Es erhielt diesen Namen, weil es Licht absorbiert, es aber nicht wie andere Objekte reflektiert. Tatsächlich gibt es viele Fakten über Schwarze Löcher, und heute werden wir Ihnen einige der interessantesten vorstellen. Bis vor relativ kurzer Zeit glaubte man das Schwarzes Loch im Weltraum saugt alles auf, was in seiner Nähe ist oder vorbeifliegt: Die Planeten sind Müll, doch neuerdings argumentieren Wissenschaftler, dass der Inhalt nach einiger Zeit wieder „ausspuckt“, nur in einer völlig anderen Form. Wenn Sie interessiert sind Schwarze Löcher im Weltraum interessante Fakten Wir werden Ihnen heute mehr darüber erzählen.

Besteht eine Gefahr für die Erde?

Es gibt zwei Schwarze Löcher, die eine echte Bedrohung für unseren Planeten darstellen könnten, aber zu unserem Glück befinden sie sich weit entfernt in einer Entfernung von etwa 1600 Lichtjahren. Wissenschaftler konnten diese Objekte nur entdecken, weil sie sich in der Nähe des Sonnensystems befanden und spezielle Geräte, die Röntgenstrahlen einfingen, sie sehen konnten. Es besteht die Vermutung, dass die enorme Schwerkraft schwarze Löcher so beeinflussen kann, dass sie zu einem verschmelzen.

Es ist unwahrscheinlich, dass einer unserer Zeitgenossen den Moment einfangen kann, in dem diese mysteriösen Objekte verschwinden. Der Prozess des Absterbens von Löchern erfolgt so langsam.

Ein Schwarzes Loch ist ein Stern in der Vergangenheit

Wie Schwarze Löcher im Weltraum entstehen? Sterne verfügen über einen beeindruckenden Vorrat an thermonuklearem Brennstoff, weshalb sie so hell leuchten. Doch alle Ressourcen gehen zur Neige, der Stern kühlt ab, verliert allmählich sein Leuchten und verwandelt sich in einen Schwarzen Zwerg. Es ist bekannt, dass in einem abgekühlten Stern ein Kompressionsprozess stattfindet, der dazu führt, dass er explodiert und seine Partikel über große Entfernungen im Weltraum verteilt werden, benachbarte Objekte anziehen und dadurch die Größe des Schwarzen Lochs vergrößern.

Das interessanteste über Schwarze Löcher im Weltraum Wir müssen es noch untersuchen, aber überraschenderweise kann seine Dichte trotz seiner beeindruckenden Größe der Dichte von Luft entsprechen. Dies deutet darauf hin, dass selbst die größten Objekte im Weltraum das gleiche Gewicht wie Luft haben können, also unglaublich leicht sein können. Hier wie Schwarze Löcher im Weltraum erscheinen.

Die Zeit fließt in und um das Schwarze Loch sehr langsam, sodass in der Nähe fliegende Objekte ihre Bewegung verlangsamen. Der Grund für alles ist die enorme Schwerkraft, mehr noch erstaunliche Tatsache, alle Prozesse, die im Loch selbst ablaufen, haben eine unglaubliche Geschwindigkeit. Zum Beispiel, wenn Sie das beobachten Wie sieht ein Schwarzes Loch im Weltraum aus? Da man sich außerhalb der Grenzen der alles verzehrenden Masse befindet, scheint alles still zu stehen. Sobald das Objekt jedoch hineingelangt, würde es augenblicklich auseinandergerissen werden. Heute zeigen sie es uns Wie sieht ein Schwarzes Loch auf einem Weltraumfoto aus?, simuliert durch spezielle Programme.

Definition eines Schwarzen Lochs?

Jetzt wissen wir Woher kommen schwarze Löcher im Weltraum?. Aber was ist sonst noch das Besondere an ihnen? Es ist unmöglich, a priori zu sagen, dass ein Schwarzes Loch ein Planet oder ein Stern ist, da dieser Körper weder gasförmig noch fest ist. Hierbei handelt es sich um ein Objekt, das nicht nur die Breite, Länge und Höhe, sondern auch die Zeitleiste verzerren kann. Was den physikalischen Gesetzen völlig widerspricht. Wissenschaftler behaupten, dass sich die Zeit im Bereich des Horizonts einer räumlichen Einheit vorwärts und rückwärts bewegen kann. Was ist in einem Schwarzen Loch im Weltraum? Man kann es sich nicht vorstellen, die Lichtquanten, die dort ankommen, werden um ein Vielfaches mit der Masse der Singularität vervielfacht, dieser Vorgang erhöht die Kraft der Gravitationskraft. Wenn Sie also eine Taschenlampe mitnehmen und in ein Schwarzes Loch gehen, leuchtet dieses nicht. Singularität ist der Punkt, an dem alles zur Unendlichkeit tendiert.

Die Struktur eines Schwarzen Lochs ist eine Singularität und ein Ereignishorizont. Innerhalb der Singularität verlieren physikalische Theorien völlig ihre Bedeutung, weshalb sie für Wissenschaftler immer noch ein Rätsel bleibt. Überschreiten der Grenze (Ereignishorizont), physikalisches Objekt verliert die Möglichkeit zur Rückkehr. Wir wissen es nicht weit Alles über Schwarze Löcher im Weltraum, aber das Interesse an ihnen lässt nicht nach.

Ein Schwarzes Loch ist eine Region in der Raumzeit, deren Anziehungskraft so stark ist, dass nicht einmal Licht entkommen kann. Zu gigantischen Größen angewachsene Schwarze Löcher bilden den Kern der meisten Galaxien.

Ein supermassereiches Schwarzes Loch ist ein Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa 10 5 -10 10 Sonnenmassen. Seit 2014 wurden supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum vieler Galaxien entdeckt, darunter auch in unserer Milchstraße.

1. Das schwerste supermassereiche Schwarze Loch außerhalb unserer Galaxie befindet sich in einer Galaxie der riesigen elliptischen Galaxie NGC 4889 im Sternbild Coma Berenices. Seine Masse beträgt etwa 21 Milliarden Sonnenmassen!

Auf diesem Bild befindet sich die Galaxie NGC 4889 im Zentrum. Irgendwo lauerte derselbe Riese. (NASA-Foto):

2. Es gibt keine allgemein anerkannte Theorie zur Entstehung von Schwarzen Löchern dieser Masse. Es gibt mehrere Hypothesen, von denen die offensichtlichste die Hypothese ist, die die allmähliche Zunahme der Masse beschreibt schwarzes Loch durch die Anziehungskraft von Materie (normalerweise Gas) aus dem Weltraum. Die Schwierigkeit bei der Bildung eines supermassereichen Schwarzen Lochs besteht darin, dass eine ausreichende Menge an Materie in einem relativ kleinen Volumen konzentriert sein muss.

