Τι είναι οι μαύρες τρύπες; Τα γεγονότα, οι θεωρίες και η σύγχυση σχετικά με το πώς σχηματίζονται και συμπεριφέρονται οι μαύρες τρύπες

Ακούστε τις λέξεις «μαύρη τρύπα» και μπορείτε να σκεφτείτε μια περιστρεφόμενη δίνη, να πιπιλίζετε τα πάντα στο στόμα της, όπως ο θείος σας σε ένα μπουφέ γάμου. Μπορείτε να φανταστείτε ένα αστέρι να τραβιέται προς αυτό σαν ένα κομμάτι μακαρόνια, να χτυπάει γύρω από το κενό έως ότου αφαιρεθεί. Η πραγματικότητα δεν είναι τόσο απλή, ούτε τόσο νόστιμη. Εδώ είναι το αστάρι μας.

Τι είναι μια μαύρη τρύπα;

Οι μαύρες τρύπες έχουν μπερδέψει τους φυσικούς για αιώνες, αλλά μια απλή περιγραφή θα ήταν μια περιοχή στο χωροχρόνο που έχει τόσο ισχυρή βαρύτητα, ακόμη και το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από το τράβηγμα του.

Ένα από τα πρώτα πράγματα που πρέπει να καταλάβετε για τις μαύρες τρύπες είναι ότι δεν είναι κενός χώρος, αλλά μάλλον η ύλη συμπιέζεται σε μια πολύ μικρή περιοχή. Μια μαύρη τρύπα μπορεί να έχει τη μάζα των 20 αστεριών, για παράδειγμα, αλλά μόνο το μέγεθος του κεντρικού Λονδίνου. Αυτή η πυκνότητα κάνει περίεργα πράγματα στους νόμους του χρόνου και του χώρου, ένας από αυτούς είναι η εμφάνιση ενός θεωρητικού φραγμού που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότος.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΟΜΕΝΟ: Η ανακάλυψη της μαύρης τρύπας αποκαλύπτει ταλαντευόμενα τζετ που εντοπίζονται από υπερυπολογιστές

Δείτε σχετικές πρωτοβουλίες Black hole αποκαλύπτουν ταλαντευόμενα τζετ που εντοπίστηκαν από υπερυπολογιστές Η παλαιότερη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρέθηκε ποτέ εντοπίστηκε 13,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά

Στη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο ορίζοντας του γεγονότος είναι ένα σημείο χωρίς επιστροφή. Καθώς ένα αντικείμενο πλησιάζει στον ορίζοντα του συμβάντος, όλο και περισσότερες διαδρομές που λαμβάνονται από τα σωματίδια του κάμπτονται προς τη μαύρη τρύπα. Μόλις παραβιαστεί ο ορίζοντας συμβάντων, η παραμόρφωση του χωροχρόνου γίνεται τόσο μεγάλη που δεν υπάρχει τρόπος για τα σωματίδια να κινηθούν προς τα έξω.

Αυτό είναι το σημείο όπου η τρύπα γίνεται μαύρη, όταν το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από το να τραβηχτεί προς τα εμπρός, προς τα εμπρός, προς μια βαρυτική μοναδικότητα. ένα σημείο όπου ο χωροχρόνος έχει παραμορφωθεί τόσο, η καμπυλότητά του είναι άπειρη. Εδώ, όλοι οι νόμοι της φυσικής, όπως τους καταλαβαίνουμε, ρίχνονται έξω από το παράθυρο. Κανείς δεν ξέρει πραγματικά τι συμβαίνει στην μοναδικότητα.

Πόσο μεγάλες είναι οι μαύρες τρύπες;

Υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες μαύρων οπών, αν και δύο από αυτές είναι υποθετικές. Στο πάνω άκρο του φάσματος υπάρχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, που πιστεύεται ότι κατοικούν στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών. Αυτός στον Γαλαξία μας, γνωστός ως Τοξότης Α *, πιστεύεται ότι έχει τη μάζα 4 εκατομμυρίων ήλιων με ορίζοντα γεγονότος που εκτείνεται 44 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Στο κάτω άκρο του φάσματος βρίσκεται η μικρο-μαύρη τρύπα, η οποία θα μπορούσε να είναι τόσο μικρή όσο ένα άτομο, αν και δεν έχουμε ακόμη μετρήσει ένα τέτοιο μέγεθος. Μεταξύ αυτών των δύο υπάρχουν υποθετικές μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας και αστρικές μαύρες τρύπες - που δημιουργήθηκαν από την κατάρρευση των αστεριών με περίπου τρεις φορές ή περισσότερο τη μάζα του ήλιου μας. black_hole_nasa

