Čierne diery sú miesta vo vesmíre, ktorých úniková rýchlosť je vyššia ako rýchlosť svetla. V týchto oblastiach je intenzívne gravitačné pole a hmota uložená vo veľmi malých priestoroch.
Koncentrovaná hmotnosť čiernej diery môže byť až 20-násobná oproti Slnku. Veľkosť sa však líši; sú veľké aj malé a vedci sa stavia, že existujú čierne diery veľké ako atóm.
Pretože jeho gravitačné pole je také intenzívne, nemôže uniknúť ani svetlo. Týmto spôsobom sú neviditeľné a nie je možné odhadnúť množstvo existujúce napríklad v Mliečnej ceste.
Prvý obrázok čiernej diery (2019)
V apríli 2019 vedci predstavili prvú fotografiu čiernej diery, ktorá sa nachádza v strede galaxie Messier 87 (M87).
Hmotnosť tejto čiernej diery je 6,5 miliárdkrát väčšia ako hmotnosť Slnka a jej vzdialenosť od Zeme je 55 miliónov svetelných rokov.
Na obrázku vidíme žiariaci krúžok okolo tmavého stredu. Tento prstenec je výsledkom svetla, ktoré sa kvôli svojej silnej gravitácii ohýba okolo čiernej diery.
Tento obrázok bol získaný pomocou 8 rádiových ďalekohľadov rozmiestnených po rôznych častiach Zeme a ktoré sú súčasťou projektu Event Horizon Telescope (EHT).
Ako je možné „vidieť“ čiernu dieru?
Aj keď ich nie je možné priamo vidieť, správanie okolitých hviezd naznačuje prítomnosť čiernej diery, pretože gravitácia ovplyvňuje hviezdy a plyn prítomný v okolí.
Intenzívna gravitačná sila čiernych dier zachytáva plyny, ktoré sú v ich blízkosti, a tieto plyny, keď sú nasali svoju gravitačnú potenciálnu energiu postupne transformovanú na kinetickú, tepelnú a rádioaktívny.
Dráha opísaná plynom smerom k čiernej diere má tvar špirály a po ceste sú emitované fotóny, ktoré unikajú pred dosiahnutím prahu čiernej diery.
Táto emisia vytvára okolo seba jasný kruh, ktorý umožňuje jeho nepriame pozorovanie a predstavuje viditeľnú časť na prvom zábere zachytenom čiernou dierou.
Typy čiernych dier
Čierne diery sú klasifikované ako hviezdne alebo supermasívne. Malé sa nazývajú hviezdne a tie najväčšie sa nazývajú supermasívne a môžu mať spolu 1 milión slnka.
Štúdie NASA (Americká vesmírna agentúra) naznačujú, že každá veľká galaxia má vo svojom strede supermasívnu čiernu dieru.
Mliečna dráha je domovom supermasívnej čiernej diery zvanej Strelec A, ktorá má odhadovanú hmotnosť 4 milióny slnka.
Predpokladá sa, že supermasívy vznikli pri vzniku vesmíru, zatiaľ čo hviezdne hviezdy sú výsledkom smrti hviezdy supernovy.
Slnko by sa nemalo zmeniť na čiernu dieru, pretože nemá dostatok energie na zmenu súčasnej gravitácie.
Teória čiernych dier
Po dlhú dobu sa verilo, že rýchlosť svetla bolo to nekonečné. Avšak v roku 1676 Ole Roemer zistil, že svetlo cestuje konečnou rýchlosťou.
Táto skutočnosť viedla Laplacea a Johna Michella na konci 18. storočia k presvedčeniu, že môžu existovať hviezdy s gravitačným poľom tak silným, že úniková rýchlosť bola väčšia ako rýchlosť svetlo.
THE Teória relativity Generál Alberta Einsteina predstavil gravitačnú silu v dôsledku deformácie časopriestoru (zakriveného priestoru). To vydláždilo cestu pre teoretické vymedzenie existencie čiernych dier.
V rovnakom roku, keď sa uskutočnila prezentácia slávnej štúdie teórie všeobecnej relativity, nemecký fyzik Karl Schwarzschild našiel presné riešenie Einsteinovej rovnice pre hmotné hviezdy a ich lúče dal do súvislosti s ich cestoviny. Matematicky tak preukázal existenciu týchto regiónov.
Na začiatku 70. rokov Stephen Hawking začal skúmať vlastnosti čiernych dier.
Ako výsledok svojho výskumu predpovedal, že čierne diery vyžarujú žiarenie, ktoré je možné detegovať špeciálnymi prístrojmi. Jeho objav umožnil podrobné štúdium čiernych dier.
S vývojom ďalekohľadov, ktoré merajú röntgenové žiariče z hviezdnych zdrojov, bolo teda možné nepriamo pozorovať čierne diery.
Čierna diera Strelec A
Vedci odhadujú, že eliptické a špirálové galaxie - ako napríklad Mliečna dráha - majú supermasívnu čiernu dieru. To je prípad Strelca A, ktorý je od Zeme vzdialený 26 000 svetelných rokov.
Nadbytočný kozmický prach v galaxii bráni pozorovaniu okolo Strelca A. Na rozdiel od iných nebeských telies, ktoré vyžarujú svetlo, nemožno čierne diery pozorovať obvyklými metódami. Práca sa teda vykonáva prostredníctvom rádiových vĺn a röntgenových lúčov.
obria čierna diera
Najväčšia čierna diera je 12 miliónovkrát hmotnejšia ako Slnko. Objav, ktorý dosiahli čínski vedci na Pekinskej univerzite, bol zverejnený v roku 2015.
Čierna diera je v strede galaxie - rovnako ako supermasívy.
Vedci odhadujú, že vznikla pred 12,8 miliardami rokov Zeme a má množstvo svetla 420 biliónovkrát väčšie ako Slnko.
Zrážkou dvoch čiernych dier sa dokázala existencia gravitačné vlny.
Prečítajte si viac o téme:
- Teória veľkého tresku
- Gravitácia
- Čo je vesmír?
- 5 teórií o vzniku vesmíru