Künstlerische Darstellung eines supermassereichen Schwarzen Lochs und seiner Akkretionsscheibe. (NASA-Foto):

3. Spiralgalaxie NGC 4845 (Typ Sa) im Sternbild Jungfrau, 65 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Im Zentrum der Galaxie befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa 230.000 Sonnenmassen. (NASA-Foto):

4. Das Chandra-Röntgenobservatorium (NASA) hat kürzlich den Beweis erbracht, dass viele supermassereiche Schwarze Löcher mit enormer Geschwindigkeit rotieren. Die gemessene Rotationsgeschwindigkeit eines der Schwarzen Löcher beträgt 3,5 Billionen. Meilen pro Stunde sind etwa halb so schnell wie das Licht, und ihre unglaubliche Schwerkraft zieht den umgebenden Raum über viele Millionen Kilometer hinweg. (NASA-Foto):

5. Spiralgalaxie NGC 1097 im Sternbild Fornax. Im Zentrum der Galaxie befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch, das 100 Millionen Mal schwerer ist als unsere Sonne. Es saugt jegliche Materie in der Umgebung auf. (NASA-Foto):

6. Der stärkste Quasar in der Markarian-231-Galaxie kann Energie von zwei zentral gelegenen Schwarzen Löchern erhalten, die einander umkreisen. Nach Berechnungen der Wissenschaftler übersteigt die Masse des zentralen Schwarzen Lochs die Sonnenmasse um das 150-Millionen-fache, und die Masse des Satelliten-Schwarzen Lochs übersteigt die Sonnenmasse um das 4-Millionen-fache. Dieses dynamische Duo verbraucht galaktische Materie und produziert enorme Mengen an Energie, wodurch im Zentrum der Galaxie ein Halo entsteht, der Milliarden von Sternen überstrahlen kann.

Quasare sind die hellsten Quellen im Universum, deren Licht heller ist als das Leuchten ihrer Galaxien. Es gibt eine Hypothese, dass Quasare die Kerne entfernter Galaxien in einem Stadium ungewöhnlich hoher Aktivität sind. Der Quasar im Zentrum der Markarian-231-Galaxie ist das uns am nächsten gelegene Objekt dieser Art und manifestiert sich als kompakte Radioquelle. Wissenschaftler schätzen sein Alter auf nur eine Million Jahre. (NASA-Foto):

7. Die riesige elliptische Galaxie M60 und die Spiralgalaxie NGC 4647 sehen sehr gut aus seltsames Paar. Sie befinden sich beide im Sternbild Jungfrau. Der helle M60, etwa 54 Millionen Lichtjahre entfernt, hat es getan einfache Form ein Ei, das durch zufällige Schwärme alter Sterne entsteht. NGC 4647 (oben rechts) hingegen besteht aus jungen blauen Sternen, Gas und Staub, die alle in den wirbelnden Armen einer flachen, rotierenden Scheibe angeordnet sind.

Im Zentrum von M60 befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit 4,5 Milliarden Sonnenmassen. (NASA-Foto):

8. Galaxie 4C+29.30, 850 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Im Zentrum befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Seine Masse ist 100 Millionen Mal größer als die Masse unserer Sonne. (NASA-Foto):

9. Astronomen suchen seit langem nach einer Bestätigung, dass Sagittarius A, unser supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße, die Quelle des Plasmastrahls ist. Schließlich fanden sie es, wie neue Ergebnisse des Chandra-Röntgenobservatoriums und des VLA-Radioteleskops zeigen. Dieser Jet oder Jet entsteht durch die Absorption von Materie durch ein supermassereiches Schwarzes Loch und seine Existenz wurde von Theoretikern schon lange vorhergesagt. (NASA-Foto):

10. Mithilfe von Röntgenbildern höchster Qualität haben Astronomen den ersten klaren Beweis dafür gefunden, dass massereiche Schwarze Löcher im frühen Universum ähnlich waren. Studien und Beobachtungen entfernter Galaxien haben gezeigt, dass sie alle ähnliche supermassereiche Schwarze Löcher haben. Im frühen Universum wurden mindestens 30 Millionen supermassereiche Schwarze Löcher gefunden. Das ist 10.000 Mal mehr als bisher geschätzt.

Die Zeichnung des Künstlers zeigt ein wachsendes supermassereiches Schwarzes Loch. (NASA-Foto):

11. Balkenspiralgalaxie NGC 4945 (SBc) im Sternbild Centaurus. Sie ist unserer Galaxie ziemlich ähnlich, aber Röntgenbeobachtungen deuten auf die Anwesenheit eines Kerns hin, der wahrscheinlich ein aktives supermassereiches Schwarzes Loch enthält. (NASA-Foto):

12. Cluster PKS 0745-19. Das Schwarze Loch im Zentrum ist eines der 18 größten bekannten Schwarzen Löcher im Universum. (NASA-Foto):

13. Ein mächtiger Teilchenstrom aus einem supermassereichen Schwarzen Loch, der auf eine nahegelegene Galaxie trifft. Astronomen haben schon früher Galaxienkollisionen beobachtet, aber dies ist das erste Mal, dass ein solcher „Weltraumschuss“ aufgezeichnet wurde. Der „Vorfall“ ereignete sich in Sternensystem, 1,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, wo derzeit zwei Galaxien verschmelzen. Das „Schwarze Loch“ der größeren der beiden Galaxien, das Astronomen mit dem „Todesstern“ aus dem Filmepos „Star Wars“ vergleichen, schleuderte einen mächtigen Strom geladener Teilchen aus, der direkt in der Nachbargalaxie landete. (NASA-Foto):

14. Das jüngste Schwarze Loch wurde gefunden. Der Vorläufer des Neuankömmlings war eine Supernova, die erst vor 31 Jahren ausbrach. (Foto vom Chandra X-ray Observatory Center):

15. Künstlerische Darstellung Schwarzes Loch, das den Weltraum verschlingt. Seit der theoretischen Vorhersage von Schwarzen Löchern ist es geblieben offene Frageüber ihre Existenz, da das Vorhandensein einer Lösung vom Typ „Schwarzes Loch“ keine Garantie dafür ist, dass Bildungsmechanismen vorhanden sind ähnliche Objekte im Universum. (NASA-Foto):

16. Ausbrüche von Schwarzen Löchern in der Spiralgalaxie M83 (auch als Southern Pinwheel bekannt), aufgenommen vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA. South Pinwheel ist etwa 15 Millionen Lichtjahre entfernt. (NASA-Foto):

17. Balkenspiralgalaxie NGC 4639 im Sternbild Jungfrau. NGC 4639 verbirgt ein riesiges Schwarzes Loch, das kosmisches Gas und Staub verschluckt. (NASA-Foto):

18. Galaxie M 77 im Sternbild Cetus. In seinem Zentrum befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. (NASA-Foto):

19. Künstler stellten das Schwarze Loch unserer Galaxie dar – Sagittarius A*. Dies ist ein Objekt von enormer Masse. Durch die Analyse der Orbitalelemente wurde zunächst festgestellt, dass das Gewicht des Objekts 2,6 Millionen Sonnenmassen beträgt und diese Masse in einem Volumen von nicht mehr als 17 Lichtstunden (120 AE) Durchmesser enthalten ist. (NASA-Foto):

20. Schauen Sie in den Mund eines Schwarzen Lochs. Astronomen der japanischen Luft- und Raumfahrtbehörde JAXA ist es mithilfe des Infrarot-Weltraumlabors WISE der NASA gelungen, ein einzigartiges Bild der Mündung eines Schwarzen Lochs und seltener Phänomene in seiner Umgebung zu erhalten. Das von WISE beobachtete Objekt war ein Schwarzes Loch mit der sechsfachen Sonnenmasse und wurde als GX 339-4 katalogisiert. In der Nähe von GX 339-4, mehr als 20.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, befindet sich ein Stern, dessen Materie unter dem Einfluss seines monströsen Gravitationsfeldes, das 30.000 Mal stärker ist, in das Schwarze Loch hineingezogen wird als auf der Oberfläche unseres Planeten. In diesem Fall wird ein Teil dieser Materie aus dem Schwarzen Loch in die entgegengesetzte Richtung geschleudert und bildet Teilchenstrahlen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen. (NASA-Foto):

21. Galaxie NGC 3081 im Sternbild Hydra. Befindet sich in einer Entfernung von etwa 86 Millionen Lichtjahren Sonnensystem. Wissenschaftler glauben, dass sich im Zentrum von NGC 3081 ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet. (NASA-Foto):

22. Schlaf und Träume. Vor fast einem Jahrzehnt entdeckte das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA Hinweise auf etwas, das wie ein Schwarzes Loch aussah, das Gas verschlingt, direkt im Zentrum der nahegelegenen Sculptor-Galaxie. Und im Jahr 2013 wirft das NuSTAR-Weltraumteleskop der NASA, das harte Röntgenstrahlung aufspürt, einen kurzen Blick in die gleiche Richtung und entdeckt ein friedlich schlafendes Schwarzes Loch (es ist in den letzten 10 Jahren inaktiv geworden).