(Εντύπωση καλλιτεχνών για την αστρική μαύρη τρύπαCygnus X-1. Πίστωση:NASA / CXC / M.Weiss)

Μια άλλη ενδιαφέρουσα πιθανή κατηγορία είναι η αρχέγονη μαύρη τρύπα, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Stephen Hawking το 1971. Αυτές οι υποθετικές μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είχαν σχηματιστεί κατά τη γέννηση του σύμπαντος, πριν από την ύπαρξη των αστεριών, και μπορεί να έχουν σημαντικές εξηγήσεις για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης .

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΟΜΕΝΟ: Η πιο λεπτομερής προσομοίωση του σύμπαντός μας που έγινε ποτέ εκτείνεται σε ένα εντυπωσιακό ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός

Μέχρι στιγμής, οι προσπάθειές τους να βρεθούν στεγνές, αν και αυτό θα μπορούσε να αλλάξει χάρη στη συνεργασία Ligo-Virgo και την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων. Η ανίχνευση κυματισμών στο ύφασμα του χωροχρόνου θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για περαιτέρω έρευνες, κοιτάζοντας πίσω στο παρελθόν για συγχωνεύσεις μαύρων οπών που χρονολογούνται στα αστέρια.

Τι θα μου συνέβαινε αν έπεσα σε μια μαύρη τρύπα;

Εάν ήσασταν αρκετά άτυχοι για να βρεις τον εαυτό σου να απορροφηθεί σε μια μαύρη τρύπα (οι εκπλήξεις μου), κάποια περίεργα πράγματα θα σου συμβούν και κάποια ακόμη πιο περίεργα πράγματα θα συμβούν σε κάποιον που σε παρακολουθεί από μια ασφαλή απόσταση.

Αυτό που συμβαίνει όταν ένα αντικείμενο παραβιάζει τον ορίζοντα συμβάντων δεν είναι εύκολα κατανοητό και αυτό συμβαίνει επειδή αυτό είναι το σημείο όπου δύο διαφορετικά μοντέλα φυσικής - η κβαντική μηχανική και η γενική σχετικότητα - έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους.

Υπάρχει μια εξαιρετική σύνταξη αυτού του τετραγώνου - που ονομάζεται παράδοξο πληροφοριών Black hole - από Amanda Gefter για τοBBC . Η ουσία του είναι το εξής: σε κάποιον που σας παρακολουθεί να παραβιάζετε τον ορίζοντα του γεγονότος, θα εξαλειφθείτε αργά από τη διαστρέβλωση του χώρου, την επιβράδυνση του χρόνου και τη θερμότητα της ακτινοβολίας Hawkings - κάτι που, από τον, τελικά θα διαλύσει το μαύρη τρύπα.

Είσαι νεκρός, σωστά; Οχι ακριβώς. Σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, θα περάσετε πραγματικά από τον ορίζοντα του γεγονότος, χωρίς να παρατηρήσετε τις επιπτώσεις της βαρύτητας επειδή θα βρίσκεστε σε ελεύθερη πτώση (κάτι που ο Αϊνστάιν ονόμασε πιο χαρούμενη σκέψη ), πέφτοντας προς την μοναδικότητα.

Αλλά πώς μπορείς να ταξιδεύεις μέσα στο διάστημα και να καίνες ταυτόχρονα; Αυτό το τεταρτημόριο συμβαίνει επειδή η κβαντική φυσική λέει ότι οι πληροφορίες δεν μπορούν να χαθούν, και ως εκ τούτου το σώμα σας πρέπει να παραμείνει έξω από τον ορίζοντα. Ωστόσο, εάν δεν περάσετε τον ορίζοντα του συμβάντος, θα παραβιάσετε τους νόμους της γενικής σχετικότητας. Οι επιστήμονες έχουν υποστηρίξει μια σειρά λύσεων για να συμφιλιώσουν αυτούς τους αντικρουόμενους νόμους της φύσης, αλλά το παράδοξο είναι ένα συνεχιζόμενο ερωτηματικό στην καρδιά της φυσικής.

Όσον αφορά τις μαύρες τρύπες, δεν είναι μόνο το φως που δεν μπορεί να ξεφύγει, αλλά και οι εγκέφαλοι γενεών στοχαστών.