Kaut kad 1960. gadu beigās BBC populārzinātniskajā radioprogrammā parādījās viens no slavenākajiem pagājušā gadsimta fiziķiem Džons Rīlers (1911-2008). Viņš ilgi un krāsaini runāja par dažādiem kosmiskiem brīnumiem, un beigās pievērsās viņam sāpīgajam jautājumam par visādiem "nepareiziem novērojumiem un mītiskiem objektiem".
Šeit amerikāņu zinātnieks dedzīgi ķērās pie hipotēzes par “sasalušu” (tumšu, sasalušu) zvaigžņu esamību, kas it īpaši nebija viņa patika. Izsakot nicinājumu pret šīm “fiziskajām un matemātiskajām fantāzijām”, viņš tos nosauca par “melnajiem caurumiem”. Tātad ar vieglu Vīlera roku tēlains termins “melnais caurums” parādījās plašsaziņas līdzekļos un pēc tam zinātniskajos darbos.
Telpiskā laika bezdibenis
Šodien mēs saucam melno caurumu par pārsteidzošākās dabas parādības - masveida debess ķermeņu krišanas “sevī”. Latīņu valodā kolaps nozīmē "kritušos", tāpēc astronomi melnos caurumus bieži sauc par "kollapariem". Viņiem ir tik super-spēcīgs gravitācijas lauka "koncentrators", ka no tiem nevar izbēgt nekas, arī gaisma.
Vēsturiski melnajiem caurumiem bija tumšas zvaigznes, kuras “spalvas galā” atklāja britu astronoms Džons Mičels (1724–1793). Balstoties uz Ņūtona universālās gravitācijas teoriju, Mičels aprakstīja šādas zvaigznes, kuru gravitācijas spēks paturēja pat gaismas starus. Dabiski, ka nebūtu iespējams pamanīt tik pilnīgi melnu zvaigzni. Mičels izklāstīja savus aprēķinus vienā no Londonas Karaliskās biedrības sanāksmēm 1784. gadā un nekavējoties nonāca ugunsgrēkā. Galu galā tā laika astronomija šādas parādības nezināja!
Tātad ideja par tumšajām zvaigznēm jeb, kā mūsdienās tos sauc par “Ņūtona” melnajiem caurumiem, ilgu laiku tika apglabāta zinātniskajos arhīvos. Tas tika atcerēts tikai Alberta Einšteina (1879-1955) laikmetā un viņa teorijā par universālo gravitāciju. Einšteina teorija saistīja smagumu ar telpas izliekumu un nekavējoties piesaistīja daudzu fiziķu uzmanību.
Reklāmas video:
Viņa kolēģis Berlīnes Zinātņu akadēmijā Kārlis Švarcšilds (1873–1916) spēja parādīt, ka dažreiz ļoti koncentrētas gigantiskas masas var veidot sava veida telpas laika bez pamatnes piltuvi.
Netālu no ŠvarcŠildas kolapsāra notiktu pārsteidzošas lietas: cilvēka sirds sāks pukstēt arvien mazāk, viņa pulkstenis bezcerīgi atpaliks, un gaisma apkārt kļūs sarkana. Pati laika plūsma palēnināsies līdz sacietēšanai pie melnā cauruma nosacītās robežas, piemēram, kā sala aizsalusi. Nu ko mēs redzēsim kolasara sabrukuma dziļumā?
Diemžēl tur notiek tik dīvainas lietas, ka vienkārši nav iespējams tās aprakstīt. Tomēr, lai arī daudzi fiziķi strīdas par melno caurumu iekšējo struktūru, teorētiski viņi jau ir atraduši pielietojumu.
Metro starp galaktikām
Slavenais astronoms un zinātniskās fantastikas rakstnieks Karls Sagans pirms vairāk nekā 30 gadiem nolēma uzrakstīt romānu par starpzvaigžņu ceļojumiem un tajā pašā laikā neļauties tukšai fantāzijai, bet savas grāmatas lappusēs izveidot “īstu” papildu dimensiju tuneli. Lai apspriestu detaļas, viņš vērsās pie ievērojamā teorētiskā fiziķa Kipra Torna, kurš aizrautīgi sāka strādāt.
Torns un viņa līdzstrādnieki matemātiski ir pārliecinoši pierādījuši, ka telpas-laika kanālu var ne tikai mākslīgi radīt, bet arī uzturēt "darba" stāvoklī. Šādā veidā telpā izveidotā “tārpa caurums” savienos ne tikai attālākos mūsu Galaktikas stūrus, bet arī metagalaktiskos plašumus.
