Svarte hull er kanskje de merkeligste og mest mystiske gjenstandene i det kjente universet. Ingen har sett dem, men forskere er sikre på at de eksisterer. De blir ikke bare spådd av Einstein, deres tilstedeværelse blir indirekte bekreftet av innflytelsen de har på romtiden rundt seg. Vi vet noe om disse gjenstandene, men vi vet ikke enda mer. Ifølge forskere vil det å forstå fenomenet med sorte hull og spesielt de prosessene som oppstår i deres sentre, tillate oss ikke bare å forstå, men også gi oss muligheten til å kontrollere de helt grunnleggende naturkreftene, for eksempel den samme tyngdekraften.
Hvert år rapporterer forskere funn relatert til sorte hull trinn for trinn, noe som fører til en nærmere forståelse av deres natur. I dag skal vi snakke om de ti siste.
Mange sorte hull med mellommasse
Blant familien av sorte hull, kanskje den mest fremtredende er de såkalte middels (eller mellomliggende) sorte hull. Dette er sorte hull, hvis masse er betydelig større enn massen av svarte hull i stjernestørrelse (fra 10 til flere titalls solmasser), men mye mindre enn for supermassive sorte hull (fra en million til hundrevis av millioner solmasser). Tidligere ble det antatt at denne typen sorte hull forekommer mye sjeldnere enn de to andre klassene antydet, men en nylig oppdagelse tilbakeviste denne oppfatningen.
I 2018 fant forskere et sted der slike objekter oftest blir funnet. Av hittil uforklarlige grunner finnes svartmasse med middels masse oftest i sentrum av små galakser. Når forskerne hadde funnet ut det, var det sjeldne sorte hullet ikke lenger sjeldent. Dessuten kan denne oppdagelsen bidra til å løse et annet mysterium assosiert med sorte hull.
Et av de mest presserende spørsmålene i moderne astronomi er naturen til supermassive sorte hull. Forskere kan ikke forstå hvordan noen av de oppdagede supermassive sorte hullene i relativt kompakte galakser har vokst veldig raskt i størrelse siden Big Bang. De samme sorte hullene med middels masse kan peke på riktig svar. I følge en av forutsetningene kunne supermassive sorte hull ha vokst fra sorte hull med gjennomsnittlig masse, ifølge en annen - de ble født på den måten helt fra begynnelsen. Men hvordan? Forskere kan foreløpig ikke gi et eksakt svar, men det ser ut til at de begynner å bevege seg i riktig retning.
Salgsfremmende video:
Mystiske gjenstander i nærheten av Skytten A *
Skytten A * er et supermassivt svart hull som ligger i sentrum av galaksen vår. På begynnelsen av 2000-tallet oppdaget forskere to mystiske gjenstander ved siden av. De fikk kallenavnet G-klassen objekter og ble opprinnelig forvekslet med gass- og støvskyer. Mysteriet begynte etter at disse gjenstandene nærmet seg det sorte hullet. I stedet for å bli revet fra hverandre av den kraftige tyngdekraften til et supermassivt svart hull, var objekter G1 og G2 på en eller annen måte i stand til å overleve.
I 2018 oppdaget forskere tre gjenstander i G-klassen (G3, G4, G5) nær Skytten A *. Analyse av dataene samlet inn over 12 år har ikke endelig klargjort bildet for astronomer. Objekter tiltrekker oppmerksomhet for sine uvanlige egenskaper. Alle fem G-objekter har de karakteristiske visuelle signaturene fra gassskyer, men oppfører seg som stjerner med enorm masse.
Basert på dette har forskere antatt at de møtte en veldig sjelden type stjerner, ukarakteristiske for vår galakse. Forskere forklarer utseendet til disse gjenstandene ved de unike forholdene i nærheten av et supermassivt svart hull: her, under påvirkning av kraftig tyngdekraft, kan binære stjerner kollapse for å danne en enkelt, stor gjenstand innkapslet i tykke gass- og støvkonvolutter. Likevel bemerker forskere at ikke alle objekter har lignende bane rundt det sorte hullet, så de kan ennå ikke nøyaktig forklare arten av fenomenet de så.
Det eldste sorte hullet
Oppdagelsen av det eldste sorte hullet er ikke bare et spørsmål om alder. Oppdagelsen av denne gamle mannen kan hjelpe oss med å løse mange interessante mysterier assosiert med epoken da de første stjernene i universet nettopp begynte å tenne.
I følge forskere ble det sorte hullet ULAS J1342 + 0928 oppdaget i 2017 bare født rundt 690 millioner år etter Big Bang. Da kosmos bare var 5 prosent av dagens tidsalder, var dette sorte hullet allerede 800 millioner ganger massen til vår sol i dag.
Objektet ligger omtrent 13,1 milliarder lysår fra Jorden og dannet i løpet av universets tidlige dager. Denne perioden kalles ofte reoniseringstiden, da de første stjernene, galakser, klynger og superklynger av galakser begynte å dukke opp på grunn av gravitasjonsattraksjon. Hele bildet av reionisering er fortsatt ikke klart for forskere, så de sorte hullene som dukket opp i denne perioden kan sikkert være en av de mest interessante kildene til ny informasjon.
