, duke hyrë në gypin gjigant kozmik, nuk ka asnjë shans të rikthehet. Çdo gjë që mund të konsiderohet të paktën disi është e vendosur në afërsi të saj.

Horizonti i ngjarjeve është një vijë konvencionale sipërfaqësore nga e cila asgjë (as gaz, as pluhur, as yje, as dritë) nuk mund të shpëtojë. Dhe kjo është pika shumë misterioze e pakthimit në vrimat e zeza të Universit.