Ilgą laiką atrodė, kad paslaptingos juodosios skylės egzistuoja tik teorinių fizikų galvose. Šiuolaikinio mokslo laimėjimų dėka tapo aišku: jie tikrai egzistuoja. 2015 m. Rugsėjo 14 d. Gravitacinės bangos pirmą kartą svyravo erdvės metu Amerikos LIGO detektoriuose. Alberto Einšteino (1879–1955) 100 metų anksčiau numatytas erdvės laiko bangų įrodymas yra eksperimentinis juodųjų skylių fizinio egzistavimo įrodymas.
Pirmasis išmatuotas signalas GW150914 kilo iš dviejų juodųjų skylių su 36 ir 29 saulės masėmis, kurios kadaise buvo apsuptos dvejetainių žvaigždžių sistemos pavidalu, kol galiausiai jos susiliejo į 62 saulės masių objektą.
Po kelių mėnesių tyrėjai užfiksavo gravitacines bangas iš šaltinio GW151226 iš panašios sistemos. Šie įvykiai nepaprastai sukrėtė erdvės-laiko struktūrą. Ir įspūdingai jie patvirtino šio nežinomo kosminio monstro egzistavimą.
Bet kas paprastajam žmogui yra žinoma apie juodąsias skyles? Tik keletas faktų, išmoktų mokyklos astronomijos klasėse. Pabandykime kompensuoti šią žinių spragą. Pristatome 10 geriausių įdomių faktų apie juodąsias skylutes kosmose.
10. Gali būti be galo didelis
Super dydžio juodosios skylės gali pasiekti nuo 105 iki 1010 saulės masių. Vis dar neaišku, kaip jie atsirado ir vystėsi. Tyrėjai teigia, kad beveik kiekviename galaktikos centre yra didžiulė juodoji skylė.
Juodoji skylė, esanti Paukščių Tako centre, taip pat priklauso šiai kategorijai su 3,6 milijono saulės masių. Jei juodoji skylė yra apsupta besisukančio dujų-dulkių disko, tada medžiaga gali įkaisti ir pradėti švytėti labai ryškiai. Tokie reiškiniai vadinami Seyferto galaktikomis arba kvazaru.
9. Jie vos pastebimi
Juodąsias skyles sunku rasti, nes jos neišskiria šviesos. Praleidžiantys šviesos spinduliai skiriasi nuo jų orbitos dėl didžiulės gravitacijos jėgos. Taip pat yra juodųjų skylių, kurios „miega“ ir tampa aktyvios tik artėjant materijai.
Kadangi juodosios skylės sugeria visą šviesą, kaip tai daro daugybė blizgančių kosminių objektų danguje, astronomai negali jų tiesiogiai nustatyti. Tačiau yra keletas klavišų, rodančių juodosios skylės buvimą.
Viena vertus, stipri juodosios skylės gravitacija traukia visus aplinkinius objektus. Astronomai naudoja šiuos klaidingus judesius, kad sugalvotų nematomą monstrą, kuris slepiasi netoliese.
Arba objektai gali suktis aplink juodąją skylę, o astronomai gali ieškoti žvaigždžių, kurios, atrodo, visai nejuda, kad galėtų rasti kandidatą į juodosios skylės titulą. Taigi astronomai 2000-ųjų pabaigoje Šaulį A atpažino kaip juodąją skylę.
8. Juodosios skylės - milžiniškos dulkių siurbliai
Kai kurie mokslininkai juodąsias skylutes vadina milžiniškomis materijos grupėmis labai mažoje erdvėje. Jie taip pat tai pripažįsta juodosios skylės veikia kaip ypač stiprus kosminis dulkių siurblys.
Jie pritraukia materiją, o paskui negailestingai ją sugeria, kaip mėsėdžių augalas gilioje angoje. Jie taip pat pagauna žvaigždes, kai patenka į tokios juodos skylės traukos zoną. Šiuo atveju žvaigždžių medžiaga sukasi aplink juodąją skylę, įkaista ir ryškiai švyti prieš išnykdama į ją.
2010 m. Tyrėjai teleskopu stebėjo, kaip milžiniška juodoji skylė tiesiogine prasme nuplėšė žvaigždę.