Som nevnt ovenfor, kan ikke forskere heller forstå hvordan svarte hull i så kort tid etter Big Bang klarte å samle en enorm mengde masse. Gjenstander som ULAS J1342 + 0928 kan kaste lys over dette spørsmålet, men for å trekke noen konklusjoner, ville det være fint å finne minst noen flere lignende romdinosaurier. Dessverre er sorte hull i reioniseringstiden ekstremt sjeldne.
Raskest voksende svart hull
I 2018 oppdaget forskere det "sultne" sorte hullet i det kjente universet. Hver dag, hvert sekund forbruker den en masse som tilsvarer massen til solen vår, på grunn av hvilken den også vokser raskt. Heldigvis for oss er hun veldig langt unna. Hvis dette monsteret var i sentrum av Melkeveien, ville røntgenstrålene det oppretter sterilisere jorden fra ethvert liv.
Da forskere oppdaget det første lyset fra kvasaren J2157-3602 tilknyttet dette sorte hullet, ble alderen estimert til 12 milliarder år. Så snart forskere bekreftet at det virkelig er et svart hull ved siden av kvasaren, var massen allerede rundt 20 milliarder solmasser. For øyeblikket kan ikke astronomer forklare årsaken til den raske veksten av det sorte hullet.
Det eneste som er kjent om dette objektet er at appetitten oppvarmer den omkringliggende gassen og støvet til en slik tilstand at lysstyrken lett vil overskygge lyset til nesten alle stjerner på himmelen.
Skjult klynge
Én galakse klynge kan inneholde hundrevis eller til og med tusenvis av galakser. Disse klyngene blir av forskere betraktet som noen av de største objektene i universet. Tror du en slik kaster er umulig å skjule med et enkelt romobjekt? Du tar feil. En kvasar beviste noe annet.
Det oppdagede objektet fikk navnet PKS1353-341 og var opprinnelig ment å være en egen galakse, med en utrolig lys sentral region. Imidlertid oppdaget astronomer ved Massachusetts Institute of Technology i 2018 en sannhet som hadde vært skjult i flere tiår siden objektet ble oppdaget. Det viste seg at gjenstanden ikke er en galakse, men en eneste kvasar (et område med varm gass som omgir et supermassivt svart hull), som ligger i sentrum av en hel galakse-klynge som ligger 2,4 milliarder lysår fra Jorden.
Kvasaren var så lys at den bokstavelig talt formørket hele det omkringliggende rommet som inneholdt hundrevis av galakser. Forskere fra MIT beregnet lysstyrken, og det viste seg at den er 46 milliarder ganger lysere enn sola. I følge forskerne er en slik ekstrem lysstyrke assosiert med absorpsjonen av en stor mengde omgivende materiale av det sentrale supermassive sorte hullet.
To systemer
Et annet mysterium for forskere er den såkalte doble, det vil si parede sorte hull som vikler seg rundt hverandre. Tilfeller av kollisjoner av sorte hull har allerede blitt notert av forskere i det siste. To ble identifisert i 2015, og en til i 2017. Overraskende, takket være sistnevnte, ble forskere for første gang direkte vitner om et like sjeldent fenomen.
I det mottatte signalet om kollisjonen av to sorte hull ble det bemerket tegn på gravitasjonsrykk i romtid - en endring i gravitasjonsfeltet, som forplantet seg som bølger. I dette tilfellet ble begge sorte hull ikke ødelagt, men i stedet slått sammen til en enkelt helhet - et supermassivt svart hull, enda større i størrelse enn dets forfedre.
Forskere har to antagelser om utseendet til systemer fra binære sorte hull. I følge en vises binære sorte hull når binære stjernesystemer dør. I følge det andre dannes sorte hull uavhengig av hverandre, og etter dette, i drift i rommet, blir de tiltrukket av hverandre under påvirkning av gravitasjonskrefter.
Dødelig boble
I 2018 antydet fysikere et annet scenario av apokalypsen: Jorden kunne bli ødelagt av sorte hull. Et år tidligere feiret den vitenskapelige verden bekreftelsen på oppdagelsen av gravitasjonsbølger, et fenomen som strekker og trekker sammen virkelighetens stoff. Denne kraften er livsfarlig.
I den nye teorien spådde forskere fra Princeton University et av scenariene for hva som kan skje hvis, som et resultat av høyenergiske kosmiske kataklysmer (for eksempel når to sorte hull eller to nøytronstjerner smelter sammen), de nye gravitasjonsbølgene kolliderer med hverandre.
For illustrasjonsformål blir gravitasjonsbølger ofte sammenlignet med sirklene i vannet som oppstår når en stein kastes. Imidlertid, hvis en partikkel eller gjenstand beveger seg med lysets hastighet, kan plane gravitasjonsbølger vises. I følge forskere, hvis bølgene er store nok, kan kollisjonen deres skape et gigantisk svart hull som vil endre rom og tid over et stort område i det ytre rom.
