Οι μαύρες τρύπες είναι μέρη στο διάστημα των οποίων η ταχύτητα διαφυγής είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Σε αυτές τις περιοχές υπάρχει ένα έντονο βαρυτικό πεδίο και η ύλη αποθηκεύεται σε πολύ μικρούς χώρους.
Η συμπυκνωμένη μάζα μιας μαύρης τρύπας μπορεί να είναι έως και 20 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου. Το μέγεθος, ωστόσο, ποικίλλει. υπάρχουν μεγάλα και μικρά, και οι επιστήμονες στοιχηματίζουν ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες στο μέγεθος ενός ατόμου.
Καθώς το βαρυτικό πεδίο είναι τόσο έντονο, ούτε καν φως μπορεί να διαφύγει. Με αυτόν τον τρόπο, είναι αόρατα και δεν είναι δυνατόν να εκτιμηθεί το ποσό που υπάρχει, για παράδειγμα, στον Γαλαξία μας.
Πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας (2019)
Τον Απρίλιο του 2019 οι επιστήμονες παρουσίασαν την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας, η οποία βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία Messier 87 (M87).
Η μάζα αυτής της μαύρης τρύπας είναι 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου και η απόσταση από τη Γη είναι 55 εκατομμύρια έτη φωτός.
Στην εικόνα, βλέπουμε ένα λαμπερό δαχτυλίδι γύρω από ένα σκοτεινό κέντρο. Αυτός ο δακτύλιος είναι το αποτέλεσμα του φωτός που κάμπτει γύρω από τη μαύρη τρύπα λόγω του ισχυρού βάρους του.
Αυτή η εικόνα ελήφθη μέσω 8 ραδιοτηλεσκοπίων σε διάφορα μέρη της Γης και αποτελούν μέρος του έργου Event Horizon Telescope (EHT).
Πώς είναι δυνατόν να "δούμε" μια μαύρη τρύπα;
Αν και δεν μπορούν να φανούν άμεσα, η συμπεριφορά των γύρω αστεριών δείχνει την παρουσία μιας μαύρης τρύπας, επειδή η βαρύτητα επηρεάζει τα αστέρια και το αέριο που υπάρχει στην περιοχή.
Η έντονη βαρυτική δύναμη των μαύρων οπών συλλαμβάνει τα αέρια που βρίσκονται κοντά και αυτά τα αέρια όταν είναι αναρροφηθεί η βαρυτική τους δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σταδιακά σε κινητική, θερμική και ραδιενεργός.
Η τροχιά που περιγράφεται από το αέριο προς τη μαύρη τρύπα έχει σχήμα σπείρας και κατά μήκος του τρόπου εκπέμπονται φωτόνια, τα οποία διαφεύγουν πριν φτάσουν στο κατώφλι της μαύρης τρύπας.
Αυτή η εκπομπή σχηματίζει γύρω του έναν φωτεινό δακτύλιο, ο οποίος επιτρέπει την έμμεση παρατήρησή του και αντιπροσωπεύει το ορατό μέρος της πρώτης εικόνας που τραβήχτηκε από μια μαύρη τρύπα.
Τύποι μαύρων οπών
Οι μαύρες τρύπες ταξινομούνται ως αστρικές ή υπερμεγέθεις. Τα μικρά ονομάζονται αστρικά και τα μεγαλύτερα ονομάζονται υπερμεγέθη και μπορούν να έχουν τη μάζα 1 εκατομμυρίου ήλιων μαζί.
Μελέτες της NASA (Υπηρεσία Διαστήματος των ΗΠΑ) δείχνουν ότι κάθε μεγάλος γαλαξίας έχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του.
Ο Γαλαξίας μας φιλοξενεί μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που ονομάζεται Τοξότης Α, η οποία έχει περίπου 4 εκατομμύρια ήλιους.
Η υπόθεση είναι ότι τα υπερμεγέθη σχηματίστηκαν στην αρχή του Σύμπαντος, ενώ τα αστρικά προκύπτουν από το θάνατο ενός αστέρα του σουπερνόβα.