7. Paveikti laiką
Remiantis Einsteino reliatyvumo teorija, laikas skirtingiems stebėtojams eina skirtingai. Greičiu, artimu šviesos greičiui, laikas judančiam kūnui teka lėčiau. T. y., Šviesos greitis yra absoliuti reikšmė, kurios pasiekti nerealu, o laikas visada yra santykinis.
Vienu metu Einšteinas padarė išvadą, kad gravitacija atsiranda kaip erdvės-laiko kreivė. Tokį dėsningumą jis pavadino bendrąja reliatyvumo teorija. Lenkto erdvės ir laiko metu visi elementai juda trumpiausiu keliu.
Bendroji reliatyvumo teorija rodo, kad laiko greitis tiesiogiai priklauso nuo gravitacinio lauko.
Juodosios skylės turi tokią didelę masę, kad erdvės metu jos sulenktos taip, kad joje įvyktų bedugnė. Todėl sugrįžus ten jau yra nerealu.
6. Mesti materiją į kosmosą
Juodosios skylės taip pat yra visaėdis valgytojas, dažnai nurodantis savo buvimo vietą. Kai jie pritraukia aplinkines žvaigždes, jų galingos gravitacinės ir magnetinės jėgos perkaitina kylančias dujas ir dulkes, todėl jos spinduliuoja. Dalį šios šviečiančios medžiagos sudaro juodoji skylė banguojančiame regione, vadinama įbrėžimo disku.
Tuo pačiu metu materija, kuri pradeda kristi į juodąją skylę, nebūtinai ten išlieka. Juodosios skylės kartais gali išmesti krintančią stardustąpaversdamas jį savotiška galinga radiacijos banga.
5. Ne piltuvėliai, o sferos
Daugelyje astronomijos vadovėlių ir vadovėlių juodosios skylės parodytos kaip piltuvėliai. Taip yra todėl, kad jie parodomi gravitacinio šulinio požiūriu. Iš tiesų juodosios skylės savo forma primena sferą.
4. Kodėl juodos
Nepaisant to, kad juodoji skylė neturi jokios reikšmės, ji turi paviršių - „įvykių horizontą“. Tam tikra prasme tai yra ribotuvas, per kurį niekas negali prasiskverbti į išorę - nei radijo signalas, nei net šviesos dalelės, besisukančios didžiuliu greičiu. Iš čia kilo žodis „juodas“.
3. Centre netaikomi fizikos įstatymai
Jei juodoji skylė sukasi, jos įvykių horizontas yra šiek tiek deformuotas. Tačiau jos artimiausios aplinkos erdvės laikas ir joje esanti medžiaga sukasi kartu. Ši juodosios skylės įtakos sritis vadinama ergosfera ir yra elipsės formos. Medžiaga, kuri kadaise pateko į ją iš išorės, nebūtinai pasinėrė tiesiai į erdvės ir laiko spąstus, bet pirmiausia sukasi kartu su ja.
2. Ne viena juodoji skylė yra tokia, kaip kitos
Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos numatytos supermasyviosios juodosios skylės gali turėti masę, lygią milijardams saulės; šie kosminiai monstrai tikriausiai slepiasi daugumos galaktikų centruose.
Paukščių tako centre yra jo didžiulė juodoji skylė, žinoma kaip Šaulys A, kuri yra daugiau nei keturis milijonus kartų masyvesnė už mūsų Saulę.
Mažyčiai juodosios skylės šeimos nariai vis dar yra teoriniai. Šie maži tamsybių sūkuriai galėjo atgaivinti netrukus po to, kai Visata buvo suformuota dėl didelio sprogimo, maždaug prieš 13,7 milijardo metų, ir tada greitai išgaravo.
Astronomai taip pat įtaria, kad Visatoje yra objektų klasė, vadinama vidutinio dydžio juodosiomis skylėmis, nors jų egzistavimo įrodymai vis dar ginčytini.
1. Atidarė Johnas Wheeleris
John Archibald Wheeler sukūrė terminą „juodoji skylė“ 1967 m. Prieš tai reliatyvumo teorijos „tėvas“ Albertas Einšteinas jau buvo susidūręs su juodosiomis skylėmis. Jo manymu, juodosios skylės yra erdvės laiko vietos, kurios yra taip stipriai sulenktos, kad šviesa negali praeiti pro jas neabsorbuodama.
1982 m. Didžiajame Magelano debesyje, maždaug 150 000 šviesmečių atstumu, buvo aptikta pirmoji didžioji skylė už mūsų galaktikos ribų.