Sagan un Thorne sadarbība noveda pie zinātniskās fantastikas bestsellera Contact, kas drīz kļuva par pamatu ļoti izklaidējošai filmai ar tādu pašu nosaukumu. Starp galaktikām tiešām ir sava veida "metro", pa kuru galvenais varonis ceļo. Tikmēr Velers kritizēja ne tikai melnos caurumus, bet visa veida apakštelpu pārejas starp tām. Ar lielu sarkasmu viņš tos sauca par “tārpiem”, “tārpiem” un “tārpu tuneļiem”. Tas ir vienkārši pārsteidzošs, taču šie izteicieni vispirms nonāca žurnālistu leksikā un pēc tam migrēja uz zinātniskiem darbiem.
Zinātniskās fantastikas literatūrā bieži tiek runāts par eksotiskākajiem veidiem, kā pārspēt telpu un laiku. Pat tāda veida nākotnes "zvaigžņu karu" taktika ir dzimusi, kad zemnieku kaujas flote "ienirst" melnā cauruma apakštelpā un pēkšņi parādās tieši naidīgo citplanētiešu bāzēs, uzreiz uzbrūkot miljardiem parsešu.
Tomēr, spriežot pēc astronomiskiem novērojumiem, melnajiem caurumiem būs nepieciešami titāniski centieni tos “pieradināt”, jo tie ir visbīstamākie kosmosa objekti, kas veido Visuma “reljefu”.
Kosmosa kanibāli
Astronomi bieži reģistrē milzīgus enerģijas pārrāvumus, kas nāk no tālu kosmosa. Tās var būt planētu un zvaigžņu nāves dramatisko procesu atbalsis melno caurumu grāvjos. Kosmosa monstri noplēš nejauši tuvojošās zvaigznes gāzveida ķermeni un pilnībā "norij" mazākus debess ķermeņus - planētas, komētas un asteroīdus.
Melnais caurums piesaista tuvu lidojošās zvaigznes pusi, kas tai vērsta daudz spēcīgāk nekā pretējā puse. Šis spēcīgais plūdmaiņas spēks stiepj zvaigzni un izraisa gāzes krišanu no zvaigznes melnajā caurumā. Astronomi ir secinājuši, ka melnie caurumi nedzimst milzīgi, bet gan pakāpeniski aug galaktiku gāzes un zvaigžņu dēļ.
Starp melnajiem caurumiem ir arī lieli rotājumi, kas ātri pārvietojas galaktiku zvaigžņu salu iekšienē. Šie "kosmosa kanibāli" kopā ar mazkustīgajiem kolēģiem pastāvīgi ne tikai apēd tādas planētu sistēmas kā mūsu Saule, bet arī norij putekļu un gāzes mākoņus, kas stiepjas starp zvaigžņu kopām.
Astronomi jau sen ir pamanījuši, ka mazākās galaktikās melnie caurumi ir mazāk masīvi, to masas ir nedaudz vairāk par dažiem miljoniem saules masu. Melnajos caurumos milzu galaktiku centros ietilpst miljardi saules masu - fakts ir tāds, ka galaktikas veidošanās laikā melnā cauruma gala masa veidojas. Dažos gadījumos melnie caurumi paplašinās, ne tikai absorbējot gāzi no atsevišķas galaktikas, bet arī saplūstot galaktikām, kā rezultātā to melnie caurumi saplūst.
Piena ceļa pašā centrā ir mūsu Galaktika, kurā ir paslēpts noslēpumainais objekts Strēlnieks A *. Astronomi uzskata, ka tas ir galvenais pretendents uz melnā cauruma lomu, kura masa ir aptuveni četri miljoni saules masu.
Periodiski šis vietējais mūsu "kanibāls" šo vai citu zvaigzni apņem. Un tad īpašie rentgenstaru teleskopi reģistrē apgaismes ierīces "nāves kliedzienu" rentgena impulsa veidā. Tieši ar tās palīdzību mūsu iekšējie orgāni tiek pētīti rentgena telpā.
Tomēr melnie caurumi var būt diezgan mierīgi, veidojot divkāršu zvaigžņu sistēmu ar parastajām zvaigznēm. Tomēr arī šī idille beidzas traģiski, un pēc simtiem miljonu un varbūt miljardiem gadu attālums starp melno caurumu un zvaigzni tiks samazināts līdz kritiskai robežai. Zvaigznes kustība kļūs nestabila, un pēc pāris apgriezieniem ap melno briesmoni tā pazudīs dzemdē.