Die Masse eines ruhenden Schwarzen Lochs beträgt etwa das Fünfmillionenfache der Masse unserer Sonne. Das Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der Sculptor-Galaxie, auch bekannt als NGC 253. (NASA-Foto):

23. Plasma, das von supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien ausgestoßen wird, kann enorme Energiemengen über riesige Entfernungen übertragen. Region 3C353, sichtbar im Röntgenlicht der Teleskope Chandra und Very Large Array, ist von Plasma umgeben, das von einem der Schwarzen Löcher ausgestoßen wird. Vor dem Hintergrund riesiger „Federn“ erscheint die Strahlung der Galaxie als winzige Punkte im Zentrum. (NASA-Foto):

24. So könnte laut dem Künstler ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von mehreren Millionen bis Milliarden Mal der Masse unserer Sonne aussehen. Die Schwierigkeit bei der Bildung eines supermassereichen Schwarzen Lochs besteht darin, dass eine ausreichende Menge an Materie in einem relativ kleinen Volumen konzentriert sein muss. (NASA-Foto).

Der Begriff „Schwarzes Loch“ wurde erstmals 1967 von John A. Wheeler verwendet. Dies ist die Bezeichnung für eine Region in Raum und Zeit, deren Schwerkraft so stark ist, dass selbst Lichtquanten ihre Grenzen nicht verlassen können. Die Größe wird durch den Gravitationsradius bestimmt und die Wirkungsgrenze wird als Ereignishorizont bezeichnet.

Ein Schwarzes Loch, wie es sich ein Künstler vorgestellt hat

Im Idealfall ist ein Schwarzes Loch, sofern es isoliert ist, ein absolut schwarzer Ausschnitt des Weltraums. Noch weiß niemand, wie ein Schwarzes Loch tatsächlich aussieht, man weiß nur, dass es seinem Namen nicht alle Ehre macht, da es völlig unsichtbar ist. Seine Anwesenheit lässt sich laut Astronomen nur durch das Leuchten im Bereich des Ereignishorizonts feststellen. Dies geschieht aus zwei Gründen:

1. In ihn dringen Materieteilchen ein, deren Geschwindigkeit abnimmt, je mehr sie sich dem Punkt nähern, an dem es kein Zurück mehr gibt. Sie erzeugen das Bild einer diffusen Gas- und Staubwolke mit zunehmender Dichte im Inneren.
2. Lichtquanten, die in der Nähe eines Schwarzen Lochs vorbeikommen, ändern ihre Flugbahn. Diese Verzerrung ist manchmal so groß, dass das Licht mehrmals um sie herum gebogen wird, bevor es ins Innere gelangt. Dadurch entsteht ein Lichtring.

Laut Astronomen ist der alles verzehrende Stern keineswegs formlos, sondern sieht aus wie eine Sichel. Dies liegt daran, dass die dem Betrachter zugewandte Seite aus besonderen kosmischen Gründen immer heller ist als die andere Seite. Der dunkle Kreis in der Mitte der Sichel ist ein Schwarzes Loch.

Entstehung

Es gibt zwei Szenarien für sein Auftreten: starke Kompression eines massereichen Sterns, Kompression des Zentrums der Galaxie oder ihres Gases. Es gibt auch Hypothesen, dass sie nach dem Urknall entstanden sind oder durch die Entstehung riesiger Energiemengen bei einer Kernreaktion entstanden sind.

Arten

Der Jet in der Galaxie M87 ist Ausdruck der Aktivität eines supermassiven Schwarzen Lochs im galaktischen Kern

Es gibt mehrere Haupttypen: Supermassereich – sehr ausgedehnt, oft im Zentrum von Galaxien zu finden; Primär – es wird angenommen, dass sie während der Entstehung des Universums mit großen Abweichungen in der Gleichmäßigkeit des Gravitationsfeldes und der Dichte aufgetreten sein könnten; Quanten – hypothetisch entstehen, wenn Kernreaktionen und haben mikroskopische Abmessungen.

Das Leben eines Schwarzen Lochs ist nicht ewig

Nach der Annahme von S. Hawking ist sie auf etwa 10 hoch 60 Jahre begrenzt. Das Loch wird nach und nach „dünner“ und hinterlässt nur noch Elementarteilchen.

Es wird vermutet, dass es auch einen Antipoden gibt – ein Weißes Loch. Wenn alles in das erste hineingeht und nicht herauskommt, dann ist es unmöglich, in das zweite hineinzukommen – es löst nur aus. Nach dieser Theorie entsteht für kurze Zeit ein Weißes Loch, das sich auflöst und dabei Energie und Materie freisetzt. Ganz ernsthafte Wissenschaftler glauben, dass auf diese Weise ein Tunnel entsteht, mit dessen Hilfe man enorme Distanzen zurücklegen kann.

Populärer Wissenschaftsfilm über Schwarze Löcher

Der brillante theoretische Physiker und Kosmologe Stephen Hawking liebt es, über Themen zu sprechen, die uns dazu bringen, viele wissenschaftliche Phänomene zu überdenken. Vor ein paar Tagen ließ seine neue Forschung Zweifel an der Existenz eines der mysteriösesten Phänomene im Weltraum aufkommen – Schwarze Löcher. Während Wissenschaftler versuchen, seine neue Forschung zu verstehen, lade ich Sie ein, interessante Fakten über Schwarze Löcher zu erfahren.

Nach Ansicht des Forschers (der in der Arbeit „Information Preservation and Weather Forecasts for Black Holes“ dargelegt wird) können sogenannte Schwarze Löcher ohne den sogenannten „Ereignishorizont“ existieren, über den hinaus nichts entkommen kann. Hawking glaubt, dass Schwarze Löcher Licht und Informationen nur für eine Weile speichern und dann wieder in den Weltraum „ausspucken“, wenn auch in ziemlich verzerrter Form.

Schwarze Löcher haben ihren Namen erhalten, weil sie Licht ansaugen, das ihre Grenzen berührt, und es nicht reflektieren.

Ein Schwarzes Loch entsteht in dem Moment, in dem eine ausreichend komprimierte Materiemasse Raum und Zeit verformt. Es hat eine bestimmte Oberfläche, den sogenannten „Ereignishorizont“, der den Punkt markiert, an dem es kein Zurück mehr gibt.

