Kas yra juodoji skylė?
Pirmiausia reikia nurodyti, kad juodosios skylės buvo ištirtos labai prastai ir didžiąja dalimi teoriniu lygiu. Iki 2019 metų žmonija turėjo tik teorinių žinių. Tačiau tų pačių metų balandžio 10 dieną mokslininkams pavyko gauti pirmąją supermasyvios juodosios skylės Mesjė 87 (M87) galaktikos centre rentgeno nuotrauką.
Kas yra juodoji skylė
Trumpai tariant, juodoji skylė yra sunkiausias ir tuo pačiu mažiausias iš visų galimų objektų visatoje.
Juodoji skylė yra kosminėje erdvėje esantis objektas, kuriame suspaustas didžiulis kiekis medžiagos. Norėdami apytiksliai suprasti suspaudimo mastą - įsivaizduokite žvaigždę, kuri yra 10 - 100 - 1 000 000 kartų didesnė už saulę ir suspausta į Kijevo srities skersmens sferą. Dėl neįtikėtino tankio susidaro stiprus gravitacinis laukas, iš kurio negali ištrūkti net šviesa.
Kodėl juodosios skylės taip vadinamos?
Šiuo metu žinoma, kad juodosios skylės turi neįsivaizduojamą gravitaciją, tokią stiprią, kad net tokios mažos dalelės kaip fotonai (matomos šviesos dalelės) negali nugalėti savo jėgų trauką, ir jie akimirką juda šviesos greičiu. Būtent dėl to, kad šviesa neatsispindi (tiksliau, negali įveikti gravitacijos jėgos) nuo paviršiaus, išorėje „juodosios skylės“ lieka tamsiomis sritimis bet kokiems esamiems stebėjimo prietaisams, o tai visiškai nereiškia, kad juodosios skylės paviršius yra juodas, tiesiog iš išorės jo neįmanoma pamatyti, paradoksas ir toli gražu ne vienintelis!
Vadinama erdvė aplink juodąją skylę, už kurios materija ir bet kokios dalelės, įskaitant šviesos kvantus, negali prasibrauti (sugrįžti). Būdamas po įvykių horizontu, bet koks objektas, kūnas, dalelė judės, egzistuos tik juodojoje skylėje ir negalės ištrūkti už įvykių horizonto. Išorinis stebėtojas, esantis įvykių horizonto išorėje, negali stebėti, kas vyksta viduje.
Su įvykių horizontu tai ne viskas gerai paprasčiausiai kvantinių efektų dėka jis spinduliuoja energiją (karšto dalelių srautą) į visatą. Šis efektas žinomas kaip Hokingo spinduliuotė ir dėl jo teoriškai juodoji skylė gali nustoti egzistuoti (ji palaipsniui išgarina spinduliuojančią energiją) ir virsti užgesusia žvaigžde. Šis teiginys galioja kvantinėje fizikoje, kur materija gali judėti tuneliu, įveikdama kliūtis, kurių neįmanoma įveikti normaliomis sąlygomis.
Nėra tiksliai žinoma, kas nutinka materijai, kai juodosios skylės gravitacinės jėgos ją pritraukia ir ji praeina įvykių horizontą.Žvelgiant iš teorinės pusės, tikėtina, kad kūnas/medžiaga, perėjęs įvykių horizontą, patenka į vadinamąjį singuliarumą, o prieš tai sunaikinamas dėl gravitacijos jėgų.
Gravitacinis singuliarumas yra erdvėlaikio taškas, kuriame mums žinomi fizikos dėsniai greičiausiai neveikia arba veikia kitaip. Pavyzdžiui, dydžiai, apibūdinantys gravitaciją normaliomis sąlygomis, singuliarumo sąlygomis, gali būti begaliniai arba neapibrėžti.
Kodėl aplink juodąją skylę nuotraukoje švyti?
Žiūrėkite šį vaizdo įrašą „YouTube“.
Ant juodosios skylės susikaupimo žiedų
Švytėjimas aplink juodąją skylę nėra „Photoshop“ ar kompiuterio specialieji efektai. Pagal traukos dėsnius juodosios skylės pritraukia prie savęs viską, kas patenka į jos gravitacijos veikimo zoną. Tai gali būti dujos, dulkės ir kitos medžiagos. Tokiu atveju materija, patekusi į juodosios skylės trauką, iš karto nenukrenta ant jos paviršiaus, o pradeda suktis apskrita orbita. Sukimosi metu jis įkaista dėl kolosalaus greičio ir trinties, skleidžia rentgeno spindulius, spinduliuotę. Tariamas šviečiančios medžiagos sukimasis vadinamas akreciniu disku, ir kaip tik tai pavaizduota juodosios skylės nuotraukoje straipsnio pradžioje.
Kokie kiti būdai aptikti juodąsias skyles?
Juodąsias skyles tiriantys teleskopai žiūri į jų aplinką, kur medžiaga yra labai arti įvykių horizonto. Medžiaga įkaista iki milijonų laipsnių ir švyti nuo rentgeno spindulių. Didžiulė juodųjų skylių gravitacija taip pat iškraipo pačią erdvę, todėl galite pamatyti nematomos gravitacinės traukos poveikį žvaigždėms ir kitiems objektams.
