Het zwarte gat is het meest mysterieuze object in het universum.

Het grenzeloze universum zit vol met geheimen, raadsels en paradoxen. Ondanks het feit dat de moderne wetenschap een enorme stap voorwaarts heeft gemaakt in de verkenning van de ruimte, blijft veel in deze uitgestrekte wereld onbegrijpelijk voor de menselijke perceptie van de wereld. We weten veel over sterren, nevels, clusters en planeten. In de uitgestrektheid van het universum zijn er echter dergelijke objecten waarvan we het bestaan ​​alleen maar kunnen raden. We weten bijvoorbeeld heel weinig over zwarte gaten. Basisinformatie en kennis over de aard van zwarte gaten zijn gebaseerd op aannames en vermoedens. Astrofysici, nucleaire wetenschappers worstelen al meer dan twaalf jaar met dit probleem. Wat is een zwart gat in de ruimte? Wat is de aard van dergelijke objecten?

Zwart gat

Over zwarte gaten gesproken in eenvoudige taal

Om je voor te stellen hoe een zwart gat eruit ziet, is het voldoende om de staart van de trein de tunnel in te zien gaan. Signaallampen op de laatste auto terwijl de trein dieper de tunnel in gaat, nemen af ​​tot ze volledig uit het zicht verdwijnen. Met andere woorden, dit zijn objecten waar, door monsterlijke aantrekking, zelfs licht verdwijnt. Elementaire deeltjes, elektronen, protonen en fotonen zijn niet in staat de onzichtbare barrière te overwinnen, ze vallen in de zwarte afgrond van niet-bestaan, daarom werd zo'n gat in de ruimte zwart genoemd. Er is niet het minste lichte gebied binnenin, solide zwartheid en oneindigheid. Wat zich aan de andere kant van het zwarte gat bevindt, is onbekend.

Deze ruimtestofzuiger heeft een enorme zwaartekracht en is in staat om een ​​heel sterrenstelsel te absorberen met alle clusters en superclusters van sterren, met nevels en met donkere materie om op te starten. Hoe is dit mogelijk? Het blijft alleen maar om te raden. De natuurkundige wetten die we kennen, vallen in dit geval uit elkaar en geven geen verklaring voor de processen die plaatsvinden. De essentie van de paradox is dat in dit deel van het Universum de zwaartekrachtsinteractie van lichamen wordt bepaald door hun massa. Het proces van absorptie door het ene object van een ander wordt niet beïnvloed door hun kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling. Deeltjes, die in een bepaald gebied een kritieke hoeveelheid hebben bereikt, betreden een ander interactieniveau, waar zwaartekrachten aantrekkende krachten worden. Het lichaam, object, substantie of materie onder invloed van de zwaartekracht begint te krimpen en bereikt een enorme dichtheid.

Ongeveer dergelijke processen vinden plaats tijdens de vorming van een neutronenster, waarbij stellaire materie onder invloed van de interne zwaartekracht in volume wordt gecomprimeerd. Vrije elektronen combineren met protonen om elektrisch neutrale deeltjes te vormen - neutronen. De dichtheid van deze stof is enorm. Een stofdeeltje ter grootte van een stuk geraffineerde suiker heeft een gewicht van miljarden tonnen. Hier is het aangewezen om de algemene relativiteitstheorie in herinnering te roepen, waarin ruimte en tijd continue hoeveelheden zijn. Bijgevolg kan het compressieproces niet halverwege worden gestopt en heeft het daarom geen limiet.

Zwart gat

Potentieel lijkt een zwart gat op een gat waarin een overgang van het ene naar het andere segment kan plaatsvinden. Tegelijkertijd veranderen de eigenschappen van ruimte en tijd zelf, verdraaiend in een trechter in de ruimte-tijd. Bij het bereiken van de bodem van deze trechter valt elke kwestie in quanta. Wat zit er aan de andere kant van het zwarte gat, dit gigantische gat? Misschien bestaat er nog een andere ruimte waar andere wetten van toepassing zijn en de tijd in de tegenovergestelde richting stroomt.