Schwarze Löcher beeinflussen den Lauf der Zeit

In der Nähe des Meeresspiegels gehen Uhren langsamer als auf der Raumstation und in der Nähe von Schwarzen Löchern sogar noch langsamer. Es hat etwas mit der Schwerkraft zu tun.

Das nächste Schwarze Loch ist etwa 1600 Lichtjahre entfernt

Unsere Galaxie ist mit Schwarzen Löchern übersät, aber das nächstgelegene, das theoretisch unseren bescheidenen Planeten zerstören könnte, liegt weit außerhalb unseres Sonnensystems.

Im Zentrum der Milchstraße liegt ein riesiges Schwarzes Loch

Es befindet sich in einer Entfernung von 30.000 Lichtjahren von der Erde und ist mehr als 30 Millionen Mal so groß wie unsere Sonne.

Schwarze Löcher verdampfen schließlich

Es wird angenommen, dass einem Schwarzen Loch nichts entkommen kann. Die einzige Ausnahme von dieser Regel ist Strahlung. Nach Ansicht einiger Wissenschaftler verlieren Schwarze Löcher an Masse, wenn sie Strahlung aussenden. Als Ergebnis dieses Prozesses könnte das Schwarze Loch ganz verschwinden.

Schwarze Löcher haben nicht die Form eines Trichters, sondern die einer Kugel.

In den meisten Lehrbüchern sieht man Schwarze Löcher, die wie Trichter aussehen. Dies liegt daran, dass sie aus der Perspektive eines Schwerkraftbrunnens dargestellt werden. In Wirklichkeit ähneln sie eher einer Kugel.

In der Nähe eines Schwarzen Lochs wird alles verzerrt.

Schwarze Löcher haben die Fähigkeit, den Raum zu verzerren, und weil sie sich drehen, nimmt die Verzerrung zu, wenn sie sich drehen.

Ein Schwarzes Loch kann auf schreckliche Weise töten

Obwohl es offensichtlich erscheint, dass ein Schwarzes Loch mit Leben unvereinbar ist, denken die meisten Menschen, dass sie dort einfach zerquetscht werden würden. Nicht unbedingt. Sie würden höchstwahrscheinlich zu Tode gestreckt werden, da der Teil Ihres Körpers, der zuerst den „Ereignishorizont“ erreicht, einem viel stärkeren Einfluss der Schwerkraft ausgesetzt wäre.

Schwarze Löcher sind nicht immer schwarz

Obwohl sie, wie bereits erwähnt, dafür bekannt sind, schwarz zu sein, senden sie tatsächlich elektromagnetische Wellen aus.

Schwarze Löcher können nicht nur zerstören

In den meisten Fällen trifft das natürlich zu. Allerdings gibt es zahlreiche Theorien, Studien und Annahmen, dass Schwarze Löcher tatsächlich zur Energiegewinnung und für die Raumfahrt genutzt werden können.

Die Entdeckung der Schwarzen Löcher gehörte nicht Albert Einstein

Erst 1916 belebte Albert Einstein die Theorie der Schwarzen Löcher wieder. Lange zuvor, im Jahr 1783, war ein Wissenschaftler namens John Mitchell der erste, der diese Theorie entwickelte. Dies geschah, nachdem er sich gefragt hatte, ob die Schwerkraft so stark werden könnte, dass nicht einmal leichte Teilchen ihr entkommen könnten.

Schwarze Löcher summen

Obwohl das Vakuum des Weltraums eigentlich keine Schallwellen überträgt, kann man beim Abhören mit speziellen Instrumenten die Geräusche atmosphärischer Störungen hören. Wenn ein Schwarzes Loch etwas anzieht, beschleunigt sein Ereignishorizont die Teilchen auf Lichtgeschwindigkeit und sie erzeugen ein Summen.

Schwarze Löcher können lebensnotwendige Elemente erzeugen

Forscher glauben, dass Schwarze Löcher Elemente erzeugen, wenn sie in subatomare Teilchen zerfallen. Diese Teilchen sind in der Lage, Elemente zu erzeugen, die schwerer als Helium sind, wie etwa Eisen und Kohlenstoff, sowie viele andere, die für die Entstehung von Leben notwendig sind.

Schwarze Löcher „schlucken“ nicht nur, sondern „spucken“ auch aus

Schwarze Löcher sind dafür bekannt, alles aufzusaugen, was ihrem Ereignishorizont nahe kommt. Sobald etwas in ein Schwarzes Loch fällt, wird es mit so großer Kraft komprimiert, dass die einzelnen Bestandteile komprimiert werden und schließlich in subatomare Teilchen zerfallen. Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Materie dann aus einem sogenannten „Weißen Loch“ herausgeschleudert wird.

Jede Materie kann zu einem Schwarzen Loch werden

Aus technischer Sicht können nicht nur Sterne zu Schwarzen Löchern werden. Wenn Ihre Autoschlüssel unter Beibehaltung ihrer Masse auf einen verschwindend kleinen Punkt schrumpfen würden, würde ihre Dichte astronomische Ausmaße erreichen und ihre Schwerkraft würde unglaublich zunehmen.

Im Zentrum eines Schwarzen Lochs brechen die Gesetze der Physik zusammen

Theorien zufolge wird die Materie im Inneren eines Schwarzen Lochs auf unendliche Dichte komprimiert und Raum und Zeit hören auf zu existieren. Wenn dies geschieht, gelten die Gesetze der Physik nicht mehr, einfach weil der menschliche Geist sich kein Objekt vorstellen kann, das ein Volumen von Null und eine unendliche Dichte hat.

Schwarze Löcher bestimmen die Anzahl der Sterne

Nach Ansicht einiger Wissenschaftler wird die Anzahl der Sterne im Universum durch die Anzahl der Schwarzen Löcher begrenzt. Dies hängt damit zusammen, wie sie Gaswolken und die Bildung von Elementen in Teilen des Universums beeinflussen, in denen neue Sterne geboren werden.

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Betrachten Sie das Geheimnisvolle und Unsichtbare Schwarze Löcher im Universum: interessante Fakten, Einsteins Forschung, supermassive und intermediäre Typen, Theorie, Struktur.

- einige der interessantesten und geheimnisvollsten Objekte der Welt Weltraum. Besitzen Hohe Dichte, und die Gravitationskraft ist so stark, dass selbst Licht nicht über ihre Grenzen hinaus entkommen kann.

Albert Einstein sprach erstmals 1916 über Schwarze Löcher, als er die allgemeine Relativitätstheorie entwickelte. Der Begriff selbst entstand 1967 dank John Wheeler. Und das erste Schwarze Loch wurde 1971 „gesehen“.

Die Klassifizierung von Schwarzen Löchern umfasst drei Typen: Schwarze Löcher mit Sternmasse, supermassereiche Schwarze Löcher und Schwarze Löcher. Durchschnittsgewicht. Schauen Sie sich unbedingt das Video über Schwarze Löcher an, um viele interessante Fakten zu erfahren und diese mysteriösen kosmischen Formationen besser kennenzulernen.

