En gang på slutten av 1960-tallet dukket en av de mest kjente fysikerne i forrige århundre, John Wheeler (1911-2008), opp i et populærvitenskapelig radioprogram fra BBC. Han snakket lenge og fargerikt om forskjellige kosmiske underverk, og på slutten vendte han seg til det smertefulle spørsmålet for ham om alle slags "uriktige observasjoner og mytiske gjenstander."
Her sprang en amerikansk forsker ivrig på hypotesen om eksistensen av "frosne" (mørke, frosne) stjerner, noe som spesielt ikke var hans smak. Han uttrykte sin forakt for disse "fysiske og matematiske fantasiene", og kalte dem "sorte hull." Så med den lette hånden fra Wheeler dukket det figurative uttrykket "svart hull" opp i media, og deretter i vitenskapelige arbeider.
De bunnløse synkehullene i romtid
I dag kaller vi et svart hull for resultatet av det mest fantastiske naturfenomenet - fallet "i seg selv" av massive himmellegemer. På latin betyr Collapsus "falne", og det er grunnen til at astronomer ofte kaller sorte hull "kollaps". De har en så supersterk "konsentrator" av gravitasjonsfeltet at ingenting, inkludert lys, kan flykte fra dem.
Historisk sett ble sorte hull gitt av mørke stjerner oppdaget "på spissen av en fjær" av den britiske astronomen John Michell (1724-1793). Basert på Newtons teori om universell gravitasjon, beskrev Michell slike stjerner, som tyngdekraften holdt til og med lysstrålene. Naturligvis ville det være umulig å legge merke til en så fullstendig svart stjerne. Michell redegjorde for sine beregninger på et av møtene i Royal Society of London i 1784 og kom umiddelbart under ild. Tross alt kjente astronomien fra den tiden ikke slike fenomener!
Så ideen om mørke stjerner, eller som de heter i dag, "Newtonianske" sorte hull, ble begravet lenge i vitenskapelige arkiver. Det ble husket bare i en tid av Albert Einstein (1879-1955) og hans teori om universell gravitasjon. Einsteins teori koblet tyngdekraften til romets krumning og vakte umiddelbart oppmerksomhet fra mange fysikere.
Salgsfremmende video:
Hans kollega ved Berlin Academy of Sciences Karl Schwarzschild (1873-1916) var i stand til å vise at noen ganger veldig konsentrerte gigantiske masser kan danne en slags bunnløs trakt for rom-tid.
Fantastiske ting måtte skje i nærheten av Schwarzschild kollaps: et menneskes hjerte begynte å slå mindre og mindre, klokken hans håpløst heng etter, og lyset rundt ble rødt. Tidsstrømmen ville avta, opp til størkning nær det betingede grensen til det sorte hullet, som en elv i frost. Vel, hva vil vi se i dypet av kollaps kollaps?
Akk, så rare ting skjer der at det ganske enkelt er umulig å beskrive dem populært. Selv om mange fysikere krangler om den indre strukturen i svarte hull, har de imidlertid teoretisk allerede funnet bruksområder.
Metro mellom galakser
For mer enn 30 år siden bestemte den berømte astronomen og science fiction-skribenten Carl Sagan seg for å skrive en roman om interstellare reiser og samtidig ikke hengi seg til tom fantasi, men lage en "ekte" ekstradimensjonal tunnel på sidene i boken hans. For å diskutere detaljene henvendte han seg til den fremtredende teoretiske fysikeren Kip Thorne, som entusiastisk startet arbeidet.
Thorne og hans samarbeidspartnere har overbevisende bevist matematisk at romtidskanalen ikke bare kan kunstig skapes, men også opprettholdes i en "fungerende" tilstand. "Ormhullet" som ble opprettet på denne måten i romtid, ville forbinde ikke bare de fjerne hjørnene av vår Galaxy, men også de metagalaktiske vidder.
Sagan og Thornes samarbeid førte til science fiction bestselger Contact, som snart ble grunnlaget for den svært underholdende filmen med samme navn. Det er virkelig en slags "metro" mellom galakser, langs som hovedpersonen reiser. I mellomtiden kritiserte Wheeler ikke bare sorte hull, men alle slags overfartoverganger mellom dem. Med stor sarkasme kalte han dem "ormehull", "ormehull" og "ormetunneler." Det er rett og slett fantastisk, men disse uttrykkene kom først inn i leksikonet til journalister, og deretter migrerte til vitenskapelige arbeider.
Science fiction litteratur snakker ofte om de mest eksotiske måtene å overgå rom og tid. Til og med en slags taktikk for fremtidige "star wars" ble født, da kampflåten av jordgubber "dykker" ned i underområdet til et svart hull og plutselig dukker opp rett ved basene til fiendtlige romvesener, med en hastverk med milliarder av parsecs.
Imidlertid, å dømme etter astronomiske observasjoner, vil sorte hull kreve titaniske anstrengelser for å "temme" dem, fordi de er de farligste romobjektene som danner universets "lettelse".