In de context van de relativiteitstheorie is de theorie van een zwart gat als volgt. Het punt van de ruimte, waar gravitatiekrachten elke materie hebben geperst tot de microscopische grootte, heeft een enorme aantrekkingskracht, waarvan de omvang toeneemt tot in het oneindige. Er verschijnt een tijdsvouw en de ruimte is verbogen en sluit op een bepaald punt. Objecten die worden geabsorbeerd door een zwart gat kunnen de kracht van deze monsterlijke stofzuiger niet weerstaan. Zelfs de snelheid van het licht, die quanta bezitten, staat niet toe dat elementaire deeltjes de aantrekkingskracht overwinnen. Elk lichaam dat tot zo'n punt is gekomen, is niet langer een materieel object, maar vermengt zich met de ruimte-tijdbel.

Absorptie van objecten door een zwart gat

Zwarte gaten in de wetenschap

Als je vraagt, hoe worden zwarte gaten gevormd? Definitief antwoord zal dat niet zijn. Er zijn veel paradoxen en tegenstrijdigheden in het universum die niet vanuit het oogpunt van de wetenschap verklaard kunnen worden. Einstein's relativiteitstheorie laat alleen de aard van dergelijke objecten theoretisch verklaren, maar in dit geval zijn de kwantummechanica en de natuurkunde stil.

Probeert de processen die plaatsvinden door de wetten van de natuurkunde uit te leggen, de foto zal er zo uitzien. Het object wordt gevormd als gevolg van de kolossale zwaartekrachtsamentrekking van een massief of supermassief kosmisch lichaam. Dit proces heeft een wetenschappelijke naam: gravitationele ineenstorting. De term 'zwart gat' werd voor het eerst geslagen in de wetenschappelijke gemeenschap in 1968, toen de Amerikaanse astronoom en fysicus John Wheeler de toestand van de stellaire instorting probeerde uit te leggen. Volgens zijn theorie, in plaats van een massieve ster onderworpen aan een gravitationele ineenstorting, ontstaat een ruimtelijke en tijdelijke storing, waarin constant groeiende compressie werkt. Alles waar de ster van gemaakt is, gaat naar binnen.

Evolutie van zwart gat

Deze verklaring stelt ons in staat te concluderen dat de aard van zwarte gaten op geen enkele manier verbonden is met de processen die plaatsvinden in het universum. Alles wat in dit object gebeurt, reflecteert op geen enkele manier op de omgevende ruimte met één "MAAR". De zwaartekracht van een zwart gat is zo sterk dat het de ruimte verbuigt, waardoor sterrenstelsels rond zwarte gaten draaien. Dienovereenkomstig wordt het duidelijk waarom melkwegstelsels de vorm van spiralen aannemen. Hoe lang het duurt voordat het enorme Melkwegstelsel in de afgrond van een superzwaar zwart gat verdwijnt, is onbekend. Een merkwaardig feit is dat er op elk punt in de ruimte zwarte gaten kunnen ontstaan, waar hier ideale omstandigheden voor worden gecreëerd. Zo'n vouw van tijd en ruimte elimineert de enorme snelheden waarmee de sterren draaien en bewegen in de ruimte van de Melkweg. De tijd in een zwart gat stroomt in een andere dimensie. Binnen dit gebied zijn geen wetten van de zwaartekracht interpreteerbaar vanuit het oogpunt van de natuurkunde. Deze toestand wordt de singulariteit van het zwarte gat genoemd.

De samenstelling van het zwarte gat

Zwarte gaten vertonen geen externe identificatiesymbolen, hun bestaan ​​kan worden beoordeeld aan de hand van het gedrag van andere objecten in de ruimte die worden beïnvloed door gravitatievelden. Het hele plaatje van de strijd om leven en dood vindt plaats op de rand van een zwart gat, bedekt met een membraan. Dit denkbeeldige oppervlak van de trechter wordt de 'gebeurtenishorizon' genoemd. Alles wat we zien voor deze grens is tastbaar en materieel.