Interessante Fakten über Schwarze Löcher

• Wenn Sie sich in einem Schwarzen Loch befinden, wird Sie die Schwerkraft strecken. Aber es besteht kein Grund zur Angst, denn Sie werden sterben, bevor Sie die Singularität erreichen. Eine Studie aus dem Jahr 2012 ergab, dass Quanteneffekte den Ereignishorizont in eine Feuerwand verwandeln, die Sie in einen Aschehaufen verwandelt.
• Schwarze Löcher „saugen“ nicht. Dieser Prozess wird durch ein Vakuum verursacht, das in dieser Formation nicht vorhanden ist. Das Material fällt also einfach ab.
• Das erste Schwarze Loch war Cygnus X-1, gefunden von Raketen mit Geigerzählern. 1971 empfingen Wissenschaftler ein Funksignal von Cygnus X-1. Dieses Objekt wurde Gegenstand eines Streits zwischen Kip Thorne und Stephen Hawking. Letzterer glaubte, dass es sich nicht um ein Schwarzes Loch handelte. 1990 gab er seine Niederlage zu.
• Unmittelbar nach dem Urknall könnten winzige Schwarze Löcher aufgetaucht sein. Der schnell rotierende Weltraum komprimierte einige Bereiche zu dichten Löchern, die weniger massiv als die Sonne waren.
• Wenn der Stern zu nahe kommt, könnte er auseinandergerissen werden.
• Es wird allgemein geschätzt, dass es bis zu einer Milliarde stellare Schwarze Löcher mit der dreifachen Masse der Sonne gibt.
• Wenn wir die Stringtheorie und die klassische Mechanik vergleichen, führt erstere zu mehr Varianten massiver Riesen.

Die Gefahr von Schwarzen Löchern

Wenn einem Stern der Treibstoff ausgeht, kann er mit der Selbstzerstörung beginnen. Wäre seine Masse dreimal so groß wie die der Sonne, würde der verbleibende Kern zu einem Neutronenstern oder Weißen Zwerg werden. Doch der größere Stern verwandelt sich in ein Schwarzes Loch.

Solche Objekte sind klein, haben aber eine unglaubliche Dichte. Stellen Sie sich vor, vor Ihnen befindet sich ein Objekt von der Größe einer Stadt, dessen Masse jedoch dreimal so groß ist wie die der Sonne. Dadurch entsteht eine unglaublich große Gravitationskraft, die Staub und Gas anzieht und so seine Größe vergrößert. Sie werden überrascht sein, aber es könnte mehrere hundert Millionen stellare Schwarze Löcher geben.

Supermassereiche Schwarze Löcher

Natürlich gibt es im Universum nichts, das mit der Großartigkeit supermassereicher Schwarzer Löcher vergleichbar ist. Sie übertreffen die Sonnenmasse um das Milliardenfache. Es wird angenommen, dass solche Objekte in fast jeder Galaxie existieren. Wissenschaftler kennen noch nicht alle Feinheiten des Entstehungsprozesses. Höchstwahrscheinlich wachsen sie aufgrund der Ansammlung von Masse aus umgebendem Staub und Gas.

Möglicherweise verdanken sie ihre Größe der Verschmelzung Tausender kleiner Schwarzer Löcher. Oder ein ganzer Sternhaufen könnte zusammenbrechen.

Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien

Die Astrophysikerin Olga Silchenko über die Entdeckung eines supermassiven Schwarzen Lochs im Andromeda-Nebel, John Kormendys Forschung und dunkle gravitierende Körper:

Die Natur kosmischer Radioquellen

Der Astrophysiker Anatoly Zasov über Synchrotronstrahlung, Schwarze Löcher in den Kernen entfernter Galaxien und neutrales Gas:

Mittlere Schwarze Löcher

Vor nicht allzu langer Zeit fanden Wissenschaftler heraus die neue Art- Schwarze Löcher mittlerer Masse (mittelschwer). Sie können entstehen, wenn Sterne in einem Sternhaufen kollidieren und eine Kettenreaktion auslösen. Dadurch fallen sie ins Zentrum und bilden ein supermassereiches Schwarzes Loch.

Im Jahr 2014 entdeckten Astronomen einen Zwischentyp im Arm einer Spiralgalaxie. Sie sind sehr schwer zu finden, da sie sich an unvorhersehbaren Orten befinden können.

Mikroschwarze Löcher

Physiker Eduard Boos über die Sicherheit des LHC, die Geburt eines Mikroschwarzen Lochs und das Konzept einer Membran:

Theorie des Schwarzen Lochs

Schwarze Löcher sind extrem massereiche Objekte, erstrecken sich aber über einen relativ kleinen Raum. Darüber hinaus verfügen sie über eine enorme Schwerkraft, die verhindert, dass Objekte (und sogar Licht) ihr Territorium verlassen. Es ist jedoch unmöglich, sie direkt zu sehen. Forscher müssen sich die Strahlung ansehen, die entsteht, wenn sich ein Schwarzes Loch speist.

Interessanterweise kommt es vor, dass Materie, die auf ein Schwarzes Loch zusteuert, vom Ereignishorizont abprallt und herausgeschleudert wird. In diesem Fall entstehen helle Materialstrahlen, die sich mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegen. Diese Emissionen können über große Entfernungen nachgewiesen werden.

- erstaunliche Objekte, bei denen die Schwerkraft so enorm ist, dass sie Licht verbiegen, den Raum verzerren und die Zeit verzerren kann.

Bei Schwarzen Löchern lassen sich drei Schichten unterscheiden: der äußere und innere Ereignishorizont sowie die Singularität.

Der Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs ist die Grenze, an der Licht keine Chance hat, zu entkommen. Sobald ein Teilchen diese Linie überschreitet, kann es diese nicht mehr verlassen. Der innere Bereich, in dem sich die Masse eines Schwarzen Lochs befindet, wird Singularität genannt.

Wenn wir vom Standpunkt der klassischen Mechanik aus sprechen, kann nichts ein Schwarzes Loch hinterlassen. Aber Quanten nehmen ihre eigene Korrektur vor. Tatsache ist, dass jedes Teilchen ein Antiteilchen hat. Sie haben die gleiche Masse, aber unterschiedliche Ladungen. Wenn sie sich überschneiden, können sie sich gegenseitig vernichten.

Wenn ein solches Paar außerhalb des Ereignishorizonts erscheint, kann einer von ihnen angezogen und der andere abgestoßen werden. Dadurch kann der Horizont schrumpfen und das Schwarze Loch kollabieren. Wissenschaftler versuchen immer noch, diesen Mechanismus zu untersuchen.

Akkretion

Der Astrophysiker Sergei Popov über supermassereiche Schwarze Löcher, Planetenentstehung und Materieansammlung im frühen Universum:

Die berühmtesten Schwarzen Löcher

Häufig gestellte Fragen zu Schwarzen Löchern

Genauer gesagt ist ein Schwarzes Loch ein bestimmter Bereich im Weltraum, in dem eine so große Masse konzentriert ist, dass kein einziges Objekt dem Einfluss der Schwerkraft entkommen kann. Wenn es um die Schwerkraft geht, verlassen wir uns auf die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein. Um die Details des untersuchten Objekts zu verstehen, gehen wir Schritt für Schritt vor.

Stellen wir uns vor, Sie befinden sich auf der Oberfläche des Planeten und werfen einen Felsbrocken. Wenn Sie nicht über die Kraft des Hulk verfügen, können Sie nicht genügend Kraft ausüben. Dann wird der Stein eine bestimmte Höhe erreichen, aber unter dem Druck der Schwerkraft wird er zurückfallen. Wenn Sie über das verborgene Potenzial eines grünen starken Mannes verfügen, können Sie dem Objekt eine ausreichende Beschleunigung verleihen, wodurch es die Zone des Gravitationseinflusses vollständig verlässt. Dies wird als „Fluchtgeschwindigkeit“ bezeichnet.

