Kuvittele, että aine on pakattu niin tiheään, ettei mikään pääse pakoon. Ei kuu, ei planeetta eikä edes valo. Sitä mustat aukot ovat – paikka, jossa painovoiman vetovoima on valtava, ja se on lopulta vaarallinen kaikelle, joka vahingossa eksyy. Mutta miten mustat aukot syntyivät ja miksi ne ovat tärkeitä? Alla on 10 faktaa mustista aukoista – vain muutama pätkä näistä kiehtovista kohteista.
Fakta 1: Et voi nähdä suoraan mustaa aukkoa.
Koska musta aukko on todellakin 'musta' – siitä ei pääse ulos valoa – meidän on mahdotonta havaita aukko suoraan instrumentteillamme riippumatta siitä, minkälaista sähkömagneettista säteilyä käytät (valoa, röntgensäteitä, mitä tahansa). tärkeintä on katsoa reikäätehosteitaläheiseen ympäristöön, huomauttaa NASA . Oletetaan, että esimerkiksi tähti sattuu menemään liian lähelle mustaa aukkoa. Musta aukko vetää luonnollisesti tähteen ja repii sen silpuiksi. Kun aine tähdestä alkaa vuotaa kohti mustaa aukkoa, se nopeutuu, kuumenee ja hehkuu kirkkaasti röntgensäteissä.
Fakta 2: Varo! Linnunradassamme on todennäköisesti musta aukko.
Seuraava luonnollinen kysymys esitetään, kuinka vaarallinen musta aukko on, onko maapallolla välitöntä vaaraa joutua nieltymään? Vastaus on ei, tähtitieteilijät sanovat, vaikka galaksimme keskellä on luultavasti valtava supermassiivinen musta aukko. Onneksi emme ole lähelläkään tätä hirviötä – olemme noin kaksi kolmasosaa etäisyydestä keskustasta, suhteessa muuhun galaksiimme – mutta voimme varmasti tarkkailla sen vaikutuksia kaukaa. Esimerkiksi: Euroopan avaruusjärjestö sanoo se on neljä miljoonaa kertaa massiivisempi kuin aurinkomme ja että sitä ympäröi yllättävän kuuma kaasu.
Jousimies A infrapunassa (punainen ja keltainen, Hubble-avaruusteleskoopista) ja röntgensäteilyssä (sininen, Chandra-avaruusteleskoopista). Kiitokset: Röntgen: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI
Fakta 3: Kuolevat tähdet luovat tähtien mustia aukkoja.
Oletetaan, että sinulla on tähti, joka on noin 20 kertaa Aurinkoa massiivisempi. Aurinkomme päättää elämänsä hiljaa; kun sen ydinpolttoaine palaa, se haihtuu hitaasti valkoiseksi kääpiöksi. Se ei päde paljon massiivisemmille tähdille. Kun hirviöistä loppuu polttoaine, painovoima ylittää luonnollisen paineen, jota tähti ylläpitää pitääkseen muotonsa vakaana. Kun ydinreaktioiden paine romahtaa, Space Telescope Science Instituten mukaan , painovoima valtaa ja romahtaa ytimen ja muut kerrokset sinkoutuvat avaruuteen. Tätä kutsutaan supernovaksi. Jäljelle jäänyt ydin romahtaa singulaariseksi - äärettömän tiheyden ja lähes olemattoman tilavuuden täpläksi. Se on toinen nimi mustalle aukolle.
Fakta 4: Mustia reikiä on eri kokoisia.
On olemassa ainakin kolmenlaisia mustia aukkoja, NASA sanoo, vaihtelevat suhteellisista vinkujista galaksin keskustaa hallitseviin. Alkuperäiset mustat aukot ovat pienimpiä, ja niiden koko vaihtelee atomin koosta vuoren massaan. Tähtien mustat aukot, yleisin tyyppi, ovat jopa 20 kertaa massiivisempia kuin oma aurinkomme, ja niitä on todennäköisesti ripoteltu kymmenissä Linnunradassa. Ja sitten on valtavat galaksien keskuksissa olevat galaksit, joita kutsutaan 'supermassiivisiksi mustiksi aukoksi'. Ne ovat kukin yli miljoona kertaa Aurinkoa massiivisempia. Kuinka nämä pedot muodostuivat, tutkitaan edelleen.
Binäärinen mustien aukkojen järjestelmä ylhäältä katsottuna. Luotto: Bohn et al. (katso http://arxiv.org/abs/1410.7775)
Fakta 5: Outoja aika-asioita tapahtuu mustien aukkojen ympärillä.