Tunguska meteorīta noslēpums
Principā var izveidot arī mākslīgo melno caurumu. Lai to izdarītu, jebkura masa ir jāsaspiež līdz gravitācijas rādiusa lielumam (sfēras rādiusam, uz kura masas radītais gravitācijas spēks, kas atrodas šīs sfēras iekšienē, ir tendence uz bezgalību.), Un tad tā pati sāks katastrofiski sarauties - sabrukt.
Tiesa, to ir ļoti grūti izdarīt, jo, jo mazāk masas, jo mazāks gravitācijas rādiuss. Piemēram, zemes gravitācijas rādiuss ir apmēram viens centimetrs, un, lai pārvērstu mēness melnajā caurumā, tas būtu jāsaspiež līdz lielas molekulas lielumam.
Tomēr, izmantojot mikroskopisko caurumu modeļus vai, kā tos biežāk dēvē, mikrokolonus, dažreiz viņi mēģina izskaidrot visa veida noslēpumainas parādības. Tātad, pastāv hipotēze, ka slavenais Tunguska meteorīts nebija nekas cits kā miniatūrs melnais caurums, kas klīst pa Visuma plašumiem.
Protams, šādus izgudrojumus varētu vienkārši noraidīt, taču šeit rodas ziņkārīgas detaļas: pilnīga meteorīta palieku neesamība, eksplozijas neparastais raksturs un pretrunīgie lidojuma trajektorijas novērojumi.
Ir idejas, ka šādam mikrokolonam-sar bija pilnīgi sauszemes izcelsme. Fakts ir tāds, ka tieši Tunguska meteorīta krišanas laikā lielie amerikāņu izgudrotāji Nikola Tesla (1856-1943) uz pārsteidzošā Wondercliffe torņa pārbaudīja noteiktu viļņu rezonatoru, kam ar "pasaules elektriskā ētera stāvošo viļņu" palīdzību vajadzēja nodot enerģiju visā planētā.
Pilsētas leģendas stāsta, kā virs Podkamennaya Tunguska uzplaiksnīja kolosāls plazmoīds, uzreiz sabrūkot melnā mini caurumā. Šis process izraisīja enerģijas viesuļvētru, kas tika ierakstīta kā Tunguska brīnums.
Pastāv arī šīs hipotēzes versija, kurā pats Tunguska meteorīts bija precīzi miniatūrs melnais caurums, kas ar lielu ātrumu iekļuva mūsu planētā.
Cik ticami ir teorētisko fiziķu secinājumi? Vai tiešām telpā ir tārpu tuneļi, vai arī tā ir tikai sava veida “fiziskā un matemātiskā fantāzija”? Un vissvarīgākais jautājums: vai ir iespējams ierosināt reālus eksperimentus, lai izveidotu mākslīgas apakštelpas tārpus, kas ved uz citu dimensiju telpu?
Vai LHC ir pastardienas mašīna vai mikrokollapsāra ģenerators?
Aprēķini rāda, ka mikroskopiski melnie caurumi var rasties eksperimentos ar daļiņu paātrinātājiem, piemēram, labi zināmajā lielajā hadronu sadursmē (LHC), kas tika palaists CERN.
LHC darbības princips ir teorētiski diezgan vienkāršs: iedomājieties cauruli, kurā divi milzu lielgabali šauj viens otram pretī ar īpašiem šāviņiem - elementārdaļiņām, kas veido atomus. Kad šie mikroskopiskie lādiņi satiekas, tie izklīst kā visu veidu fragmentu uguņošana, starp kuriem var būt mikroskopiski melnie caurumi.
Ja LHC fiziķi atklāj šos mikroobjektus, tad zinātniskā sensācija tālu pārspēs neseno “dieva daļiņu” - Higsa bozona - atklājumu.
Daži zinātnieki uzskata, ka mikrokollapsāri ir ļoti bīstami objekti, kas var izraisīt planētas katastrofu. LHC darbības uzsākšanu pavadīja protesti, un fiziķu grupa pat iesūdzēja CERN kā organizāciju, kas cilvēci apdraud mirstīgās briesmās.
Rezultātā kaislības nedaudz mazinājās, jo fiziķi ir skaidri parādījuši, ka ik brīdi kosmisko daļiņu lavīnas nokrīt uz Zemes virsmas, enerģētikā daudz pārsniedzot LHC sadursmju produktus. Neskatoties uz to, īpaši augstas enerģijas kosmisko staru plūsmas nerada briesmas un nerada mikroskopiskus melnos caurumus.
