무한한 우주는 비밀, 수수께끼와 모순으로 가득 차 있습니다. 현대 과학이 우주 탐험에있어 커다란 도약을했다는 사실에도 불구하고,이 광대 한 세계의 많은 부분이 인간에 대한 세계의 인식에 이해할 수없는 채로 남아 있습니다. 우리는 별, 성운, 군집 및 행성에 대해 많이 압니다. 그러나 우주의 광대함에는 그러한 대상이 있습니다. 우리가 단지 추측 할 수있는 존재입니다. 예를 들어 블랙홀에 대해서는 거의 알지 못합니다. 블랙홀의 본질에 대한 기본 정보와 지식은 가정과 추측에 기초합니다. 천체 물리학 자들은 핵 과학자들이 12 년 이상이 문제로 고심하고 있습니다. 우주에서 블랙홀이란 무엇입니까? 그런 물체의 본질은 무엇입니까?
간단한 언어로 된 블랙홀 말하기
블랙홀이 어떻게 생겼는지 상상해 보려면 열차의 꼬리가 터널을 통과하는 것을 보는 것으로 충분합니다. 열차가 터널로 깊숙이 들어가는 마지막 차량의 신호등은보기가 완전히 사라질 때까지 크기가 감소합니다. 즉, 이들은 괴물 같은 매력으로 인해 빛이 사라지는 대상입니다. 초미립자, 전자, 양성자 및 광자는 보이지 않는 장벽을 극복 할 수 없으며, 존재하지 않는 검은 심연에 빠지므로 공간의 구멍은 검은 색이라고 불렀다. 안쪽에는 가장 밝은 빛 영역이 없습니다. 단색과 무한대입니다. 블랙홀의 다른쪽에있는 것은 알려지지 않았습니다.
이 우주 진공 청소기는 엄청난 중력을 가지고 있으며 별의 모든 클러스터와 수퍼 클러스터, 성운 및 부츠와 함께 전체 은하를 흡수 할 수 있습니다. 어떻게 가능합니까? 추측하기 만하면됩니다. 이 경우 우리에게 알려진 물리 법칙은 이음매 부분에서 불거져 나오고 일어나는 과정에 대한 설명을 제공하지 않습니다. 역설의 본질은 우주의이 부분에서 신체의 중력 상호 작용은 질량으로 결정된다는 것입니다. 또 다른 대상의 흡수 과정은 그들의 질적 및 양적 구성에 영향을받지 않습니다. 특정 지역에서 임계량에 도달 한 입자는 중력이 인력의 힘이되는 다른 수준의 상호 작용을 시작합니다. 중력의 영향을받는 신체, 대상, 물질 또는 물질은 수축을 시작하여 엄청난 밀도에 도달합니다.
그러한 과정은 중성자 별의 형성 과정에서 발생하며, 중력의 영향을받는 항성 물질은 부피가 압축된다. 자유 전자는 양성자와 결합하여 전기적 중성 입자 - 중성자를 형성합니다. 이 물질의 밀도는 엄청납니다. 정제 된 설탕 조각 크기의 물질 입자는 수십억 톤의 무게를 가지고 있습니다. 여기서 공간과 시간이 연속적인 양의 상대성 이론을 상기 해보는 것이 적절하다. 결과적으로, 압축 프로세스는 중간에 중단 될 수 없으므로 제한이 없습니다.
잠재적으로 블랙홀은 공간의 한 세그먼트에서 다른 세그먼트로의 전환이있을 수있는 구멍처럼 보입니다. 동시에 공간과 시간의 속성 자체가 바뀌어 시공간 깔때기가됩니다. 이 깔때기 바닥에 도달하면 모든 문제가 콴타에 해당합니다. 블랙 홀 반대편에있는이 거대한 구멍은 무엇입니까? 다른 법칙이 적용되고 시간이 반대 방향으로 흐를 수있는 또 다른 공간이있을 수 있습니다.