Tämän havainnollistaa parhaiten se, että yksi henkilö (kutsu heitä Unlucky) putoaa mustaan aukkoon, kun toinen henkilö (kutsu heitä Luckyksi) katselee. Luckyn näkökulmasta Unluckyn aikakello näyttää tikittävän hitaammin ja hitaammin . Tämä on Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaista, joka (yksinkertaisesti sanottuna) sanoo sen aika riippuu siitä, kuinka nopeasti kuljet , kun olet äärimmäisissä nopeuksissa lähellä valoa. Musta aukko vääntelee aikaa ja tilaa niin paljon, että Unluckyn aika näyttää kuluvan hitaammin. Unluckyn näkökulmasta heidän kellonsa pyörii kuitenkin normaalisti ja Lucky's juoksee nopeasti.
Fakta 6: Ensimmäinen musta aukko löydettiin vasta röntgenastronomialla.
Cygnus X-1 löydettiin ensimmäisen kerran ilmapallolentojen aikana 1960-luvulla, mutta sitä ei tunnistettu mustaksi aukoksi noin kymmeneen vuoteen. Mukaan NASA , musta aukko on 10 kertaa massiivisempi aurinkoon nähden. Lähistöllä on sininen superjättitähti, joka on noin 20 kertaa Aurinkoa massiivisempi ja joka vuotaa verta mustan aukon takia ja tuottaa röntgensäteilyä.
Kuva Cygnus X-1:stä, toisesta tähtimassasta mustasta aukosta, joka sijaitsee 6070 ly:n päässä. Kiitos: NASA/CXC/M.Weiss
Fakta 7: Lähin musta aukko ei todennäköisesti ole 1600 valovuoden päässä.
V4641 Sagitariin virheellinen mittaus johti muutama vuosi sitten useisiin uutisraportteihin, joiden mukaan Maata lähin musta aukko on hämmästyttävän lähellä, vain 1 600 valovuoden päässä. Ei tarpeeksi lähellä, jotta sitä pidettäisiin vaarallisena, mutta paljon lähempänä kuin luullaan. Lisätutkimukset osoittavat kuitenkin, että musta aukko on todennäköisesti kauempana. Sen kumppanitähteen pyörimisen tarkastelu tuotti muun muassa vuoden 2014 tuloksen yli 20 000 valovuotta .
Fakta 8: Emme ole varmoja, onko madonreikiä olemassa.
Suosittu tieteis-aihe koskee sitä, mitä tapahtuu, jos joku joutuu mustaan aukkoon. Jotkut ihmiset uskovat, että nämä esineet ovat eräänlainen madonreikä muihin universumin osiin, mikä mahdollistaa valoa nopeamman matkan. Mutta kuten tämä Smithsonian Magazinen artikkeli huomauttaa, että kaikki on mahdollista, koska meillä on vielä paljon selvitettävää fysiikasta. 'Koska meillä ei vielä ole teoriaa, joka yhdistäisi luotettavasti yleisen suhteellisuusteorian kvanttimekaniikkaan, emme tiedä koko eläintarhaa mahdollisista aika-avaruusrakenteista, joihin madonreikiä mahtuisi', sanoi Abi Loeb, joka työskentelee Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksessa. .
Kaavio madonreiästä tai teoreettisesta oikopolusta universumin kahden paikan välillä. Luotto: Wikipedia
Fakta 9: Mustat aukot ovat vaarallisia vain, jos pääset liian lähelle.
Kuten häkin takana olevia olentoja, on oikein tarkkailla mustaa aukkoa, jos pysyt kaukana sen tapahtumahorisontista – ajattele sitä planeetan gravitaatiokentällä. Tämä vyöhyke on piste, josta ei ole paluuta, kun olet liian lähellä pelastustoivoa. Mutta voit turvallisesti tarkkailla mustaa aukkoa tämän areenan ulkopuolelta. Laajennuksena tämä tarkoittaa, että on todennäköisesti mahdotonta, että musta aukko nielee kaikkea maailmankaikkeudessa (lukuun ottamatta tietysti jonkinlaista merkittävää fysiikan muutosta tai kosmoksen ymmärtämistä).
Fakta 10: Mustia reikiä käytetäänkoko ajantieteiskirjallisuudessa.
On niin paljon elokuvia ja elokuvia, joissa käytetään esimerkiksi mustia aukkoja, että on mahdotonta luetella niitä kaikkia.TähtienvälinenHänen matkat maailmankaikkeuden halki sisältävät lähikuvan mustasta aukosta.Tapahtumahorisonttitutkii keinotekoisten mustien aukkojen ilmiötä, josta keskustellaan myös julkaisussaStar Trekuniversumi. Myös mustista aukoista puhutaanBattlestar:Galactica, Stargate: SG1ja monia, monia muita avaruusnäytöksiä .
Täällä Universe Today -sivustolla meillä on loistava artikkeli käytännön käytöstä mustat aukot: avaruusalusten moottoreina . Kukaan ei pääse mustaan aukkoon ilman avaruusmatkaa. Astronomy Cast tarjoaa hyvää jakso tähtienvälisestä matkasta .