A fekete lyukak olyan helyek az űrben, amelyek menekülési sebessége nagyobb, mint a fény sebessége. Ezekben a régiókban intenzív gravitációs mező és anyag van tárolva nagyon kicsi helyeken.
A fekete lyuk koncentrált tömege akár 20-szorosa is lehet a Napnak. A méret azonban változó; vannak kicsik és nagyok, és a tudósok arra tippelnek, hogy atom méretű fekete lyukak vannak.
Mivel gravitációs tere olyan intenzív, még a fény sem tud elmenekülni. Ily módon láthatatlanok, és nem lehet megbecsülni például a Tejútrendszerben meglévő mennyiséget.
A fekete lyuk első képe (2019)
2019 áprilisában a tudósok bemutatták az első fotót egy fekete lyukról, amely a Messier 87 (M87) galaxis közepén található.
Ennek a fekete lyuknak a tömege 6,5 milliárdszorosa a Napnak, és távolsága a Földtől 55 millió fényév.
A képen izzó gyűrűt látunk egy sötét középpont körül. Ez a gyűrű annak a fénynek az eredménye, amely erős gravitációja miatt a fekete lyuk körül meghajlik.
Ezt a képet 8 rádióteleszkóp segítségével készítették el, amelyek a Föld különböző részein elterjedtek, és amelyek az Event Horizon Telescope (EHT) projekt részét képezik.
Hogyan lehet "látni" egy fekete lyukat?
Bár közvetlenül nem láthatók, a környező csillagok viselkedése fekete lyuk jelenlétét jelzi, mert a gravitáció hatással van a közelben lévő csillagokra és gázokra.
A fekete lyukak intenzív gravitációs ereje megragadja a közelben lévő gázokat és ezeket a gázokat, amikor vannak felszívódva gravitációs potenciális energiájuk fokozatosan átalakul kinetikus, termikus és radioaktív.
A gáz által a fekete lyuk felé leírt pálya spirál alakú, és útján fotonok bocsátódnak ki, amelyek kiszöknek, mielőtt elérnék a fekete lyuk küszöbét.
Ez az emisszió fényes gyűrűt képez körülötte, amely lehetővé teszi annak közvetett megfigyelését, és a fekete lyuk első rögzített képének látható részét képviseli.
A fekete lyukak típusai
A fekete lyukak csillagok vagy szupermasszívak. A kicsiket csillagoknak, a legnagyobbakat szupermasszívnak nevezik, és együttesen 1 millió nap tömege lehet.
A NASA (USA Űrügynökség) tanulmányai azt mutatják, hogy minden nagy galaxis közepén egy szupermasszív fekete lyuk található.
A Tejútrendszer a Nyilas A nevű szupermasszív fekete lyuknak ad otthont, amelynek becsült tömege 4 millió nap.
Az a feltételezés, hogy a szupermasszívumok az Univerzum keletkezésénél keletkeztek, míg a csillagok egy szupernóva-csillag halálából származnak.
A Napnak nem szabad fekete lyukká válnia, mert nincs elegendő energiája az aktuális gravitáció megváltoztatásához.
Fekete lyuk elmélet
Sokáig azt hitték, hogy a fénysebesség végtelen volt. 1676-ban azonban Ole Roemer felfedezte, hogy a fény véges sebességgel halad.
Ez a tény arra késztette Laplace-t és John Michellt a 18. század végén, hogy úgy gondolják, hogy létezhetnek csillagok olyan erős gravitációs mezővel, hogy a menekülési sebesség nagyobb volt, mint a fény.
A Relativitás-elmélet Albert Einstein tábornoka a téridő (ívelt tér) deformációjának eredményeként mutatta be a gravitációs erőt. Ez utat nyitott a fekete lyukak elméleti kialakítása előtt.
Az általános relativitáselmélet híres tanulmányának bemutatásával egy időben Karl Schwarzschild német fizikus megtalálta az Einstein masszív csillagokra vonatkozó egyenletének pontos megoldását, és sugaraikat hozzájuk kapcsolta tészták. Így matematikailag demonstrálta e régiók létét.
A 70-es évek elején Stephen Hawking kutatni kezdte a fekete lyukak jellemzőit.
Kutatásainak eredményeként azt jósolta, hogy a fekete lyukak olyan sugárzást bocsátanak ki, amely speciális eszközökkel detektálható. Felfedezése lehetővé tette a fekete lyukak részletes vizsgálatát.
Így a csillagforrásokból származó röntgensugárzókat mérő teleszkópok kifejlesztésével lehetővé vált a fekete lyukak közvetett megfigyelése.
A nyilas fekete lyuk A
A tudósok becslése szerint az elliptikus és spirális galaxisoknak - mint a Tejútnak - szupermasszív fekete lyukuk van. Ez a helyzet a Nyilas A esetében, amely 26 000 fényévnyire van a Földtől.
A galaxisban található felesleges kozmikus por megakadályozza a Nyilas A körüli megfigyelést. Más égitestektől eltérően, amelyek fényt bocsátanak ki, a fekete lyukak a szokásos módszerekkel nem figyelhetők meg. Így a munkát rádióhullámok és röntgensugarak segítségével végzik.
óriási fekete lyuk
A legnagyobb fekete lyuk 12 milliószor olyan hatalmas, mint a Nap. A Pekingi Egyetem kínai tudósai által tett felfedezést 2015-ben hozták nyilvánosságra.
A galaxis közepén fekete lyuk van - akárcsak a szupermasszívumok.
A tudósok becslései szerint 12,8 milliárd Földdel jött létre évekkel ezelőtt, és a fény mennyisége 420 billiószor nagyobb, mint a Napé.
Két fekete lyuk ütközéséből igazolható volt gravitációs hullámok.
További információ a témáról:
- Ősrobbanás elmélet
- Gravitáció
- Mi az univerzum?
- 5 elmélet a világegyetem eredetéről