상대성 이론의 맥락에서 블랙홀 이론은 다음과 같다. 중력이 미세한 크기로 어떤 물질을 압착 한 공간 점은 엄청난 인력을 가지며 크기는 무한대로 증가합니다. 시간이 몇 배 나타나고 공간이 구부러져 한 지점에서 닫힙니다. 블랙홀에 흡수 된 물체는이 괴물 같은 진공 청소기의 힘에 저항 할 수 없습니다. 콴타가 가지고있는 빛의 속도조차도 초성 입자가 인력을 극복하는 것을 허용하지 않습니다. 그런 시점에 도달 한 모든 시체는 시공간의 거품과 합쳐져서 물질적 인 대상이 아닙니다.
과학에 검은 구멍
묻는다면 블랙홀은 어떻게 형성됩니까? 확실한 대답은되지 않을 것입니다. 우주에는 과학의 관점에서 설명 할 수없는 많은 모순과 모순이 있습니다. 아인슈타인의 상대성 이론은 이론적으로 그러한 대상의 본질을 설명 할 뿐이지 만,이 경우에는 양자 역학과 물리학이 침묵합니다.
물리학 법칙에 의해 일어나는 과정을 설명하려 할 때 그림은 이렇게 보일 것입니다. 이 물체는 거대하고 초 우주적인 우주 몸체의 거대한 중력 수축의 결과로 형성된다. 이 과정에는 중력 붕괴라는 학명이 있습니다. 미국의 천문학 자이자 물리학자인 존 휠러 (John Wheeler)가 별의 붕괴 상태를 설명하려고 시도했을 때, "블랙홀 (black hole)"이라는 용어는 1968 년 과학계에서 처음으로 들려 왔습니다. 그의 이론에 따르면, 중력 붕괴를 겪는 거대한 별 대신에, 공간적, 일시적 실패가 발생하는데, 끊임없이 증가하는 압축이 일어난다. 별이 만든 모든 것은 그 자체 안에 들어갑니다.
이 설명은 블랙홀의 성격이 우주에서 일어나는 과정과 결코 관련이 없다고 결론 내릴 수 있습니다. 이 물체 내부에서 일어나는 모든 일은 하나의 "BUT"로 주변 공간에 어떤 식 으로든 반영되지 않습니다. 블랙홀의 중력은 매우 강하기 때문에 공간을 구부리며 블랙홀 주위로 은하를 회전시킵니다. 따라서 은하가 나선형을 이루는 이유가 분명해진다. 거대한 은하수가 거대한 블랙홀의 심연 속으로 사라지는 데 얼마나 오래 걸릴지는 알려져 있지 않습니다. 흥미로운 사실은 블랙홀이 이상적인 조건이 만들어지는 우주 공간의 어느 지점에서나 발생할 수 있다는 것입니다. 그러한 시간과 공간의 배는 은하계의 공간에서 항성이 회전하고 움직이는 엄청난 속도를 제거합니다. 블랙홀의 시간이 다른 차원으로 흐릅니다. 이 영역 내부에서는 중력의 법칙이 물리학의 관점에서 해석 할 수 없습니다. 이 상태를 블랙홀의 특이점이라고합니다.
블랙홀은 외부 식별 표시를 보이지 않으며, 중력장에 의해 영향을받는 다른 우주 물체의 행동에 의해 그 존재가 판단 될 수 있습니다. 삶과 죽음을위한 투쟁의 전체 모습은 멤브레인으로 덮여있는 블랙홀의 경계에서 일어난다. 이 깔때기의 상상의 표면을 '사건의 지평선'이라고합니다. 우리가이 경계에서 보는 모든 것은 유형적이고 물질적입니다.
블랙홀 시나리오
John Wheeler의 이론을 발전시키면서 블랙홀의 비밀은 형성 과정에 있지 않을 가능성이 높습니다. 블랙홀의 형성은 중성자 별의 붕괴로 발생합니다. 또한, 그러한 물체의 질량은 태양 질량을 3 번 이상 초과해야합니다. 중성자 별은 자신의 빛이 더 이상 중력의 꽉 포옹에서 벗어날 수 없을 때까지 줄어든다. 별이 축소되어 블랙홀이 생기는 크기의 한계가 있습니다. 이 반경을 중력 반경이라고합니다. 개발의 마지막 단계에서 거대한 별은 수 킬로미터의 중력 반경을 가져야합니다.