Space cannibals
Astronomer registrerer ofte uhyrlige energiutbrudd fra fjerntliggende rom. Dette kan være ekko av de dramatiske prosessene med planetenes og stjerners død i sorte hull. Rommonstre riv fra hverandre den gassformige kroppen til en utilsiktet nærmer seg stjerne og "svelger" mindre himmellegemer - planeter, kometer og asteroider.
Et svart hull tiltrekker seg siden av en tett flygende stjerne som vender mot den mye sterkere enn motsatt side. Denne kraftige tidevannskraften strekker stjernen og får gass til å falle fra stjernen i det sorte hullet. Astronomer har konkludert med at sorte hull ikke blir født enorme, men at de gradvis vokser på grunn av galaksenes gass og stjerner.
Blant de sorte hullene er det også store fidgets, som raskt beveger seg inne i stjerners øyene i galakser. Sammen med sine stillesittende kolleger, sluker disse "romkanibalene" stadig ikke bare planetariske systemer som vårt solsystem, men svelger også støv og gassskyer som strekker seg mellom stjerneklynger.
Astronomer har lenge lagt merke til at i mindre galakser er svarte hull mindre massive, med masser på litt over noen få millioner solmasser. Sorte hull i sentrum av gigantiske galakser inkluderer milliarder av solmasser - faktum er at den endelige massen til et svart hull dannes under dannelsen av en galakse. I noen tilfeller forstørrer sorte hull ikke bare ved å absorbere gass fra en individuell galakse, men også ved å slå sammen galakser, noe som resulterer i at de sorte hullene deres smelter sammen.
I sentrum av Melkeveien er kjernen i vår Galaxy, der den mystiske gjenstanden Skytten A * er skjult. Astronomer mener at dette er den viktigste utfordreren for rollen som et svart hull med en masse på rundt fire millioner solmasser.
Periodevis sluker denne lokale "kannibalen" av oss denne eller den stjernen. Og så registrerer spesielle røntgen-teleskoper "dødskrik" til armaturen i form av en røntgenpuls. Det er med sin hjelp at våre indre organer blir studert i røntgenrommet.
Imidlertid kan sorte hull være ganske fredelige og danne dobbeltstjernersystemer med vanlige stjerner. Denne idyllen ender imidlertid også tragisk, og etter hundrevis av millioner, og kanskje milliarder av år, vil avstanden mellom det sorte hullet og stjernen bli redusert til en kritisk grense. Stjernens bevegelse vil bli ustabil, og etter noen revolusjoner rundt det svarte monsteret vil den forsvinne inn i livmoren.
Mystery of Tunguska meteoritten
I prinsippet kan også et kunstig svart hull lages. For å gjøre dette, er det nødvendig å komprimere hvilken som helst masse til størrelsen på gravitasjonsradiusen (radien til sfæren som gravitasjonskraften som skapes av massen inne i denne sfære har en tendens til uendelig), og så vil den selv begynne å katastrofalt trekke seg sammen - kollaps.
Det er sant at det er veldig vanskelig å gjøre, fordi jo mindre massen er, jo mindre er gravitasjonsradiusen. For eksempel er jordens gravitasjonsradius omtrent en centimeter, og for å gjøre Månen til et svart hull, måtte den komprimeres til størrelsen på et stort molekyl.
Likevel, ved hjelp av modeller av mikroskopiske hull, eller, som de oftere kalles, mikrocollapsars, prøver de noen ganger å forklare alle slags mystiske fenomener. Så det er en hypotese om at den berømte Tunguska-meteoritten ikke var noe mer enn et miniatyr svart hull som vandret gjennom universets enorme bredde.
Man kan selvfølgelig ganske enkelt avfeie slike oppfinnelser, men her oppstår nysgjerrige detaljer: det fullstendige fraværet av meteorittrester, eksplosjonens uvanlige natur og motstridende observasjoner av flyveveien.
Det er ideer om at en slik mikrokollaps-sar hadde et helt landlig opphav. Fakta er at det var under fallet av Tunguska-meteoritten at den store amerikanske oppfinneren Nikola Tesla (1856-1943) testet en viss bølgeresonator på det fantastiske Wondercliffe-tårnet, som med hjelp av "stående bølger i verdens elektriske eter" skulle overføre energi over hele planeten.
Urbane legender forteller hvordan en kolossal plasmoid blinket over Podkamennaya Tunguska og kollapset øyeblikkelig i et svart minihull. Denne prosessen forårsaket en orkan av energi, registrert som et Tunguska-mirakel.
Det er også en versjon av denne hypotesen, der selve Tunguska-meteoritten nettopp var et miniatyr svart hull som penetrerte planeten vår med stor hastighet.
Hvor plausible er konklusjonene fra teoretiske fysikere? Er det virkelig ormetunneler i romtid, eller er dette bare en slags "fysisk og matematisk fantasi"? Og det viktigste spørsmålet: er det mulig å foreslå reelle eksperimenter for å lage kunstige ormhull i underområdet som fører til rommet til andre dimensjoner?
Er LHC en dommedagsmaskin eller en mikrokollapsargenerator?
Beregninger viser at mikroskopiske sorte hull godt kan oppstå i eksperimenter med partikkelakseleratorer, for eksempel den velkjente Large Hadron Collider (LHC) som ble lansert ved CERN.