Black Hole-scenario's

Als we de theorie van John Wheeler ontwikkelen, kunnen we concluderen dat het geheim van zwarte gaten waarschijnlijk niet in het proces van vorming is. De vorming van een zwart gat is het gevolg van het instorten van een neutronenster. Bovendien moet de massa van zo'n voorwerp de massa van de Zon drie of meer keer overschrijden. De neutronenster krimpt totdat zijn eigen licht niet langer in staat is om los te komen van de strakke omarming van de zwaartekracht. Er is een grenslimiet in grootte waarnaar een ster kan krimpen, waardoor een zwart gat ontstaat. Deze straal wordt de zwaartekrachtradius genoemd. Enorme sterren in de laatste fase van hun ontwikkeling zouden een zwaartekrachtstraal van enkele kilometers moeten hebben.

Gravitationele instorting

Tegenwoordig hebben wetenschappers indirect bewijs verkregen van de aanwezigheid van zwarte gaten in een twaalftal x-ray dubbelsterren. Röntgensterren, een pulsar of een burster hebben geen vast oppervlak. Bovendien is hun massa groter dan de massa van de drie Zonnen. De huidige staat van de ruimte in het sterrenbeeld Cygnus - de röntgenster Cygnus X-1, maakt het mogelijk om de vorming van deze merkwaardige objecten te traceren.

Gebaseerd op onderzoek en theoretische veronderstellingen, zijn er vandaag in de wetenschap vier scenario's voor de vorming van zwarte sterren:

  • gravitationele ineenstorting van een massieve ster in het laatste stadium van zijn evolutie;
  • de ineenstorting van het centrale deel van de melkweg;
  • de vorming van zwarte gaten in het proces van de oerknal;
  • de vorming van quantum zwarte gaten.

Het eerste scenario is het meest realistisch, maar het aantal zwarte sterren waarmee we vandaag bekend zijn, overtreft het aantal bekende neutronensterren. En de ouderdom van het Universum is niet zo groot dat zoveel massieve sterren het volledige evolutieproces zouden kunnen doormaken.

De evolutie van sterren - de vorming van een zwart gat

Het tweede scenario heeft het recht op leven en er is een levendig voorbeeld: het supermassieve zwarte gat Boogschutter A *, genesteld in het centrum van onze melkweg. De massa van dit object is 3.7 massa van de zon. Het mechanisme van dit scenario is vergelijkbaar met het scenario van een gravitationele ineenstorting met het enige verschil dat een interstellair gas, in plaats van een ster, instort. Onder invloed van zwaartekrachten wordt gas gecomprimeerd tot een kritische massa en dichtheid. Op het kritieke moment desintegreert materie in quanta en vormt een zwart gat. Deze theorie is echter twijfelachtig, aangezien onlangs astronomen aan de Columbia University de satellieten met satellieten met zwart gat hebben geïdentificeerd. Het bleken een heleboel kleine zwarte gaten te zijn, die waarschijnlijk op een andere manier werden gevormd.

Zwart gat in het centrum van de melkweg

Het derde scenario is meer theoretisch en wordt geassocieerd met het bestaan ​​van de Big Bang-theorie. Ten tijde van de vorming van het universum onderging een deel van materie en zwaartekrachtvelden fluctuaties. Met andere woorden, de processen gingen op een andere manier, niet verbonden met de bekende processen van de kwantummechanica en kernfysica.

Het laatste scenario is gericht op de fysica van een nucleaire explosie. In stolsels van materie in het proces van nucleaire reacties onder invloed van zwaartekrachten treedt een explosie op, in plaats waarvan een zwart gat wordt gevormd. Materie explodeert naar binnen en absorbeert alle deeltjes.

Het bestaan ​​en de evolutie van zwarte gaten

Met een benaderend idee van de aard van dergelijke vreemde ruimtevoorwerpen, is iets anders interessant. Wat zijn de ware dimensies van zwarte gaten, hoe snel groeien ze? De maten van zwarte gaten worden bepaald door hun zwaartekrachtradius. Voor zwarte gaten wordt de straal van een zwart gat bepaald door de massa en wordt de Schwarzschild-radius genoemd. Als een object bijvoorbeeld een massa heeft die gelijk is aan de massa van onze planeet, dan is de Schwarzschild-straal in dit geval 9 mm. Ons hoofdlichaam heeft een straal van 3 km. De gemiddelde dichtheid van een zwart gat gevormd op de plaats van een ster met een massa van 10⁸ van de massa van de Zon zal dicht bij de dichtheid van water liggen. De straal van zo'n opleiding zal 300 miljoen kilometer zijn.