Wenn wir es in eine Formel zerlegen, dann hängt diese Geschwindigkeit davon ab Planetenmasse. Je größer es ist, desto stärker ist der Gravitationsgriff. Die Abfahrtsgeschwindigkeit hängt davon ab, wo genau Sie sich befinden: Je näher Sie am Zentrum sind, desto einfacher ist das Aussteigen. Die Abfluggeschwindigkeit unseres Planeten beträgt 11,2 km/s, sie beträgt jedoch 2,4 km/s.

Wir nähern uns dem interessantesten Teil. Nehmen wir an, Sie haben ein Objekt mit einer unglaublichen Massenkonzentration, das an einem winzigen Ort gesammelt ist. In diesem Fall übersteigt die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit. Und wir wissen, dass sich nichts schneller bewegt als dieser Indikator, was bedeutet, dass niemand in der Lage sein wird, eine solche Kraft zu überwinden und zu entkommen. Selbst ein Lichtstrahl kann das nicht!

Bereits im 18. Jahrhundert beschäftigte sich Laplace mit der extremen Massenkonzentration. In Anlehnung an die Allgemeine Relativitätstheorie gelang es Karl Schwarzschild, eine mathematische Lösung für die Gleichung der Theorie zur Beschreibung eines solchen Objekts zu finden. Weitere Beiträge kamen von Oppenheimer, Wolkoff und Snyder (1930er Jahre). Von diesem Moment an begannen die Menschen, dieses Thema ernsthaft zu diskutieren. Es wurde klar: Wenn einem massereichen Stern der Treibstoff ausgeht, kann er der Schwerkraft nicht mehr standhalten und wird zwangsläufig in ein Schwarzes Loch kollabieren.

In Einsteins Theorie ist die Schwerkraft eine Manifestation der Krümmung von Raum und Zeit. Tatsache ist, dass die üblichen geometrischen Regeln hier nicht funktionieren und massive Objekte die Raumzeit verzerren. Das Schwarze Loch hat bizarre Eigenschaften, daher ist seine Verzerrung am deutlichsten sichtbar. Ein Objekt hat beispielsweise einen „Ereignishorizont“. Dies ist die Oberfläche der Kugel, die die Linie des Lochs markiert. Das heißt, wenn Sie diese Grenze überschreiten, gibt es kein Zurück mehr.

Im wahrsten Sinne des Wortes ist dies der Ort, an dem die Fluchtgeschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Außerhalb dieses Ortes ist die Fluchtgeschwindigkeit geringer als die Lichtgeschwindigkeit. Wenn Ihre Rakete jedoch beschleunigen kann, ist genügend Energie vorhanden, um zu entkommen.

Der Horizont selbst ist geometrisch recht seltsam. Wenn Sie weit weg sind, haben Sie das Gefühl, auf eine statische Oberfläche zu blicken. Doch wenn man näher kommt, erkennt man, dass es sich mit Lichtgeschwindigkeit nach außen bewegt! Jetzt verstehe ich, warum es leicht ist, hineinzukommen, aber so schwer zu entkommen. Ja, das ist sehr verwirrend, denn tatsächlich steht der Horizont still, aber gleichzeitig rast er mit Lichtgeschwindigkeit. Es ist wie bei Alice, die so schnell wie möglich rennen musste, um an Ort und Stelle zu bleiben.

Beim Auftreffen auf den Horizont erfahren Raum und Zeit eine so starke Verzerrung, dass die Koordinaten beginnen, die Rolle der radialen Entfernung und der Schaltzeit zu beschreiben. Das heißt, „r“, das den Abstand vom Zentrum markiert, wird temporär und „t“ ist nun für „Räumlichkeit“ verantwortlich. Infolgedessen können Sie die Bewegung mit einem niedrigeren Index von r nicht stoppen, genauso wie Sie in normaler Zeit nicht in die Zukunft vordringen können. Sie werden zu einer Singularität kommen, bei der r = 0 ist. Sie können Raketen werfen, den Motor auf Maximum laufen lassen, aber Sie können nicht entkommen.

Der Begriff „Schwarzes Loch“ wurde von John Archibald Wheeler geprägt. Zuvor wurden sie „gekühlte Sterne“ genannt.

Der Physiker Emil Akhmedov über die Erforschung von Schwarzen Löchern, Karl Schwarzschild und riesigen Schwarzen Löchern:

Es gibt zwei Möglichkeiten zu berechnen, wie groß etwas ist. Sie können die Masse oder die Größe der Fläche benennen. Wenn wir das erste Kriterium berücksichtigen, gibt es keine spezifische Grenze für die Masse eines Schwarzen Lochs. Sie können jede beliebige Menge verwenden, solange Sie sie auf die erforderliche Dichte komprimieren können.

Die meisten dieser Formationen entstanden nach dem Tod massereicher Sterne, daher würde man erwarten, dass ihr Gewicht gleichwertig sein sollte. Die typische Masse für ein solches Loch wäre das Zehnfache der Sonne – 10 31 kg. Darüber hinaus muss jede Galaxie ein zentrales supermassereiches Schwarzes Loch beherbergen, dessen Masse die Sonnenmasse um das Millionenfache übersteigt – 10 36 kg.

Je massiver das Objekt ist, desto mehr Masse bedeckt es. Der Horizontradius und die Masse sind direkt proportional, das heißt, wenn ein Schwarzes Loch zehnmal mehr wiegt als ein anderes, dann ist sein Radius zehnmal größer. Der Radius eines Lochs mit Sonnenmasse beträgt 3 km, und wenn es eine Million Mal größer ist, dann 3 Millionen km. Das scheinen unglaublich massive Dinge zu sein. Aber vergessen wir nicht, dass dies für die Astronomie gilt Standardkonzepte. Der Sonnenradius erreicht 700.000 km und der eines Schwarzen Lochs ist viermal größer.

Nehmen wir an, Sie haben Pech und Ihr Schiff bewegt sich unaufhaltsam auf ein supermassereiches Schwarzes Loch zu. Es hat keinen Sinn zu kämpfen. Sie stellen einfach die Motoren ab und machen sich auf den Weg zum Unvermeidlichen. Was zu erwarten ist?

Beginnen wir mit der Schwerelosigkeit. Sie befinden sich in freier Fall, also sind die Besatzung, das Schiff und alle Teile schwerelos. Je näher man der Mitte des Lochs kommt, desto stärker sind die Gezeitenkräfte zu spüren. Beispielsweise sind Ihre Füße näher an der Mitte als Ihr Kopf. Dann haben Sie das Gefühl, dass Sie überdehnt werden. Dadurch werden Sie einfach auseinandergerissen.

Diese Kräfte sind erst dann wahrnehmbar, wenn man sich dem Zentrum auf 600.000 km nähert. Dies ist bereits hinter dem Horizont. Aber wir reden hier von einem riesigen Objekt. Wenn du in ein Loch mit der Masse der Sonne fällst, dann würden dich die Gezeitenkräfte 6000 km vom Zentrum entfernt verschlingen und dich zerreißen, bevor du den Horizont erreichst (deshalb schicken wir dich in das große Loch, damit du schon sterben kannst). innerhalb des Lochs und nicht bei der Annäherung) .

