Melnie caurumi ir kosmosa apgabali, kur nelielā tilpumā ir tik daudz masas, ka ir notikumu horizonts - telpas zona, no kuras nekas, pat gaisma, nevar izkļūt. Tomēr tas nenozīmē, ka melnie caurumi piesūc matēriju. Viņi viņu vienkārši piesaista. Zinātnes redaktors Forbes kliedē vienu no mītiem par melnajiem caurumiem.
Melnie caurumi ir kosmosa apgabali, kur mazā tilpumā ir tik daudz masas, ka ir notikumu horizonts - telpas zona, no kuras nekas, pat gaisma, nevar izkļūt. Bet tas nenozīmē, ka melnie caurumi iesūc matēriju. Viņi viņu vienkārši piesaista.
Melnās caurumi, iespējams, ir visdīvainākie un apbrīnojamākie objekti Visumā. Tur milzīga masa ir koncentrēta ļoti mazā apjomā, un melnie caurumi neizbēgami sabrūk līdz īpatnības stāvoklim, ko ieskauj notikumu apvāršņi, aiz kuriem nekas nevar pāriet. Tie ir visblīvākie objekti Visumā. Kad kaut kas viņiem nonāk pārāk tuvu, melnā cauruma spēki to saplēš. Kad matērija, antimatērija vai starojums šķērso notikumu horizontu, tie vienkārši iekrīt melnā cauruma centrā, paplašinot to un palielinot tā masu.
Šīs melno caurumu īpašības patiešām pastāv, un tas viss ir taisnība. Bet ar to ir saistīta viena ideja, kas ir absolūta fikcija: ka melnie caurumi iesūc apkārtējo vielu. Tas ir ļoti tālu no patiesības, un tas ir pilnīgs gravitācijas attēla sagrozījums. Lielākais mīts par melnajiem caurumiem ir tas, ka tie piesūc matēriju. Un šeit ir zinātniskā patiesība.
Principā un praktiski melnā caurums var veidoties visdažādākajos veidos. Liela, masīva zvaigzne var nokļūt supernovā, kuras centrālais kodols sabrūk un veido melno caurumu. Jūs varat redzēt, kā divas neitronu zvaigznes saplūst, un, ja tās pārsniedz noteiktu masas slieksni, rezultāts ir jauns melnais caurums. Vai nu milzīga matērijas kopa (supermasīva zvaigzne vai milzīgs sarūkošās gāzes mākonis) sabrūk un tieši pārvēršas par melno caurumu.
Ja pietiekami koncentrētā telpas tilpumā ir pietiekami daudz masas, ap to veidojas notikumu horizonts. Atrodoties ārpus notikumu horizonta, mēs varam attālināties no tā, ja gaismas ātrumā attālināmies no melnā cauruma. Bet, ja mēs atrodamies notikumu horizonta iekšienē, tad pat ar gaismas ātrumu, kas ir kosmiskā ātruma robeža, jebkura kustības trajektorija mūs joprojām novedīs pie melnā cauruma centra, tas ir, pie singularitātes. Izbēgt no melnā cauruma, atrodoties notikumu apvāršņā, vienkārši nav iespējams.
Bet objektiem, kas atrodas ārpus melnā cauruma, ir arī daudz problēmu. Melnie caurumi ir tik masīvi, ka, tuvojoties vienam no tiem, mēs sākam piedzīvot ievērojamus plūdmaiņas spēkus. Jums var būt pazīstami šie plūdmaiņas spēki, ja zināt, kas ir mēness un kā tas mijiedarbojas ar zemi.
Neapšaubāmi, Mēnesi un Zemi var uzskatīt par materiāliem punktiem, kas atrodas salīdzinoši lielā attālumā - 380 tūkstoši kilometru viens no otra. Bet patiesībā Zeme nav punkts, bet objekts, kas aizņem noteiktu un diezgan reālu apjomu. Daži Zemes apgabali atrodas tuvāk Mēnesim nekā citi. Tie, kas ir tuvāk, smaguma spēku izjūt vairāk nekā vidēji. Tie, kas atrodas tālāk, piedzīvo mazāku smagumu nekā vidēji.
Reklāmas video:
Bet bez attāluma atšķirības ir arī citas iezīmes. Tāpat kā visi fiziskie objekti, arī Zeme ir trīsdimensiju. Tas nozīmē, ka Zemes “augšdaļa” un “apakša” (skatoties no Mēness) tiek ievilkta uz iekšu, tās centra virzienā attiecībā pret tām daļām, kas atrodas vidū.
Ar to visu, atņemot vidējo spēku, kas pastāv jebkurā Zemes punktā, mēs redzēsim, ka dažādi virsmas punkti dažādos veidos tiek pakļauti Mēness ārējiem spēkiem. Šo spēku līnijas veido relatīvos spēkus, kas iedarbojas uz objektu, un izskaidro, kāpēc plūdmaiņas spēka ietekmē objektu velk uz to un saspiež perpendikulāri šī spēka virzienam.
Jo tuvāk mēs nonākam masīvam objektam, jo lielāki kļūst plūdmaiņas spēki. Viņi aug pat ātrāk nekā gravitācija! Tā kā melnajiem caurumiem ir milzīga masa, bet tie ir ļoti kompakti, tie rada visspēcīgākos plūdmaiņas spēkus Visumā. Šī iemesla dēļ, tuvojoties melnajam caurumam, mēs arvien vairāk izstiepjamies, kļūstot kā plāni spageti.