Zwaartekrachtradius

Het is waarschijnlijk dat zulke gigantische zwarte gaten zich in het midden van sterrenstelsels bevinden. Tot op heden zijn 50 sterrenstelsels bekend, met in het midden enorme tijdelijke en ruimtelijke bronnen. De massa van zulke reuzen is miljarden de massa van de zon. Je kunt je alleen maar voorstellen wat een kolossale en monsterlijke aantrekkingskracht zo'n gat heeft.

Wat kleine gaatjes betreft, dit zijn mini-objecten waarvan de straal onbetekenende waarden bereikt, slechts 10 ¹ ² cm. De massa van zo'n kruim is 10 gr. Zulke formaties ontstonden ten tijde van de oerknal, maar met de tijd namen ze in omvang toe en vandaag pronken ze zich als monsters in de ruimte. De omstandigheden waaronder de vorming van kleine zwarte gaten plaatsvond, proberen wetenschappers vandaag te recreëren in terrestrische omstandigheden. Voor deze doeleinden worden experimenten uitgevoerd in elektron-botsers, waardoor elementaire deeltjes worden versneld naar de snelheid van het licht. De eerste experimenten mochten in laboratoriumomstandigheden een quark-gluon plasma-materie verkrijgen, die bestond aan het begin van de vorming van het heelal. Dergelijke experimenten suggereren dat een zwart gat op aarde een kwestie van tijd is. Een ander ding is of zo'n prestatie van de menselijke wetenschap een catastrofe zal worden voor ons en voor onze planeet. Door een kunstmatig zwart gat te maken, kunnen we de doos van Pandora openen.

Elektronische rijder

Recente observaties van andere sterrenstelsels hebben wetenschappers in staat gesteld zwarte gaten te ontdekken, waarvan de omvang alle denkbare verwachtingen en aannames overschrijdt. De evolutie die optreedt met dergelijke objecten stelt ons in staat om beter te begrijpen hoe de massa zwarte gaten groeit, wat de echte limiet is. Wetenschappers hebben geconcludeerd dat alle bekende zwarte gaten binnen 13-14 miljard jaar zijn uitgegroeid tot hun ware grootte. Het verschil in grootte is te wijten aan de dichtheid van de omringende ruimte. Als een zwart gat genoeg voedsel binnen het bereik van de zwaartekracht heeft, groeit het als gist en bereikt het een massa van honderden en duizenden zonnemassa's. Vandaar de gigantische afmetingen van dergelijke objecten in het midden van sterrenstelsels. Een enorm cluster van sterren, enorme massa's interstellair gas zijn overvloedig voedsel voor groei. Wanneer sterrenstelsels samenvloeien, kunnen zwarte gaten samenvloeien en een nieuw supermassief object vormen.

Soorten zwarte gaten

Te oordelen naar de analyse van evolutionaire processen, is het gebruikelijk om twee klassen van zwarte gaten te onderscheiden:

  • objecten met een massa van 10 keer de zonnemassa;
  • massieve objecten, waarvan de massa honderdduizenden, miljarden zonnemassa's is.

Er zijn zwarte gaten met een gemiddelde tussenmassa van 100-10 duizend keer de massa van de zon, maar hun aard is nog onbekend. Er is ongeveer één zo'n object per melkweg. De studie van röntgensterren maakte het mogelijk om twee middelgrote zwarte gaten tegelijk te vinden op een afstand van 12 miljoen lichtjaren in de Melkweg M82. De massa van één object varieert in het bereik van 200-800 zonsmassa's. Een ander object is veel groter en heeft een massa van 10-40 duizend zonsmassa's. Het lot van dergelijke objecten is interessant. Ze bevinden zich in de buurt van sterrenhopen en trekken zich geleidelijk aan naar een superzwaar zwart gat in het centrale deel van de Melkweg.