Hvis dette skjer ved siden av Jorden, vil ikke bare alle levende ting, men også planeten selv og hele solsystemet ta slutt.
Rogue Black Hole
Forskere har gjentatte ganger lurt på muligheten for at galakser "utstøter" de sentrale sorte hullene. I lang tid kunne astronomer imidlertid ikke finne bevis for dette fenomenet. Men i 2017 presenterte galaksen 3C186 romutforskere med en virkelig overraskelse.
Ifølge forskere var tidligere galaksen 3C186 to separate galakser, som på et tidspunkt i historien deres slo seg sammen til en. Den nye galaksen tok på seg ganske klare konturer og form, i stedet for den påståtte uordnede strukturen, men hovedoverraskelsen kom fra sentrum: Forskere, full av forhåpninger om å finne et supermassivt svart hull i den, fant ikke noe i det hele tatt.
Senere ble det svarte hullet fortsatt oppdaget, bare 35 000 lysår fra det galaktiske sentrum 3C186. Da de to stjerneklyngene kolliderte, kolliderte de sentrale galaktiske sorte hullene, og til slutt skapte de et supermassivt svart hull. Denne hendelsen skapte sannsynligvis veldig kraftige gravitasjonsbølger som presset dette nydannede sorte hullet ut av galaksen, forklarer forskere.
Dette viste seg imidlertid ikke å være så lett, fortsetter forskerne. Utstøting av et svart hull fra det galaktiske senteret krevde energi tilsvarende eksplosjonen av 100 millioner supernovaer. Forskere har fremdeles ikke funnet ut hva som faktisk skjedde der, men det begynner allerede å bli klart at det er krefter som tåler til og med kraften til de sorte hullene selv.
Interessant nok fortsetter det useriøse, svarte hullet mot kantene på galaksen. I dagens hastighet vil den bli kastet helt utenfor den om omtrent 20 millioner år.
Omvendt tid
Svarte hull dannes når en gravitasjonskollaps (komprimering) av en tilstrekkelig massiv stjerne oppstår, eller kollapsen av den sentrale delen av galaksen eller protogalaktisk gass. I dette øyeblikket kastes en enorm mengde gammastråling ut i verdensrommet. Sistnevnte er på sin side den lyseste elektromagnetiske hendelsen som oppstår i universet og er fremdeles ikke helt forstått av forskere.
I 2018 ble det funnet veldig merkelige tegn i de fangede gammastrålesignalene, som ifølge forskere fra NASA kan tolkes som "tids reversering." Hver gamma-ray-hendelse avgir vanligvis en signaturbølgeform som aldri gjentas. De oppdagede signalene inneholdt avvik som, som det viste seg, ikke kunne forklares ut fra noen teoretisk modell. Disse signalene var spesielle bølgelignende strukturer som ble rotert i tid som om begynnelsen var på slutten av utbruddet, og på slutten - i de første øyeblikkene av utbruddet.
For noen fysikere var en slik observasjon nok til å kreve bevis for reversering av tid. Ifølge en annen, og mest sannsynlig, mer realistisk forklaring, kunne strålene fra gammastråleutslippet på vei kollidere med noe materie, som gav bølgene en signatur som ble akseptert av forskere for det motsatte tidsrommet. Det er godt mulig at strålene treffer en slags ansamling av materie, som virket på dem som en reflekterende overflate. Likevel utelukkes ikke muligheten for at vi snakker om en helt ny fysikklov, hvor det første eksempelet var forskere i 2018.
Spøkelser fra tapte universer
I august i år kom den britiske fysikeren ved Oxford University Roger Penrose med en veldig høy uttalelse. Han og teamet hevder at før fremkomsten av vårt univers, det vil si før Big Bang, var det et annet univers. Denne konklusjonen ble bedt om av en rekke observerte lysavvik i mikrobølgeovnsbakgrunnsstrålingen, som ifølge Penrose er lette spiraler som er igjen fra svarte hull som tilhørte det forrige universet, som eksisterte før Big Bang.
I en av teoriene hans antydet den enda mer berømte britiske fysikeren Stephen Hawking at sorte hull, etter å ha mistet hovedparten av partiklene, forsvant. Disse hypotetiske partiklene kalles gravitoner. De har ingen masse, ingen elektrisk eller annen ladning, men samtidig har de energi og deltar derfor i gravitasjonsinteraksjonen.
Når ett univers dør og et nytt dukker opp, blir disse gravitonene i følge Penrose en del av det nye universet. Forskeren og kollegene hans er overbevist om at de fant disse overlevende "restene" i mikrobølgebakgrunnen. De kalte de påviste lysavvikene "Stephen Hawkings poeng." Hvis observasjonene fra forskere blir bekreftet, vil vi møte en alvorlig revisjon av Big Bang-teorien.
Nikolay Khizhnyak