No otras puses, datoru modeļi parāda, ka, ja Zemi apmeklētu mini caurums, tas nekavējoties nokristu uz mūsu planētas centra un sāktu griezties ap to, absorbējot magmu. Bet neatkarīgi no tā, cik briesmīgs var šķist šis process, būs nepieciešami vairāki miljardi gadu, kamēr tas kaut kā izpaudīsies uz virsmas. Tātad, ir pilnīgi iespējams, ka mēs jau ilgu laiku dzīvojam ar melnu caurumu zem kājām …
Visuma un dzīves nākotne melnajā caurumā
Nav zināms, vai cilvēce pastāvēs miljardu gadu laikā, taču optimālā variantā tālas nākotnes astronomi varēs novērot pavisam citu Metagalaxy - redzamo Visumu. Lielākā daļa zvaigžņu izdegsies, un saulei līdzīgie gaismekļi pārvērtīsies par superdensiem punduriem. Tajā pašā laikā masīvākas zvaigznes kļūs par melnajiem caurumiem, kas ir vēl mazāki un kuriem ir tik spēcīgs gravitācijas lauks, ka pat gaisma to nevar pārvarēt.
Tomēr šīs paliekas turpinās griezties ap galaktikas centru aptuveni 100 miljonu gadu periodā. Sadursmes starp paliekām dažus no viņiem izmetīs no galaktikas. Pārējie atradīsies orbītās tuvāk centram un galu galā sanāks kopā, veidojot milzu melnu caurumu Galaktikas centrā, kurš kādu dienu norīs visu matēriju.
Kas tas būs - dzīves beigas un iemesls mūsu Visumā?
Nesteidzīsimies, jo dažas mūsdienu teorijas paredz, ka pat šausmīgajos melno caurumu dziļumos var pastāvēt veselas planētas, kas bezgalīgi griežas ap centrālo punktu. Pēc provizoriskiem aprēķiniem, šādas planētas var pat spilgti apgaismot, pateicoties fotoniem, kas no ārpuses ieslodzīti cauruma slazdā un rotē kopā ar citiem ķermeņiem tajā pašā stabilajā orbītā.
Joprojām ir jāatrisina tikai pēdējais jautājums: vai dzīvība var pastāvēt uz melnā cauruma planētām? Pēc dažu teorētiķu domām, tas ir iespējams. Turklāt, bēgot no kosmiskajām kataklizmām, mūsu nākotnes augsti attīstītā civilizācija var atrast īstu patvērumu supermasīva melnā cauruma dziļumā, kas aizņem Piena Ceļa kodolu.
Protams, melno caurumu kolonizatoriem būs jāatrisina vairāki grandiozi uzdevumi, piemēram, jācīnās pret kolosāliem plūdmaiņu spēkiem un jāaizsargā no spēcīgākajiem starojuma plūsmām. Tomēr no saprāta evolūcijas viedokļa civilizācijai, kurai ir izdevies iekļūt melnajā caurumā, būs patiesi pasakainas tehnoloģijas, kas var atrisināt fantastiskākās problēmas.
Iespējams, dažu tūkstošu gadu laikā cilvēku civilizācija varēs pilnīgi brīvi atvērt portālus citām pasaulēm. Šajā gadījumā var rasties dažādas iespējas: tārpi caurumiem starp mūsu Galaktikas attālām daļām, apakštelpu tuneļi starp galaktikām pašā Visuma malā, tilti starp pagātni un nākotni, tārpi caurumiem uz citām pasaulēm.
Tad nākotnes cilvēce nebaidās no jebkādām kosmiskām katastrofām, un tā varēs brīvi ceļot pa dažādiem Visumiem, izvēloties labvēlīgu dzīvotni. Turklāt, izdomājis, kā Visumi dzimst un kāpēc tiem piemīt atšķirīgas īpašības, supercivilizācija var sākt meklēt gatavus caur melno caurumu kakliem un radīt jaunas pasaules, kas ir vairāk pielāgotas dzīvei un nav pakļautas visa veida kataklizmām.
Tātad, ko melnie caurumi slēpjas sevī? Ceļš uz citām pasaulēm, bezgalīga nākotnes enerģija, Visuma pēdējā elpa vai citu pasauļu civilizācija?
Iespējams, ka pašreizējā studentu un skolēnu paaudze zinās atbildes uz dažiem no šiem jautājumiem. Mēs varam tikai gaidīt to aizraujošo brīdi, kad astronomi beidzot varēs sākt tieši studēt "gravitācijas kolpsatora kandidātus".
Oļegs FAYG