Juodosios skylės – Anomalija.lt

Juodosios skylės

Paukščių tako centre glūdi Sagittarius A*, kurios masė kaip 4,5 mln. saulių. Niekas, net šviesa, negali ištrūkti iš jos horizonto. Todėl mes negalime jos pamatyti ir netgi tvirtai nežinome, ar „juodosios skylės“ egzistuoja iš tikro. Astronomai aptiko objektų, kurie yra pakankamai masyvūs ir mažos apimties, kad, jei bendroji reliatyvumo teorija teisinga, jie turėtų būti juodosios skylės.

 

Juodosios skylės svarbiu parametru yra jos horizontas. Tai juodąją skylę gaubianti sfera, iš kurios vidaus niekas jau neišsiveržia į išorę. Ją supa įkaitusios dujos, sudarančios švytintį diską, besisukantį aplink juodąją skylę, kuriame yra skaidrių šviesių dėmių, panašių į Saulės žybsnius. Diskas gali būti plonas, tačiau gali būti ir plačiu kampu abipus sukimosi plokštumos, bei nutįsti gerokai toliau. Kai kurios supermasyvios juodosios skylės beveik šviesos greičių išmeta čiurkšles. Ties fotonų orbita šviesa, iš principo, turėtų nuolat suktis aplink juodąją skylę, tačiau tikrovėje bet koks netolydumas gali sukelti jos nukrypimą spirale į vidų ar į išorę.

 

„Chandra“ nuotraukoje (žr. dešinėje) Centaurus A galaktika rentgeno spindulių diapazone matome milžinišką 13 tūkst. šviesmečių čiurkšlę, kurią išsviedė, kaip spėjama, supermasyvi juodoji skylė.

 

Juodosios skylės horizontas, atstumas, po kurio šviesa jau negali ištrūkti, keri, nes parodo dviejų didžiausių 20 a. teorijų (kvantinės mechanikos ir bendrosios reliatyvumo) nesuderinamumą. Laiko grįžtamoji tėkmė yra svarbiausia kvantinės mechanikos savybė – kiekvienas kvantinis procesas turi atvirkščią procesą, kuris, iš esmės, gali būti panaudotas atstatyti bet kurią pradinę informaciją. Tuo tarpu bendroji reliatyvumo teorija, kuri aiškina gravitaciją, kaip kylančią iš erdvės iškreivinimo, ir numato juodųjų skylių, panaikinančių atvirkštinio proceso galimybę, egzistavimą. Šio nesuderinamumo pašalinimas ir yra vienas veiksnių, skatinančių stygų teorijos (kvantinės gravitacijos) kūrimą.

Junkitės prie mūsų Facebooke
ir
sekite mus Instagram @anomalija.lt

Aš jau Jus seku (uždaryti ir daugiau nerodyti)!

Įdomu? Sudominkite ir kitus! Pasidalinkite ir tęskite skaitymą.
Dalintis

 

Atsakymų reikia ir klausimams apie tai, kas vyksta greta juodųjų skylių. Jas „maitina“ į jas krentanti materija – dujos ir dulkės. Krintanti materija įgauna didelę energiją netoli horizonto. Įkaitusių, spirale krentančių dujų spinduliavimas yra vieni ryškiausių Visatos objektų. Mokslininkai gali modeliuoti procesus iki tam tikro lygio, tačiau nėra aišku, kaip materija sukrenta į juodąją skylę. Didelį vaidmenį gali turėti krentančių įelektrintų dalelių magnetiniai laukai. Mažai žinoma apie juos ir kokį poveikį jie daro.

 

Kitas astrofizikus jaudinantis reiškinys yra juodųjų skylių čiurkšlės – kai kartais išsviedžiama materija beveik šviesos greičiu. Jos nulekia toliau nei per galaktiką. Nežinoma, kas pagreitina tas čiurkšles ir netgi iš ko jos sudarytos (elektronų, protonų ar pozitronų, o gal jos yra elektromagnetiniai laukai).

 

Padėtų vizualiniai stebėjimai, tačiau jie yra sunkiai pasiekiami. Pirma, juodosios skylės yra nepaprastai mažos apimties objektai. Atrodo, kad jos yra dviejų atmainų: masyvių (per 15 Saulių masių) žvaigždžių liekanos ir supermasyvios juodosios skylės, esančios galaktikų centruose. Pirmųjų horizontas turėtų būti vos apie 90 km, o netgi milijardo saulių masės monstro horizontas sutilptų į Neptūno orbitą.