Pamatojoties uz to, ir ļoti viegli saprast, kāpēc melnā caurums var mūs iesūkt. Jo vairāk mēs tam tuvojamies, jo smagāks kļūst smagums, un jo vairāk plūdmaiņas spēks sāk mūs stiept un plēst.
Tomēr uzskats, ka mūs var iesūkt melnajā caurumā, ir nepareizs. Jebkura daļiņa, kas veido objektu, kas atrodas melnās cauruma ietekmē, joprojām ievēro labi zināmos fizikas likumus, ieskaitot telpas un laika izliekuma likumu no vispārējās relativitātes.
Jā, masas klātbūtnes dēļ kosmosa audums izliekas, un melnais caurums ir lielākā masas uzkrāšanās Visumā. Bet ir arī taisnība, ka šīs masas blīvums nekādā veidā neietekmē telpas izliekumu. Ja Saules vietā tiek ievietots balts punduris, neitronu zvaigzne vai melnā caurums ar tādu pašu masu, gravitācijas ietekmes spēks uz Zemi nemainīsies. Telpu ap mums izliek visa masa kopumā, un blīvumam ar to praktiski nav nekāda sakara.
No attāluma melnā caurums izskatās kā jebkura cita masa Visumā. Bet, ja mēs tam tuvojamies vismaz vairāku Schwarzschild sfēras rādiusu attālumā, tad mēs sākam pamanīt novirzes no Ņūtona gravitācijas. Tomēr melnais caurums joprojām darbojas vienkārši kā smaguma centrs, un objekti, kas tam tuvojas, riņķo normālā orbītā: aplis, elipse, parabola vai hiperbola ar ļoti labu tuvinājumu.
Plūdmaiņu spēki var izraisīt tuvojošos priekšmetu izstiepšanos un plīsumus. Tā kā matērija uzkrājas ap melno caurumu akrēcijas diska formā, var rasties papildu sekas, piemēram, magnētiskais lauks, berze un apkure. Šīs papildu ietekmes dēļ daļa no jautājuma palēnināsies un to norīs melnais caurums, bet lielākā daļa tā joprojām paliks ārpusē.
Fakts paliek fakts, ka melnie caurumi neko nepiesūc. Visiem pārējiem parastajiem objektiem (pavadoņiem, planētām, zvaigznēm) ir tādi paši spēki kā melnajai caurumam. Jebkurā gadījumā tas viss ir tikai gravitācija. Lielākā atšķirība ir tā, ka melnie caurumi ir blīvāki nekā lielākā daļa objektu, tie kosmosā aizņem daudz mazāk tilpuma un var būt daudz masīvāki nekā jebkurš cits objekts. Saturns klusi lido savā orbītā ap Sauli, bet, ja Saules vietā Piena ceļa centrā mēs ievietosim melno caurumu, kura masa ir četrus miljonus reižu lielāka par mūsu zvaigznes masu, tad plūdmaiņas spēki satrauks Saturnu, pārvēršot to milzu gredzenā, un tas kļūs par neatņemamu akrēcijas diska sastāvdaļu. tas pats melnais caurums. Un, ja matērijas radītā gravitācijas klātbūtnē ir pietiekami daudz berzes, sildīšanas un paātrināšanās,elektrisko un magnētisko lauku, tad laika gaitā tas nokritīs uz iekšu un tiks norīts.
Šķiet tikai, ka melnie caurumi absorbē vielu, jo tie ir ļoti masīvi, un plūdmaiņu spēki un matērija, kas uzkrāta ap melno caurumu, kopā var saplēst ārējos objektus gabaliņos, pēc tam šāda objekta daļa, velkoša spēka ietekmē, atradīsies akrēcijas diska iekšpusē, un laika gaitā un pašā melnajā caurumā. Bet melnais caurums ir ļoti smalks, un lielākā daļa matērijas, kas iet tuvu tam, vienā vai otrā formā tiek izspļauta atpakaļ. Un tikai neliela daļa nokļūst notikumu horizonta iekšienē, liekot melnajam caurumam pakāpeniski augt.
Ja mēs aizstāsim visu Visumā esošo masu ar melno caurumu ar atbilstošo masu un pēc tam noņemsim visu, kas rada berzes, teiksim, akrēcijas diskus, tad melnais caurums iesūks ļoti maz. Daļiņas būs tikai berzes gravitācijas viļņu starojuma dēļ, kas iet cauri melnā cauruma radītajam izliektajam laika laikam. Saskaņā ar Einšteina teoriju iekšpusē tiks absorbēta tikai tā viela, kas atrodas stabilas cikliskas orbītas iekšpusē un pašā centrā. Tas ir nenozīmīgi salīdzinājumā ar to, kas mūsu fiziskajā realitātē iekrīt notikumu horizonta iekšienē.
Rezultātā mums ir tikai gravitācijas spēks un izliektais telpas laiks, kas rodas no šo masu klātbūtnes. Jēdziens, ka melnie caurumi kaut ko iesūc, ir lielākais mīts. Tie palielinās gravitācijas dēļ, un nekas cits. Bet Visumā tas ir vairāk nekā pietiekami.
Ītans Sīgels