오늘날 과학자들은 12 개의 X-ray 바이너리 별에서 블랙홀의 존재에 대한 간접적 인 증거를 얻었습니다. X 선 별, 펄서 또는 벌레는 단단한 표면이 없습니다. 또한 그들의 질량은 세 태양의 질량보다 큽니다. Cygnus 별자리 - X-ray star 인 Cygnus X-1의 외부 공간의 현재 상태는 이러한 호기심 많은 물체의 형성을 추적 할 수있게합니다.
연구와 이론적 인 가정에 기초하여 오늘날 과학에 검은 별의 형성을위한 네 가지 시나리오가 있습니다.
- 진화의 최종 단계에서 거대한 별의 중력 붕괴;
- 은하 중심부의 붕괴;
- 빅뱅의 과정에서 블랙홀의 형성;
- 양자 블랙홀 (quantum black holes)의 형성.
첫 번째 시나리오는 가장 현실적이지만 오늘날 우리가 알고있는 검은 별의 수는 알려진 중성자 별의 수를 초과합니다. 그리고 우주의 나이는 그렇게 크지 않아 많은 거대한 별들이 진화의 완전한 과정을 겪을 수 있습니다.
두 번째 시나리오는 생존의 권리를 가지고 있으며 생생한 예가 있습니다 - 우리 은하의 중심에 자리 잡은 supermassive black hole Sagittarius A *입니다. 이 물체의 질량은 3.7 질량입니다. 이 시나리오의 메커니즘은 별이 아닌 성간 가스가 붕괴 될 수있는 유일한 차이점과 함께 중력 붕괴의 시나리오와 유사합니다. 중력의 영향으로 가스는 임계 질량과 밀도로 압축됩니다. 중요한 순간에 물질이 붕괴되어 블랙홀을 형성합니다. 그러나이 이론은 의심 스럽다. 최근 컬럼비아 대학의 천문학 자들이 블랙홀 인 위성 A * 위성을 확인한 이래로 의심 스럽다. 그들은 아마 다른 방법으로 형성된 작은 검은 구멍이 많이 나왔다.
세 번째 시나리오는보다 이론적이며 빅뱅 이론의 존재와 관련되어있다. 우주가 형성 될 당시 물질의 일부와 중력장이 변동을 겪었다. 다시 말해, 양자 역학과 핵 물리학의 알려진 과정과 관련이없는 과정은 다른 방향으로 나아갔습니다.
후자의 시나리오는 핵폭발의 물리학에 초점을 맞추고있다. 중력의 영향을받는 핵반응 과정에서 물질의 덩어리가 폭발하면서 블랙홀이 형성된다. 물질은 안쪽으로 폭발하여 모든 입자를 흡수합니다.
블랙홀의 존재와 발전
이상한 우주 물체의 본질에 대한 대략적인 아이디어를 가지고 있으면, 다른 것이 흥미 롭습니다. 블랙홀의 실제 크기는 얼마나되며 성장 속도는 얼마나됩니까? 블랙홀의 크기는 중력 반경에 의해 결정됩니다. 블랙홀의 경우 블랙홀의 반경은 질량으로 결정되며 Schwarzschild 반경이라고합니다. 예를 들어, 물체의 질량이 우리 행성의 질량과 같으면이 경우 Schwarzschild 반경은 9mm입니다. 우리 몸은 반경이 3km이다. 태양 질량의 질량이 108 인 별의 자리에 형성된 블랙홀의 평균 밀도는 물의 밀도에 가깝습니다. 그러한 교육의 반경은 3 억 킬로미터가 될 것입니다.