 

Antra, greta tokio mažo tūrio ir tokių masyvių juodųjų žvaigždžių judėjimas vyksta nepaprastai dideliais greičiais – visas procesas tetrunka iki milisekundžių. Reikia nepaprastai jautrių instrumentų, kad būtų galima juos stebėti. Ir galiausiai, tik nedaugelyje juodųjų skylių yra gausu greta esančių dujų, leidžiančių jas pastebėti – taigi, didžioji Paukščio tako juodųjų skylių vis dar nenustatytos.

 

Tad astronomams teko sukurti įvairias technikas, kurios leistų suteikti informacijos apie informacijos elgesį greta juodųjų skylių. Pvz., jie gali pasverti juodąsias skyles stebėdami netoliese esančias žvaigždes. Tolimose galaktikose atskirų žvaigždžių įžiūrėti negalima, tačiau jų šviesos spektras gali nurodyti jų greičių pasiskirstymą, kuris leidžia spėti apie juodosios skylės masę (Sagittarius A* yra pakankamai arti, kad galima būtų stebėti atskiras žvaigždes, tad jos masę galima nuspėti tiksliausia).

 

Taip pat astronomai ieško reliatyvistinių požymių, kai spinduliavimas prie juodosios skylės kinta laike. Pvz, rentgeno spinduliavimas prie kai kurių juodųjų skylių kinta beveik periodiškai. Vaisingiausias supermasyvioms juodosioms skylėms galėtų būti geležies atomų spinduliavimas aplinkiniame diske, kai pasislenka būdingi bangų ilgiai. Pats diskas sukasi greičiau už juodąją skylę (dėl reliatyvistinio erdvės iškreipimo efekto) ir emisija turėtų būti asimetriška.

 

Informacija apie juodųjų skylių sukimąsi gaunama iš dvinarių sistemų, kuriose juodoji skylė ir paprasta žvaigždė sukasi pakankamai arti viena kitos. Rentgeno spinduliavimas ir orbitų parametrai rodo, kad juodosios skylės sukasi 65-100% leistinu greičiu (pagal reliatyvumo teoriją).

 

Be to, susidurdamos juodosios skylės sukrečia aplinkinį erdvėlaikį, sukeldami gravitacines bangas, kurios sklinda tarsi ratilai vandens paviršiumi. Jas galima aptikti dideliais atstumais, nors ir reikia ypač tikslių instrumentų.

 

Tačiau vis tik nė viena šių technikų neduoda juodosios skylės horizonto vaizdo. Tačiau nauji technologijos pasiekimai tą galimybę priartina. Pirmiausia, tai būtų mūsiškė Sagittarius A*, esanti tik 24 tūkst. šviesmečių atstumu.

 

Tamsus juodosios skylės siluetas yra daugiau nei dukart didesnis, nes šviesos spinduliai išlinksta nuo jos gravitacijos. Tačiau netgi tada Sagittarius A* tėra vos 55 lanko mikrosekundžių pločio- tarsi aguonos grūdelis Vilniuje žiūrint iš Paryžiaus.

 

Šiuolaikinių teleskopų skiriamąją galią riboja difrakcija, optinis efektas, kai šviesa praeina pro riboto pločio tarpą. Pvz., Sagittarius A* pamatymui infraraudonųjų spindulių, kurie sugeba prasibrauti pro objektą supančias dulkes, srityje reiktų 7 km skersmens teleskopo. Trumpesnėms bangoms (matomo ar ultravioletinio spektrų) dydis būtų mažesnis, tačiau ne tiek, kad būtų praktinis. Tuo tarpu radijo teleskopai turėtų būti maždaug Žemės dydžio.

 

VLBI technika apjungia radijo teleskopų masyvo visoje Žemėje priimtus signalus ir užtikrina tokį kampinę skiriamąją galią, tarsi radijo lėkštė būtų Žemės dydžio. Daugiau kaip dešimtmetį veikia du tokie radijo teleskopų masyvai: VLBA, kurio lėkštės JAV siekia Havajus ir New Hampshire bei Europos EVN, kurio lėkštės yra Kinijoje, Pietų Afrikoje ir Puerto Rike, neskaičiuojant Europos. Gerokai mažesnį masyvą New Mexico matėme tokiuose filmuose kaip „Kontaktas“ ir „2010”.

 

Deja, tie masyvai veikia tik maždaug 3,5 mm iigio bangomis, leidžiant nustatyti tik iki 100 mikrosekundžių skiriamąją galią. To nepakanka Sagittarius A* horizonto pamatymui, be to, tarpžvaigždinės dujos suteršia vaizdą. Išeitis tebūtų trumpesnių bangų interferometro įrengimas.

