Negailestingas materijos sugėrėjas. Kaip iš tikrųjų atrodo juodosios skylės centras ()
Atsakymas į šį klausimą gali amžiams būti neatsakytas. Ir tam yra priežastis.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Juodosios skylės yra ypatingi objektai erdvėje, kur gravitacija yra tokia stipri, kad niekas, net šviesa, negali palikti jos ribų, jei ji peržengs ribą, vadinamą įvykių horizontu. Teoriškai juodosios skylės centre yra singuliarumas, tai yra taškas, kuriame šiuolaikinės mokslo teorijos žlunga dėl begalinio erdvės laiko iškraipymo. Paslaptis, kas slypi juodųjų skylių viduje, gali likti mums nepasiekiama, sako fizikas iš Fermilab (JAV) Donas Linkolnas, rašo „Big Think“.
Iš esmės juodosios skylės yra vietos erdvėje, kurios visiškai paneigia mūsų supratimą apie erdvės ir laiko elgseną. Juodųjų skylių prigimtis vis dar nėra visiškai suprantama. Jei naudosime Einšteino reliatyvumo teoriją, tai juodosios skylės centras yra singuliarumas, tai yra vieta, kurioje masė, lygiavertė mažiausiai penkioms Saulės masėms, yra suspausta į tašką, kurio tūris yra nulinis.
Juodosios skylės įvykių horizontas
Toli už juodosios skylės, jos gravitacija veikia kaip įprasta. Pavyzdžiui, jei tokios pat masės juodoji skylė užimtų Saulės vietą, Žemė ir toliau suktųsi aplink šį objektą. Tiesa, mūsų planeta taptų labai šaltu pasauliu, tačiau gravitacijos požiūriu pokyčių neįvyktų. Viskas pasikeičia, jei koks nors objektas priartėja prie juodosios skylės.
Svarbus juodųjų skylių bruožas yra sfera, vadinama įvykių horizontu. Šią nematomą ribą galima nustatyti pagal šviesos elgesį. Šviesą, kaip ir masę, veikia gravitacija. Šviesai reikia energijos, kad galėtų palikti objektą su stipria gravitacija. Kuo stipresnė gravitacija, tuo daugiau energijos reikia šviesai keliauti.
Kai artėjate prie juodosios skylės centro, gravitacija tampa vis stipresnė. Yra spindulys, už kurio šviesos greičiu judantis objektas nebegali palikti juodosios skylės.
Juodosios skylės įvykių horizonto spindulys
Įvykių horizonto dydis priklauso nuo juodosios skylės masės, tačiau yra ir kitų svarbių parametrų: ar juodoji skylė sukasi ir ar ji turi elektros krūvį. Tačiau paprasčiausiai juodajai skylei be šių dviejų parametrų įvykių horizonto spindulys vadinamas Schwarzschildo spinduliu. Atstumu, esančiu arčiau juodosios skylės centro nei Schwarzschildo spindulys, niekas negali palikti juodosios skylės, net šviesa. Bet objektai gali skristi už šio spindulio ribų.
Objekto, kurio masė yra Saulė, Schwarzschildo spindulys yra maždaug 3 km. Saulės spindulys yra beveik 700 000 km. Maždaug 2,5 karto didesniais atstumais už Schwarzschildo spindulį objektai gali skrieti aplink juodąją skylę. Nuo 2,5 iki 1,5 karto didesniais atstumais už Schwarzschildo spindulį, objekto sukimasis bus gana sudėtingas ir nestabilus, o tai pareikalaus milžiniškų objekto pastangų išlaikyti orbitą.
Atstumas, kuris yra 1,5 karto didesnis už įvykio horizonto spindulį, yra „fotono sfera“. Šiuo atstumu juodoji skylė taip iškraipo erdvę, kad fotonai (šviesos dalelės) iš tikrųjų skrieja aplink juodąją skylę.
„Jei būtumėte taip toli nuo juodosios skylės, šviesa už pakaušio apeitų juodąją skylę ir šviestų jums į veidą. Šį kartą jums nereikėtų veidrodžio, kad patikrintumėte, ar tinkamai susišukavote plaukus“, - sako Linkolnas.
Įsivaizduokite, kad žmogus vis arčiau juda prie juodosios skylės ir viskas darosi vis keisčiau. Tokiu atveju žmogus matys, kad objektai lėtai artėja prie įvykių horizonto, o paskui išnyksta.
Tačiau žmogui priartėjus prie įvykių horizonto, niekas labai nepasikeis, nors supančios erdvės išvaizdą stipriai iškraipo juodosios skylės gravitacinis laukas.
„Reikėtų pasakyti, kad priklausomai nuo juodosios skylės dydžio ir objekto, artėjančio prie įvykių horizonto dydžio, juodosios skylės gravitacija gali ir nesuplėšyti objekto. Šiuo atveju aš ignoruoju šį efektą, nes visa tai priklauso nuo daugelio veiksnių“, – sako Linkolnas.
Juodosios skylės įvykių horizonto kirtimas
Jei žmogus peržengs įvykių horizontą, tai bus taškas, iš kurio nebegalima grįžti. Kaip minėta ankščiau, niekas ir niekas nepalieka juodosios skylės. Tačiau kadangi niekas negali palikti įvykių horizonto, mokslininkai neturi duomenų apie tai, kas iš tikrųjų vyksta juodojoje skylėje.
„Mūsų supratimas apie erdvės ir laiko prigimtį juodojoje skylėje yra visiškai teorinis, ir šios teorijos gali būti teisingos arba ne. Manoma, kad erdvė ir laikas keičiasi įvykių horizonte. Judant link juodosios skylės centro, jūs judate laiku, o ne erdvėje. Tai beprotiška idėja, bet tai gali būti tiesa“, – sako Linkolnas.
Kas yra juodosios skylės centras?
Visos mokslinės teorijos žlunga, kai kalbama apie juodosios skylės centrą, kuris laikomas singuliarumu. Tai yra, tai yra vieta, kur juodosios skylės masė suspaudžiama iki nulinio dydžio. Jei į Einšteino reliatyvumo teoriją žiūrima rimtai, nulinės dimensijos variantas yra realus. O tai reiškia, kad singuliarumas yra begalinio tankio vieta.
Jei yra singuliarumas, tada reliatyvumo teorija neveikia. Taigi mums reikia naujos gravitacijos teorijos, tai yra kvantinės gravitacijos teorijos. Tačiau mokslininkai nelabai žino, kaip atrodo ši teorija. Yra keletas idėjų, tačiau nė viena iš jų nepasitvirtino.
„Taigi tiesa apie juodosios skylės centrą yra dvejopa. Galima pagrįstai manyti, kad Einšteino teorijos veikia įvykių horizonto taškuose, bet toli nuo juodosios skylės centro. Kita vertus, mokslininkai yra įsitikinę, kad Einšteino teorijos yra toli nuo juodosios skylės centro. Šios teorijos žlunga įvykių horizonte. Taigi, jei atvirai, mes visiškai neįsivaizduojame, kas slypi juodosios skylės centre. Kadangi niekada nematome juodosios skylės viduje, gali būti, kad niekada nesužinosime, kas vyksta. Tikėtina, kad juodosios skylės vidus amžinai liks mums mįsle“, – sako Linkolnas.
