Какво представлява черната дупка?
Като начало трябва да се каже, че черните дупки са много слабо изучени и то предимно на теоретично ниво. До 2019 г. човечеството разполагаше само с теоретични знания. На 10 април същата година обаче учените успяват да направят първата снимка на свръхмасивна черна дупка в рентгеновия спектър в центъра на галактиката Messier 87 (M87).
Какво е черна дупка
Съвсем накратко, черната дупка е най-тежкият и същевременно най-малкият възможен обект във Вселената.
Черната дупка е обект в космическото пространство, в който е сгъстено огромно количество материя. За да разберете приблизително мащаба на компресията, представете си звезда, която е 10 - 100 - 1 000 000 пъти по-голяма от Слънцето и е компресирана в сфера с диаметър колкото Киевската област. В резултат на невероятната плътност там има много силно гравитационно поле, от което не може да се измъкне дори светлината.
Защо черните дупки се наричат така?
Черните дупки имат невъобразима гравитация, толкова силна, че дори най-малките частици като фотоните (частици видима светлина) не може да преодолее силата и за минута те се движат със скоростта на светлината. Точно защото светлината не се отразява (или по-скоро не може да преодолее гравитационната сила) от повърхността, външно "черните дупки" остават тъмни области за всички съществуващи устройства за наблюдение, така че казаното по-горе съвсем не означава, че повърхността на черната дупка е черна, тя просто не може да се види отвън, парадокс, и далеч не е уникален!
Областта от пространството около черната дупка, отвъд която материята и всички частици, включително квантите светлина, не могат да избягат (да се върнат), се нарича . Намирайки се под хоризонта на събитията, всеки обект, тяло, частица ще се движи, ще съществува само в рамките на черната дупка и няма да може да избяга навън, отвъд хоризонта на събитията. Външният наблюдател, който се намира от външната страна на хоризонта на събитията, не може да наблюдава случващото се вътре.
С хоризонт на събитията това не е всичко. Това не е толкова просто, благодарение на квантовите ефекти той излъчва енергия (поток от горещи частици) във Вселената. Този ефект е известен като лъчение на Хокинг и теоретично черната дупка може да престане да съществува (постепенно се изпарява, излъчвайки енергия) и да се превърне в угаснала звезда. Това твърдение е вярно в рамките на квантовата физика, където материята може да се движи чрез тунелиране, преодолявайки препятствия, които не могат да бъдат преодолени при обикновени условия.
Не е известно какво точно се случва с материята, когато гравитационните сили на черна дупка я привлекат и тя премине хоризонта на събитията. От теоретична гледна точка е вероятно тялото/материята, след като премине хоризонта на събитията, да попадне в т.нар. сингулярност и преди това да се срине под въздействието на гравитационните сили.
Гравитационната сингулярност е точка в пространство-времето, в която законите на физиката, с които сме свикнали, не действат или действат по различен начин. Например величините, описващи гравитацията при нормални условия, могат да бъдат безкрайни или неопределени при условията на сингулярност.
Защо снимката около черна дупка показва луминесценция?
Гледайте този видеоклип в YouTube
За осевите пръстени на черна дупка
Сиянието около черната дупка не е обработено с фотошоп или компютърно генерирани специални ефекти. Поради законите на привличането черните дупки привличат всичко, което се намира в гравитационната им зона. Това може да бъде газ, прах и други вещества. В този случай материята, попадаща под привличането на черната дупка, не пада веднага на повърхността ѝ, а започва да се върти по кръгова орбита. Докато се върти, той се нагрява поради огромната си скорост и триенето и излъчва рентгенови лъчи, радиация. Видимото въртене на светеща материя се нарича акреционен диск и именно това е показано на снимката на черната дупка в началото на тази статия.
Какви други начини има за откриване на черни дупки?
Телескопите, които изучават черните дупки, разглеждат околностите им, където материалът е много близо до хоризонта на събитията. Материята се нагрява до милиони градуси и свети с рентгенови лъчи. Огромната гравитация на черните дупки изкривява и самото пространство, така че можете да видите ефектите от невидимото гравитационно привличане върху звезди и други обекти.