Was ist innen? Ich möchte nicht enttäuschen, aber nichts Besonderes. Bei manchen Objekten kann es zu Verzerrungen kommen, sonst ist nichts Ungewöhnliches zu sehen. Selbst nachdem Sie den Horizont überquert haben, werden Sie die Dinge um Sie herum sehen, die sich mit Ihnen bewegen.

Wie lange wird das alles dauern? Alles hängt von Ihrer Entfernung ab. Sie haben beispielsweise von einem Ruhepunkt aus begonnen, an dem die Singularität das Zehnfache des Lochradius beträgt. Die Annäherung an den Horizont dauert nur 8 Minuten und der Eintritt in die Singularität weitere 7 Sekunden. Wenn Sie in ein kleines Schwarzes Loch fallen, geht alles schneller.

Sobald Sie den Horizont überqueren, können Sie Raketen abschießen, schreien und weinen. Für all dies haben Sie 7 Sekunden Zeit, bis Sie in die Singularität gelangen. Aber nichts wird dich retten. Also genießt einfach die Fahrt.

Nehmen wir an, Sie sind dem Untergang geweiht und fallen in ein Loch, und Ihr Freund sieht aus der Ferne zu. Nun, er wird die Dinge anders sehen. Sie werden feststellen, dass Sie langsamer werden, je näher Sie dem Horizont kommen. Aber selbst wenn ein Mensch hundert Jahre lang sitzt, wird er nicht warten, bis Sie den Horizont erreichen.

Versuchen wir es zu erklären. Das Schwarze Loch könnte aus einem kollabierenden Stern entstanden sein. Da das Material zerstört ist, sieht Kirill (lass ihn dein Freund sein), dass es abnimmt, wird aber nie bemerken, dass es sich dem Horizont nähert. Deshalb wurden sie „gefrorene Sterne“ genannt, weil sie in einem bestimmten Radius zu erstarren scheinen.

Was ist los? Nennen wir es eine optische Täuschung. Es bedarf keiner Unendlichkeit, um ein Loch zu bilden, genauso wie es nicht notwendig ist, den Horizont zu überschreiten. Je näher man kommt, desto länger dauert es, bis das Licht Kirill erreicht. Genauer gesagt wird die Echtzeitstrahlung Ihres Übergangs für immer am Horizont aufgezeichnet. Sie haben die Linie längst überschritten und Kirill beobachtet immer noch das Lichtsignal.

Oder Sie nähern sich von der anderen Seite. Am Horizont vergeht die Zeit länger. Sie haben zum Beispiel ein superstarkes Schiff. Du hast es geschafft, näher an den Horizont heranzukommen, dort ein paar Minuten zu bleiben und lebend zu Kirill herauszukommen. Wen wirst du sehen? Alter Mann! Schließlich verging die Zeit für Sie viel langsamer.

Was ist dann wahr? Illusion oder Zeitspiel? Es hängt alles vom Koordinatensystem ab, das zur Beschreibung des Schwarzen Lochs verwendet wird. Wenn Sie sich auf Schwarzschild-Koordinaten verlassen, ist die Zeitkoordinate (t) beim Überqueren des Horizonts gleich unendlich. Die Messwerte des Systems bieten jedoch einen verschwommenen Überblick darüber, was in der Nähe des Objekts selbst geschieht. An der Horizontlinie sind alle Koordinaten verzerrt (Singularität). Sie können jedoch beide Koordinatensysteme verwenden, sodass die beiden Antworten gültig sind.

In Wirklichkeit werden Sie einfach unsichtbar und Kirill wird Sie nicht mehr sehen, bevor viel Zeit vergangen ist. Vergessen Sie nicht die Rotverschiebung. Sie emittieren beobachtbares Licht bei einer bestimmten Wellenlänge, aber Kirill wird es bei einer längeren Wellenlänge sehen. Die Wellen werden länger, je näher sie dem Horizont kommen. Vergessen Sie außerdem nicht, dass Strahlung in bestimmten Photonen auftritt.

Beispielsweise senden Sie im Moment des Übergangs das letzte Photon. Es wird Kirill zu einer bestimmten endlichen Zeit erreichen (etwa eine Stunde für ein supermassereiches Schwarzes Loch).

Natürlich nicht. Vergessen Sie nicht die Existenz des Ereignishorizonts. Dies ist der einzige Bereich, aus dem Sie nicht herauskommen. Es reicht aus, sich ihr einfach nicht zu nähern und sich ruhig zu fühlen. Darüber hinaus wird Ihnen dieses Objekt aus sicherer Entfernung sehr gewöhnlich vorkommen.

Hawkings Informationsparadoxon

Der Physiker Emil Akhmedov über die Wirkung der Schwerkraft auf elektromagnetische Wellen, das Informationsparadoxon von Schwarzen Löchern und das Prinzip der Vorhersagbarkeit in der Wissenschaft:

Keine Panik, denn die Sonne wird sich nie in ein solches Objekt verwandeln, weil sie einfach nicht genug Masse hat. Darüber hinaus behält es seinen aktuellen Stand Aussehen weitere 5 Milliarden Jahre. Dann wird er zum Roten Riesen übergehen, Merkur und Venus absorbieren und unseren Planeten gründlich verbrennen, und dann zu einem gewöhnlichen Weißen Zwerg werden.

Aber lassen Sie uns der Fantasie frönen. So wurde die Sonne zu einem Schwarzen Loch. Zunächst werden wir sofort von Dunkelheit und Kälte umhüllt. Die Erde und andere Planeten werden nicht in das Loch gesaugt. Sie werden das neue Objekt weiterhin auf normalen Umlaufbahnen umkreisen. Warum? Denn der Horizont wird nur 3 km erreichen und die Schwerkraft wird uns nichts anhaben können.

Ja. Natürlich können wir uns nicht auf die sichtbare Beobachtung verlassen, da das Licht nicht entweichen kann. Aber es gibt Indizienbeweise. Sie sehen beispielsweise einen Bereich, der ein Schwarzes Loch enthalten könnte. Wie kann ich das überprüfen? Beginnen Sie mit der Messung der Masse. Wenn klar ist, dass es in einem Bereich zu viel davon gibt oder es scheinbar unsichtbar ist, dann sind Sie auf dem richtigen Weg. Es gibt zwei Suchpunkte: das galaktische Zentrum und binäre Systeme mit Röntgenstrahlung.

So wurden in 8 Galaxien massereiche Zentralobjekte gefunden, deren Kernmasse zwischen einer Million und einer Milliarde Sonnenmassen liegt. Die Masse wird durch Beobachtung der Rotationsgeschwindigkeit von Sternen und Gas um das Zentrum berechnet. Je schneller, desto größer muss die Masse sein, um sie im Orbit zu halten.

Diese massiven Objekte gelten aus zwei Gründen als Schwarze Löcher. Nun, es gibt einfach keine Optionen mehr. Massiver, dunkler und kompakter geht es nicht. Darüber hinaus gibt es eine Theorie, dass sich in allen aktiven und großen Galaxien ein solches Monster im Zentrum versteckt. Dennoch ist dies kein 100-prozentiger Beweis.

Doch zwei aktuelle Erkenntnisse sprechen für die Theorie. Ein „Wassermaser“-System wurde in der Nähe der nächsten aktiven Galaxie entdeckt ( kraftvolle Quelle Mikrowellenstrahlung) in der Nähe des Kerns. Mithilfe eines Interferometers kartierten Wissenschaftler die Verteilung der Gasgeschwindigkeiten. Das heißt, sie haben die Geschwindigkeit innerhalb eines halben Lichtjahres im galaktischen Zentrum gemessen. Dies half ihnen zu verstehen, dass sich im Inneren ein massives Objekt befand, dessen Radius ein halbes Lichtjahr erreichte.

