Kas ir melnais caurums?
Vispirms jānorāda, ka melnie caurumi ir pētīti ļoti slikti un lielākoties teorētiskā līmenī. Līdz 2019. gadam cilvēcei bija tikai teorētiskas zināšanas. Tomēr tā paša gada 10. aprīlī zinātniekiem izdevās iegūt pirmo rentgena fotogrāfiju, kurā redzams supermasīvs melnais caurums Mesjē 87 (M87) galaktikas centrā.
Kas ir melnais caurums
Īsāk sakot, melnais caurums ir vissmagākais un tajā pašā laikā mazākais no visiem iespējamajiem objektiem Visumā.
Melnais caurums ir objekts kosmosā, kurā tiek saspiests milzīgs daudzums matērijas. Lai aptuveni saprastu kompresijas mērogu - iedomājieties zvaigzni, kas ir 10 - 100 - 1 000 000 reižu lielāka par sauli un saspiesta sfērā ar Kijevas reģiona diametru. Neticama blīvuma rezultātā rodas spēcīgs gravitācijas lauks, no kura nevar izkļūt pat gaisma.
Kāpēc melnos caurumus tā sauc?
Šobrīd ir zināms, ka melnajiem caurumiem ir neiedomājama gravitācija, tik spēcīga, ka pat tādas sīkas daļiņas kā fotoni (redzamas gaismas daļiņas) nespēj pārvarēt savus spēkus pievilcību, un viņi uz brīdi pārvietojas gaismas ātrumā. Tieši tāpēc, ka gaisma neatstarojas (precīzāk, nespēj pārvarēt gravitācijas spēku) no virsmas, ārēji “melnie caurumi” paliek tumši laukumi jebkurai esošajai novērošanas iekārtai, savukārt iepriekšminētais nebūt nenozīmē, ka melnā cauruma virsma ir melna, tikai no ārpuses to nav iespējams redzēt, paradokss, un ne tuvu nav vienīgais!
Tiek saukts telpas apgabals ap melno caurumu, aiz kura matērija un jebkuras daļiņas, tostarp gaismas kvanti, nevar izlauzties cauri (atgriezties). Atrodoties zem notikumu horizonta, jebkurš objekts, ķermenis, daļiņa pārvietosies, pastāvēs tikai melnajā caurumā un nevarēs izkļūt ārpus notikumu horizonta. Ārējais novērotājs, kas atrodas notikumu horizonta ārpusē, nevar novērot, kas notiek iekšā.
Ar notikumu horizontu nav viss kārtībā vienkārši, pateicoties kvantu efektiem, tas izstaro enerģiju (karstu daļiņu plūsmu) Visumā. Šis efekts ir pazīstams kā Hokinga starojums, un tas ir saistīts ar to, ka teorētiski melnais caurums var beigt pastāvēt (tas pakāpeniski iztvaiko izstarojošo enerģiju) un pārvērsties par izdzisušu zvaigzni. Šis apgalvojums ir patiess kvantu fizikā, kur matērija var pārvietoties tunelēšanas ceļā, pārvarot šķēršļus, kurus nevar pārvarēt normālos apstākļos.
Nav precīzi zināms, kas notiek ar matēriju, kad melnā cauruma gravitācijas spēki to piesaista un tā šķērso notikumu horizontu.No teorētiskā viedokļa ir iespējams, ka ķermenis/materiāls pēc notikumu horizonta šķērsošanas nonāk tā sauktajā singularitātē un pirms tam tas tiek iznīcināts gravitācijas spēku ietekmē.
Gravitācijas singularitāte ir telpa-laika punkts, kurā mums zināmie fizikas likumi, visticamāk, nedarbojas vai darbojas citādi. Piemēram, lielumi, kas apraksta gravitāciju normālos apstākļos, singularitātes apstākļos, var būt bezgalīgi vai nenoteikti.
Kāpēc fotoattēlā ap melno caurumu ir mirdzums?
Noskatieties šo video vietnē YouTube
Uz melnā cauruma akrecijas gredzeniem
Mirdzums ap melno caurumu nav Photoshop vai datora specefekti. Saskaņā ar pievilcības likumiem melnie caurumi pievelk sev visu, kas ietilpst tā gravitācijas darbības zonā. Tā var būt gāze, putekļi un citas vielas. Šajā gadījumā matērija, kas atrodas zem melnā cauruma pievilkšanas, uzreiz nenokrīt uz tās virsmas, bet sāk griezties apļveida orbītā. Rotācijas laikā tas uzsilst kolosālā ātruma un berzes dēļ un izstaro rentgena starus, starojumu. Gaismas vielas šķietamo rotāciju sauc par akrecijas disku, un tieši tas ir parādīts melnā cauruma fotoattēlā raksta sākumā.
Kādi citi veidi ir melno caurumu noteikšanai?
Teleskopi, kas pēta melnos caurumus, aplūko to vidi, kur materiāls atrodas ļoti tuvu notikumu horizontam. Viela tiek uzkarsēta līdz miljoniem grādu un spīd ar rentgena stariem. Milzīgā melno caurumu gravitācija izkropļo arī pašu telpu, tāpēc jūs varat redzēt neredzamās gravitācijas pievilkšanas ietekmi uz zvaigznēm un citiem objektiem.