 

Tačiau trumpesnės bangos turi kitą problemą – jas absorbuoja atmosferoje esantys vandens garai. Todėl milimetro ir trumpesnėms bangoms skirti teleskopai statomi aukščiausiose, sausiausiose vietose, pvz., Mauna Kea Havajuose, Atacama dykumoje Čilėje ar Antarktidoje. Viską sudėjus, yra du naudingi langai: 1,3 mm ir 0,87 mm. Žemės dydžio masyvas leistų nustatyti 26 ir 17 mikrosekundes užimančius objektus – pakankamai, kad būtų „užčiuopta“ Sagittarius A*. Tereiktų sujungti dabar esančius (ir kitam tikslui numatytus) radijo teleskopus. Tai 2008-ais padarė Sh. S. Doeleman‘o vadovaujama komanda, tyrusi Sagittarius A* 1,3 mm radijo bangų diapazone su vos trijų radijo teleskopų masyvu. To neužteko Sagittarius A* vaizdo gavimui, tačiau buvo nustatyta, kad ji turi nepaprastai ryškias sritis tik 37 mikrosekunčių srityse, t.y. 2/3 jos horizonto dydžio.

 

Tačiau iš esmės skiriasi aplinka aplink Sagittarius A* ir įprastinius objektus. Abiem atvejams krentanti medžiaga įgauna didelę energiją. Kai nėra horizonto, toji energija virsta šiluma ir yra išspinduliuojama pateikdama būdingą terminį spektrą, matomą išorėje. Tuo tarpu, juodųjų skylių atveju, kad ir kokia būtų krentančios materijos energija, ji išoriniam stebėtojui dingsta visiems laikams.

 

Galime panaudoti bendrą šviesumą, kad spėtume apie materijos, krentančios į Sagittarius A*, kiekį. Jei ji neturi horizonto (taigi, ir nėra juodoji skylė), perteklinė energija būtų išspinduliuota (daugiausia IR diapazone). Kokie kruopšti buvo astronomų stebėjimai, neaptikta jokios terminės Sagittarius A* skleidžiamos emisijos.

 

Kitas tinkamas tyrinėjimų objektas būtų M87 centre esanti, kaip spėjama, juodoji skylė, esanti 55 mln. šviesmečių atstumu ir turinti 6,5 mlrd. saulių masę, – tad jos kampinis dydis tik 3/4 nei Sagittarius A*. Ji netgi įdomesnė, nes iš jos nutįsta 5 tūkst. šviesmečių ilgio čiurkšlė. Be to, M87 yra šiaurės pusrutulyje, todėl ją lengviau stebėti turima VLBI įranga. Be to, jau esant gerokai masyvesnei, procesai gali trukti kelias dienas vietoje minučių. Taip pat tikimasi, kad ją užstos mažiau tarpžvaigždinių dujų.

 

Ypatingai stiprūs kosminiai spinduliai

 

Jau keliolika metų Japonijos mokslininkai stebi kosminius spindulius, kurie neturėtų egzistuoti. Kosminiai spinduliai – tai dalelės, dažniausiai protonai, erdvę skrodžiančiais artimu šviesai greičiu. Jie atkeliauja iš supernovų ir kitų kosminių kataklizmų, tačiau vis dar neaiški energingiausiųjų kilmė.

 

Kosmoso spinduliai netenka dalies energijos po susidūrimų su nedidelės energijos fotonais, pvz., tais, iš kurių sudarytas kosmoso mikrobanginis fono spinduliavimas. Pagal Greiceno-Zacepino-Kuzmino nustatytą ribą, iš kitos galaktikos atkeliavusios dalelės energija negali viršyti 5 10 19 elektronvoltų. Tačiau Tokijo un-to Akeno gaudyklė (sudaryta iš 111 daviklių 100 km2 plote) pagavo keletą kosmoso spindulių, viršijančių tą ribą. Tad jie turėtų būti tik iš mūsų galaktikos, tačiau joje nėra galimo jų šaltinio.

 

Ar tai Akeno gaudyklės klaida, ar neteisinga A.Einšteino specialioji reliatyvumo teorija? Pagal ją, erdvė visomis kryptimis vienoda. O kas, jei kuri nors viena kryptis kosminiams spinduliams palankesnė? Atlikdami Pierre Augerio eksperimentą, Argentinoje prie Mendozos mokslininkai išdėliojo 1600 daviklių 3000 km2 plote.

 

Saltinis: ufolog.lt


Leave a Reply

2500
Naujausius Seniausius Geriausius
Paprasta

Vadinama Juodoji Skyle ira ne kas kytas o kaip vysatos siurblys ir jos isvalymas nuo siuksliu irankis.

SAULE

ENSTEINAS BUVO TALENTINGAS MOKSLININKAS, BET JO RELIATYVUMO TEORIJA JAU PASENUSI…………..