거대한 블랙홀은 은하의 중심에 위치 할 가능성이 큽니다. 현재까지 50 개의 은하가 알려져 있는데, 그 중심에는 거대한 임시 공간적 우물이있다. 거인의 질량은 수십억의 태양 질량입니다. 어마 어마한 괴물 같은 매력에 그러한 구멍이 있다는 것을 상상해보십시오.
작은 구멍에 관해서는, 이것들은 반경이 중요하지 않은 작은 물체인데, 단지 10 ¹ ² cm입니다. 그러한 빵 부스러기의 질량은 10 gr입니다. 그러한 형성은 빅뱅 시대에 발생했으나 시간이지나면서 크기가 커지면서 우주 공간에서 괴물처럼 과장된 모습을 보입니다. 작은 블랙홀의 형성이 일어난 조건, 과학자들은 오늘 지상 조건에서 재현하려고합니다. 이러한 목적을 위해 실험은 전자 충돌기에서 수행되며,이를 통해 기본 입자가 빛의 속도로 가속됩니다. 첫 번째 실험은 우주의 형성의 여명기에 존재했던 쿼크 - 글루온 플라즈마 물질을 실험실 조건에서 얻는 것을 허용했다. 그러한 실험은 지구상의 블랙홀은 시간 문제라고 제안한다. 또 다른 한가지는 그러한 인간 과학의 성취가 우리와 지구를위한 재앙이 될 것인지 아닌지입니다. 인위적으로 블랙홀을 만들어 판도라의 상자를 열 수 있습니다.
최근에 다른 은하계를 관측 한 결과, 과학자들은 상상할 수있는 모든 기대치와 가정을 능가하는 크기의 블랙홀을 발견 할 수있었습니다. 그러한 물체로 발생하는 진화는 블랙 홀의 규모가 얼마나 커지고, 실제로 한계가 있는지를 더 잘 이해할 수있게 해줍니다. 과학자들은 알려진 모든 블랙홀이 13 ~ 14 억 년 내에 실제 크기로 성장했다고 결론을 내 렸습니다. 크기의 차이는 주위 공간의 밀도 때문입니다. 블랙홀이 중력에 도달 할 정도로 충분한 음식을 가지고 있다면 그것은 효모와 같이 자라며 수백, 수천 개의 태양 질량에 도달합니다. 그러므로 은하의 중심에 위치하는 그러한 물체의 거대한 차원. 별들의 거대한 성단, 성간 가스의 거대한 질량은 성장을위한 풍부한 음식이다. 은하계가 합쳐지면 블랙 홀이 합쳐져서 새로운 수퍼 질량체를 형성 할 수 있습니다.
진화론 적 과정을 분석 한 것으로 판단 할 때, 두 가지 종류의 블랙홀을 구별하는 것이 일반적이다.
- 태양 질량의 10 배 질량의 물체;
- 질량이 수십만, 태양 질량의 수십억에 달하는 거대한 물체.
태양 질량의 평균 중간 질량이 100-10,000 배인 블랙홀이 있지만 그 성질은 아직 알려지지 않았습니다. 은하계 당 하나의 그러한 물체가 있습니다. X- 레이 별 연구를 통해 갤럭시 M82에서 1,200 만 광년 떨어진 곳에 두 개의 중형 블랙홀을 즉시 발견 할 수있었습니다. 한 물체의 질량은 태양 질량이 200-800의 범위에서 다릅니다. 또 다른 대상은 훨씬 더 크며 태양 질량이 10-40,000입니다. 그러한 대상의 운명은 흥미 롭습니다. 그들은 성단 근처에 위치하고 점차적으로 은하의 중앙 부분에있는 초 거대 블랙홀에 자신을 끌어들입니다.
우리 행성과 블랙홀
블랙홀의 성질에 대한 단서를 찾았음에도 불구하고, 과학계는 은하수의 운명, 특히 행성 지구의 운명에서 블랙홀의 위치와 역할에 관심이 있습니다. 은하수 중심에 존재하는 시간과 공간의 주름은 주변에 존재하는 모든 물체를 서서히 흡수합니다. 수백만 개의 별과 수십억의 성간 가스가 이미 블랙홀에 흡수되었습니다. 시간이 지나면이 선은 태양계가있는 고니 (Cygnus)와 궁수 자리 (Sagittarius)의 무기에 도달하게되며 27,000 광년의 거리를 여행하게됩니다.