Onze planeet en zwarte gaten

Ondanks de zoektocht naar een idee over de aard van zwarte gaten, maakt de wetenschappelijke wereld zich zorgen over de plaats en rol van het zwarte gat in het lot van de Melkweg en, met name, in het lot van planeet Aarde. De vouw van tijd en ruimte die in het midden van de Melkweg bestaat, absorbeert geleidelijk aan alle bestaande objecten. Miljoenen sterren en biljoenen tonnen interstellair gas zijn al in het zwarte gat opgenomen. Na verloop van tijd zal de lijn de armen van Cygnus en Boogschutter bereiken, waarin het zonnestelsel zich bevindt, een afstand van 27.000 lichtjaar heeft afgelegd.

Black Hole en de Melkweg

Een ander nabijgelegen supermassief zwart gat bevindt zich in het centrale deel van het Andromeda-stelsel. Het is ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Waarschijnlijk, totdat ons object Boogschutter A * zijn eigen sterrenstelsel inslikt, zouden we de samenvoeging van twee naburige sterrenstelsels kunnen verwachten. Dienovereenkomstig zal het samenvoegen van twee superzware zwarte gaten in één geheel, verschrikkelijk en monsterlijk in omvang plaatsvinden.

Een heel ander ding - kleine zwarte gaten. Om de planeet Aarde te absorberen is een behoorlijk zwart gat met een straal van een paar centimeter. Het probleem is dat een zwart gat van nature een volledig gezichtsloos object is. Er komt geen straling of straling uit de baarmoeder, daarom is het nogal moeilijk om zo'n mysterieus voorwerp te vinden. Alleen van dichtbij kunnen we een kromming van het achtergrondlicht detecteren, wat aangeeft dat er een gat in de ruimte is in dit deel van het universum.

Zwart gat fusie

Wetenschappers hebben tot nu toe ontdekt dat het zwarte gat het dichtst bij de aarde het object V616 Monocerotis is. Het monster bevindt zich 3000 lichtjaar van ons systeem. In omvang is dit een grote formatie, de massa is 9-13 zonsmassa's. Een ander belangrijk object dat onze wereld bedreigt, is het zwarte gat Gygnus X-1. Met dit monster zijn we gescheiden door een afstand van 6000 lichtjaar. Zwarte gaten die in onze omgeving worden gedetecteerd, maken deel uit van het binaire systeem, d.w.z. bestaan ​​in de nabijheid van de ster die het onverzadigbare object voedt.

conclusie

Het bestaan ​​in de ruimte van zulke mysterieuze en mysterieuze objecten als zwarte gaten, dwingt ons natuurlijk om op de wachter te zijn. Alles wat gebeurt met zwarte gaten gebeurt echter vrij zeldzaam, als we rekening houden met de ouderdom van het universum en met grote afstanden. Gedurende 4,5 miljard jaar bevindt het zonnestelsel zich in een staat van rust, bestaande volgens wetten die bij ons bekend zijn. Gedurende deze tijd is niets van het soort verschenen, noch is de ruimte vervormd of zijn de vouwen van tijd nabij het zonnestelsel. Daar zijn waarschijnlijk geen geschikte voorwaarden voor. Dat deel van de Melkweg, waarin het zonnestelsel zich bevindt, is een rustig en stabiel deel van de ruimte.

Aarde en zwart gat

Wetenschappers gaan uit van het idee dat het verschijnen van zwarte gaten niet per ongeluk is. Zulke voorwerpen vervullen in het heelal de rol van ordeverstrekkers die het overschot aan kosmische lichamen vernietigen. Wat betreft het lot van de monsters zelf, is hun evolutie nog niet volledig begrepen. Существует версия, что черные дыры не вечны и на определенном этапе могут прекратить свое существование. Уже ни для кого не секрет, что такие объекты представляют собой мощнейшие источники энергии. Какая это энергия и в чем она измеряется - это другое дело.

Стивен Хокинг

Стараниями Стивена Хокинга науке была предъявлена теория о то, что черная дыра все-таки излучает энергию, теряя свою массу. В своих предположениях ученый руководствовался теорией относительности, где все процессы взаимосвязаны друг с другом. Ничего просто так не исчезает, не появившись в другом месте. Любая материя может трансформироваться в другую субстанцию, при этом один вид энергии переходит на другой энергетический уровень. Так, может быть, обстоит дело и с черными дырами, которые являются переходным порталом, из одного состояния в другое.

Bekijk de video: Raar Object 1991 VG Vliegt Langs de Aarde in 2017 (Maart 2024).