Ο Ήλιος δεν πρέπει να μετατραπεί σε μαύρη τρύπα επειδή δεν έχει αρκετή ενέργεια για να αλλάξει την τρέχουσα βαρύτητα.
Θεωρία Black Hole
Για μεγάλο χρονικό διάστημα πιστεύεται ότι το ταχύτητα του φωτός ήταν άπειρο. Ωστόσο, το 1676, ο Ole Roemer ανακάλυψε ότι το φως ταξιδεύει με πεπερασμένη ταχύτητα.
Αυτό το γεγονός οδήγησε τον Laplace και τον John Michell, στα τέλη του 18ου αιώνα, να πιστέψουν ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν αστέρια με βαρυτικό πεδίο τόσο ισχυρό που η ταχύτητα διαφυγής ήταν μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φως.
Ο Θεωρία της σχετικότητας Ο στρατηγός του Άλμπερτ Αϊνστάιν παρουσίασε τη δύναμη της βαρύτητας ως αποτέλεσμα της παραμόρφωσης του χωροχρόνου (καμπύλος χώρος). Αυτό άνοιξε το δρόμο για τη θεωρητική διαμόρφωση της ύπαρξης μαύρων οπών.
Την ίδια χρονιά με την παρουσίαση της περίφημης μελέτης της θεωρίας της γενικής σχετικότητας, ο Γερμανός φυσικός Karl Schwarzschild βρήκε την ακριβή λύση της εξίσωσης του Αϊνστάιν για τεράστια αστέρια και συσχετίζει τις ακτίνες τους με αυτά ζυμαρικά. Έτσι, έδειξε μαθηματικά την ύπαρξη αυτών των περιοχών.
Στις αρχές της δεκαετίας του '70, Στίβεν Χόκινγκ άρχισε να ερευνά τα χαρακτηριστικά των μαύρων τρυπών.
Ως αποτέλεσμα της έρευνάς του, προέβλεψε ότι οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν ακτινοβολία που μπορεί να ανιχνευθεί από ειδικά όργανα. Η ανακάλυψή του κατέστησε δυνατή τη λεπτομερή μελέτη των μαύρων τρυπών.
Έτσι, με την ανάπτυξη τηλεσκοπίων που μετρούν τους πομπούς ακτίνων Χ από πηγές αστεριών, κατέστη δυνατή η έμμεση παρατήρηση μαύρων οπών.
Η μαύρη τρύπα του Τοξότη Α
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι οι ελλειπτικοί και σπειροειδείς γαλαξίες - όπως ο Γαλαξίας - έχουν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Αυτό ισχύει για τον Τοξότη Α, που απέχει 26.000 έτη φωτός από τη Γη.
Η υπερβολική κοσμική σκόνη στον γαλαξία αποτρέπει την παρατήρηση γύρω από τον Τοξότη Α. Σε αντίθεση με άλλα ουράνια σώματα, τα οποία εκπέμπουν φως, οι μαύρες τρύπες δεν μπορούν να παρατηρηθούν με τις συνήθεις μεθόδους. Έτσι, η εργασία πραγματοποιείται μέσω ραδιοκυμάτων και ακτίνων Χ.
γιγαντιαία μαύρη τρύπα
Η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα είναι 12 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Η ανακάλυψη, που έγινε από Κινέζους επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Πεκίνου, κυκλοφόρησε το 2015.
Μια μαύρη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο ενός γαλαξία - όπως και τα υπερμεγέθη.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι σχηματίστηκε πριν από 12,8 δισεκατομμύρια γη χρόνια και έχει ποσότητα φωτός 420 τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο.
Από τη σύγκρουση δύο μαύρων οπών, ήταν δυνατό να αποδειχθεί η ύπαρξη του βαρυτικά κύματα.
Διαβάστε περισσότερα για το θέμα:
- Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης
- Βαρύτητα
- Τι είναι το Σύμπαν;
- 5 θεωρίες για την προέλευση του σύμπαντος