인근의 초대 질량 블랙홀은 안드로메다 은하 중부에 위치하고 있습니다. 우리로부터 약 250 만 광년 떨어져 있습니다. 아마도, 우리의 물체 궁수 자리 A *가 자신의 은하를 삼킬 때까지, 우리는 두 이웃 은하의 합병을 기대해야합니다. 따라서, 두 개의 초대 질량 블랙홀이 하나의 전체로, 끔찍하고 괴물처럼 합쳐져서 생깁니다.
완전히 다른 것 - 작은 블랙홀. 행성 지구를 흡수하는 데는 수십 센티미터의 반경을 가진 상당히 검은 색 구멍이 있습니다. 문제는 본질적으로 블랙홀은 완전히 얼굴이 보이지 않는 개체라는 것입니다. 방사선이나 방사선은 자궁으로부터 방출되지 않으므로 그러한 신비한 물건을 알아 차리기는 다소 어렵습니다. 근거리에서만 우린 배경 빛의 곡률을 감지 할 수 있습니다. 이것은 우주의이 지역에 공간에 구멍이 있음을 나타냅니다.
현재까지 과학자들은 지구에 가장 가까운 블랙홀이 V616 Monocerotis 객체라는 것을 발견했다. 괴물은 우리 시스템에서 3000 광년 떨어진 곳에 있습니다. 크기면에서 이것은 거대한 형성이며 질량은 9-13 태양 질량입니다. 우리의 세계를 위협하는 또 다른 가까운 대상은 Gygnus X-1 블랙홀입니다. 이 괴물과 함께 우리는 6000 광년 떨어진 곳에 떨어져 있습니다. 우리 이웃에서 발견 된 블랙홀은 바이너리 시스템의 일부이다. 탐욕스러운 대상에게 먹이를주는 별과 아주 가깝게 존재한다.
결론
블랙홀과 같은 신비하고 신비로운 물체가 우주에 존재한다는 것은 우리가 파수꾼이되게합니다. 그러나 우주의 나이와 거대한 거리를 고려한다면 블랙홀에서 일어나는 모든 일은 아주 드물게 발생합니다. 45 억년 동안 태양계는 우리에게 알려진 법칙에 따라 존재하는 휴식 상태에 있습니다. 이 시간 동안, 종류의 아무것도 나타나지 않았거나, 왜곡 된 공간이나 태양계 근처의 시간의 주름이 없습니다. 아마도 이에 대한 적절한 조건은 없을 것입니다. 태양의 별계가 존재하는 은하계의 일부분은 조용하고 안정된 우주 공간입니다.
과학자들은 블랙홀의 모양이 우발적이지 않다는 생각을하고 있습니다. 그러한 물체들은 우주에서 우주 몸의 잉여를 파괴하는 질서의 역할을 우주에서 수행한다. 몬스터 자체의 운명에 관해서는, 그들의 진화는 아직 완전히 이해되지 않았다. Существует версия, что черные дыры не вечны и на определенном этапе могут прекратить свое существование. Уже ни для кого не секрет, что такие объекты представляют собой мощнейшие источники энергии. Какая это энергия и в чем она измеряется - это другое дело.
Стараниями Стивена Хокинга науке была предъявлена теория о то, что черная дыра все-таки излучает энергию, теряя свою массу. В своих предположениях ученый руководствовался теорией относительности, где все процессы взаимосвязаны друг с другом. Ничего просто так не исчезает, не появившись в другом месте. Любая материя может трансформироваться в другую субстанцию, при этом один вид энергии переходит на другой энергетический уровень. Так, может быть, обстоит дело и с черными дырами, которые являются переходным порталом, из одного состояния в другое.