Der zweite Fund ist noch überzeugender. Forscher, die Röntgenstrahlen verwendeten, stießen auf eine Spektrallinie des galaktischen Kerns, die auf die Anwesenheit von Atomen in der Nähe hinweist, deren Geschwindigkeit unglaublich hoch ist (1/3 der Lichtgeschwindigkeit). Darüber hinaus entsprach die Emission einer Rotverschiebung, die dem Horizont des Schwarzen Lochs entspricht.

Eine weitere Klasse finden Sie in Milchstraße. Dabei handelt es sich um stellare Schwarze Löcher, die nach einer Supernova-Explosion entstehen. Wenn sie einzeln existierten, würden wir sie selbst aus der Nähe kaum bemerken. Aber wir haben Glück, denn die meisten existieren in dualen Systemen. Sie sind leicht zu finden, da das Schwarze Loch die Masse seines Nachbarn anzieht und sie durch die Schwerkraft beeinflusst. Das „herausgezogene“ Material bildet eine Akkretionsscheibe, in der sich alles erwärmt und dadurch starke Strahlung entsteht.

Nehmen wir an, Sie haben es geschafft, ein Binärsystem zu finden. Wie verstehen Sie, dass ein kompaktes Objekt ein Schwarzes Loch ist? Wieder wenden wir uns an die Massen. Messen Sie dazu Umlaufgeschwindigkeit Nachbarstern. Wenn die Masse bei solch kleinen Abmessungen unglaublich groß ist, dann gibt es keine Optionen mehr.

Das komplexer Mechanismus. Stephen Hawking brachte bereits in den 1970er Jahren ein ähnliches Thema zur Sprache. Er sagte, dass Schwarze Löcher nicht wirklich „schwarz“ seien. Es gibt quantenmechanische Effekte, die dazu führen, dass es Strahlung erzeugt. Allmählich beginnt das Loch zu schrumpfen. Die Strahlungsrate nimmt mit abnehmender Masse zu, das Loch strahlt also immer mehr ab und beschleunigt den Kontraktionsprozess, bis es sich auflöst.

Dies ist jedoch nur ein theoretisches Schema, da niemand genau sagen kann, was in der letzten Phase passiert. Manche Leute denken, dass eine kleine, aber stabile Spur zurückbleibt. Moderne Theorien Etwas Besseres ist uns noch nicht eingefallen. Aber der Prozess selbst ist unglaublich und komplex. Es ist notwendig, Parameter in der gekrümmten Raumzeit zu berechnen, und die Ergebnisse selbst können unter normalen Bedingungen nicht überprüft werden.

Der Energieerhaltungssatz kann hier angewendet werden, jedoch nur für kurze Zeiträume. Das Universum kann Energie und Masse von Grund auf erzeugen, aber sie müssen schnell verschwinden. Eine der Erscheinungsformen sind Vakuumschwankungen. Paare aus Teilchen und Antiteilchen wachsen aus dem Nichts, existieren für eine bestimmte kurze Zeitspanne und sterben in gegenseitiger Zerstörung. Wenn sie auftauchen, wird das Energiegleichgewicht gestört, aber nach dem Verschwinden wird alles wiederhergestellt. Es scheint fantastisch, aber dieser Mechanismus wurde experimentell bestätigt.

Nehmen wir an, eine der Vakuumschwankungen wirkt in der Nähe des Horizonts eines Schwarzen Lochs. Vielleicht fällt eines der Teilchen hinein und das zweite rennt weg. Wer entkommt, nimmt einen Teil der Energie des Lochs mit und kann dem Betrachter in die Augen fallen. Es wird ihm so vorkommen, als hätte ein dunkles Objekt einfach ein Teilchen freigesetzt. Doch der Vorgang wiederholt sich und wir sehen einen kontinuierlichen Strahlungsstrom aus dem Schwarzen Loch.

Wir haben bereits gesagt, dass Kirill das Gefühl hat, dass man die Unendlichkeit braucht, um über die Horizontlinie hinauszugehen. Darüber hinaus wurde erwähnt, dass Schwarze Löcher nach einer endlichen Zeitspanne verdampfen. Wenn Sie also den Horizont erreichen, wird das Loch verschwinden?

Nein. Als wir Kirills Beobachtungen schilderten, sprachen wir nicht über den Verdunstungsprozess. Aber wenn dieser Prozess vorhanden ist, dann ändert sich alles. Ihr Freund wird Sie genau im Moment der Verdunstung über den Horizont fliegen sehen. Warum?

Eine optische Täuschung beherrscht Kirill. Das emittierte Licht im Ereignishorizont braucht lange, um seinen Freund zu erreichen. Wenn das Loch ewig anhält, kann sich das Licht auf unbestimmte Zeit ausbreiten, und Kirill wird nicht auf den Übergang warten. Aber wenn das Loch verdampft ist, kann nichts das Licht stoppen und es wird den Kerl im Moment der Strahlungsexplosion erreichen. Aber es ist dir egal, denn du bist schon vor langer Zeit in der Singularität gestorben.

In den Formeln der Allgemeinen Relativitätstheorie gibt es interessante Funktion– Symmetrie in der Zeit. Beispielsweise können Sie sich in jeder Gleichung vorstellen, dass die Zeit rückwärts fließt und Sie eine andere, aber dennoch korrekte Lösung erhalten. Wenn wir dieses Prinzip auf Schwarze Löcher anwenden, entsteht ein Weißes Loch.

Ein Schwarzes Loch ist ein abgegrenzter Bereich, aus dem nichts entkommen kann. Aber die zweite Option ist ein weißes Loch, in das nichts fallen kann. Tatsächlich schiebt sie alles weg. Obwohl aus mathematischer Sicht alles glatt aussieht, beweist dies nicht ihre Existenz in der Natur. Höchstwahrscheinlich gibt es keine, und es gibt keine Möglichkeit, das herauszufinden.

Bisher haben wir über die Klassiker der Schwarzen Löcher gesprochen. Sie rotieren nicht und haben keine elektrische Ladung. Aber in der umgekehrten Version beginnt das Interessanteste. Sie können beispielsweise hineingehen, aber die Singularität meiden. Darüber hinaus ist sein „Inneres“ in der Lage, mit einem Weißen Loch in Kontakt zu treten. Das heißt, Sie befinden sich in einer Art Tunnel, in dem das Schwarze Loch der Eingang und das Weiße Loch der Ausgang ist. Diese Kombination wird Wurmloch genannt.

Interessanterweise kann sich ein Weißes Loch überall befinden, sogar in einem anderen Universum. Wenn wir wissen, wie wir solche Wurmlöcher kontrollieren können, können wir einen schnellen Transport in jeden Bereich des Weltraums ermöglichen. Und noch cooler ist die Möglichkeit einer Zeitreise.

Aber packen Sie Ihren Rucksack erst, wenn Sie ein paar Dinge wissen. Leider besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es solche Formationen nicht gibt. Wir haben bereits gesagt, dass Weiße Löcher eine Schlussfolgerung aus mathematischen Formeln sind und kein reales und bestätigtes Objekt. Und alle beobachteten Schwarzen Löcher erzeugen fallende Materie und bilden keine Wurmlöcher. Und der letzte Halt ist die Singularität.