Prinsippet for LHC er teoretisk ganske enkelt: forestill deg et rør der to gigantiske kanoner skyter mot hverandre med spesielle prosjektiler - de elementære partiklene som utgjør atomer. Når disse mikroskopiske prosjektilene møtes, sprer de seg som fyrverkeri av alle slags fragmenter, blant dem kan det være mikroskopiske sorte hull.
Hvis LHC-fysikerne oppdager disse mikroobjektene, vil den vitenskapelige sensasjonen langt overgå den nylige oppdagelsen av "gudspartikkelen" - Higgs boson.
Noen forskere mener at mikro-kollaps er veldig farlige gjenstander som kan føre til planetarisk katastrofe. Lanseringen av LHC var ledsaget av protester, og en gruppe fysikere saksøkte til og med CERN som en organisasjon som setter menneskeheten i fare for dødelig fare.
Til slutt avtok lidenskapene noe, siden fysikere tydelig viste at hvert øyeblikk skred av kosmiske partikler faller på jordoverflaten, mye som overskrider energien fra kollisjonsproduktene i LHC. Likevel utgjør ikke strømmer av kosmiske stråler med høy energi energi noen fare og skaper ikke mikroskopiske sorte hull.
På den annen side viser datamaskinmodeller at hvis Jorden ble besøkt av et mini-hull, ville den umiddelbart falt til sentrum av planeten vår og begynt å kretse rundt den og absorbere magma. Men uansett hvor illevarslende denne prosessen kan virke, vil det ta flere milliarder år før den på en eller annen måte manifesterer seg på overflaten. Så det er godt mulig at vi har levd med et svart hull under føttene i lang tid …
Universets fremtid og livet i et svart hull
Det er ikke kjent om menneskeheten vil eksistere i milliarder av år, men i den optimale versjonen vil astronomer i den fjerne fremtiden kunne observere en helt annen Metagalaxy - det synlige universet. De fleste av stjernene vil brenne ut, og de sollignende armaturene blir til tette dverger. Samtidig vil mer massive stjerner bli sorte hull som er enda mindre og har et så sterkt gravitasjonsfelt at selv lys ikke kan overvinne det.
Imidlertid vil disse restene fortsette å dreie seg om det galaktiske sentrum med en periode på rundt 100 millioner år. Påkjørsler mellom restene vil kaste noen av dem ut av galaksen. Resten vil slå seg ned i baner nærmere sentrum og vil til slutt komme sammen og danne et gigantisk svart hull i sentrum av Galaxy, som en dag vil svelge all materie.
Hva blir det - slutten på liv og fornuft i vårt univers?
La oss ikke forhaste oss, fordi noen moderne teorier spår at selv i de forferdelige dypet av svarte hull, kan hele planeter eksistere, og rotere på ubestemt tid rundt et sentralt punkt. I henhold til foreløpige beregninger kan slike planeter til og med lyse opp på grunn av fotoner fanget utenfra i hullets felle og rotere sammen med andre legemer i samme stabile bane.
Bare det siste spørsmålet gjenstår å løse: kan det eksistere liv på planetene til et svart hull? Ifølge noen teoretikere er dette mulig. Videre, på flukt fra kosmiske katastrofer, kan vår fremtidige høyt utviklede sivilisasjon finne en virkelig tilflukt i dypet av et supermassivt svart hull som okkuperer kjernen i Melkeveien.
Selvfølgelig vil kolonisatorene av sorte hull måtte løse en rekke grandiose oppgaver, som å motvirke kolossale tidevannskrefter og beskyttelse mot den sterkeste strømmen av stråling. Fra synspunktet om evolusjon av fornuft vil en sivilisasjon som har klart å trenge inn i det sorte hullet ha virkelig fantastiske teknologier som kan løse de mest fantastiske problemene.
Kanskje, innen noen få årtusener, vil den menneskelige sivilisasjonen være helt fritt til å åpne portaler for andre verdener. I dette tilfellet kan det oppstå en rekke alternativer: ormehull mellom fjerne deler av vår galakse, underromstunneler mellom galakser helt i utkanten av universet, broer mellom fortid og fremtid, ormehull til andre verdener.
Da er ikke fremtidens menneskehet redd for noen kosmiske katastrofer, og den vil kunne fritt reise over forskjellige universer, ved å velge et gunstig habitat. Etter å ha funnet ut hvordan universene blir født og hvorfor de har forskjellige egenskaper, kan dessuten supercivilization begynne å søke etter ferdige gjennom sorte hull og skape nye verdener, mer tilrettelagte for livet og ikke mottagelige for alle slags katastrofer.
Så, hva skjuler svarte hull i seg selv? En vei til andre verdener, fremtidens grenseløse energi, universets siste åndedrag eller sivilisasjonen til andre verdener?
Det er mulig den nåværende generasjonen elever og skolebarn kjenner til svarene på noen av disse spørsmålene. Vi kan bare vente på det spennende øyeblikket når astronomer endelig vil kunne begynne direkte å studere "kandidater for gravitasjonskollaps."
Oleg FAYG
