無限の宇宙は秘密、なぞなぞ、パラドックスでいっぱいです。現代科学が宇宙の探査において飛躍的な進歩を遂げたという事実にもかかわらず、この広大な世界の多くは、世界に対する人間の認識にとって理解できないままです。私たちは星、星雲、星団、惑星について多くのことを知っています。しかし、宇宙の広大さの中にそのような物があります、その存在は我々が推測することができるだけです。たとえば、ブラックホールについてはほとんどわかっていません。ブラックホールの性質に関する基本的な情報と知識は、仮定と推測に基づいています。天体物理学者、核科学者たちは、十数年以上この問題に取り組んできました。宇宙のブラックホールとは何ですか？そのような物の性質は何ですか？
簡単な言葉でブラックホールと言えば
ブラックホールがどのように見えるかを想像するには、電車の尾がトンネルに入っていくのを見るだけで十分です。列車がトンネルの奥深くに入ると、最後の車の信号灯は、見えなくなるまで小さくなります。言い換えれば、これらは、猛烈な魅力のために、光さえ消えてしまう物体です。素粒子、電子、陽子、光子は目に見えない障壁を乗り越えることができず、存在しないという黒の深淵に落ちるので、そのような空間の穴は黒と呼ばれていました。その中にはわずかな明るさの領域、黒さ、無限大はありません。ブラックホールの向こう側にあるものは不明です。
この宇宙掃除機は莫大な重力を持っていて、星のすべての星団とスーパー星雲で、星雲でそしてブートする暗黒物質で銀河全体を吸収することができます。これはどのように可能ですか？推測するだけです。この場合私たちに知られている物理学の法則は継ぎ目でばらばらになり、起こっているプロセスの説明を提供しません。パラドックスの本質は、宇宙のこの部分では、物体の重力相互作用がそれらの質量によって決定されるということです。ある物体による別の物体による吸収の過程は、それらの定性的および定量的組成によって影響されない。ある領域で臨界量に達した粒子は、重力が引力となる別のレベルの相互作用に入ります。重力の影響下にある物体、物体、物質、物質は収縮し始め、巨大な密度に達します。
おおよそそのような過程は中性子星の形成の間に起こります、そこで、内部重力の影響下の恒星物質は体積で圧縮されます。自由電子は陽子と結合して電気的に中性の粒子 - 中性子を形成します。この物質の密度は巨大です。一粒の精製砂糖のサイズの物質の粒子は、数十億トンの重さがあります。ここでは、空間と時間が連続量である一般相対性理論を思い出すことが適切です。その結果、圧縮プロセスを途中で停止することはできず、したがって制限はありません。
潜在的に、ブラックホールは、ある空間のセグメントから別のセグメントへの移行がある可能性があるホールのように見えます。同時に、空間の性質と時間自体も変化し、時空漏斗に変わります。この漏斗の底に達すると、どんな問題でも量的問題に陥ります。ブラックホールの向こう側、この巨大な穴は何ですか？他の法律が適用され、時間が反対方向に流れるような、他の場所があるかもしれません。
相対論の文脈では、ブラックホールの理論は以下の通りです。重力が何らかの物質を微視的な大きさにまで絞った空間の点は、途方もない引力を持ち、その大きさは無限大まで増加します。時間の倍が表示され、スペースが曲がって一点で閉じます。ブラックホールに吸収された物体は、この巨大な掃除機の力に抵抗することはできません。量子が持っている光速でさえも、素粒子が引力を克服することを可能にしない。そのような点に到達したどんな体も物質的なオブジェクトではなくなり、時空間バブルと融合します。
科学におけるブラックホール
あなたが尋ねれば、ブラックホールはどのように形成されますか？明確な答えはありません。科学の観点から説明することができない多くのパラドックスと矛盾が宇宙にあります。アインシュタインの相対性理論では、そのような物体の性質を理論的に説明することしかできませんが、この場合、量子力学と物理学は沈黙しています。
物理法則によって行われているプロセスを説明しようとすると、図はこのようになります。物体は、巨大または超大質量の宇宙体の巨大な重力収縮の結果として形成されます。このプロセスは科学的な名前 - 重力崩壊 - を持っています。 「ブラックホール」という用語は、1968年にアメリカの天文学者で物理学者のジョンウィーラーが恒星の崩壊の状態を説明しようとしたときに科学界で最初に聞こえました。彼の理論によると、重力崩壊にさらされた大質量の星の代わりに、絶えず成長している圧縮が作用する時空間的な失敗が起こります。星が作られたことはすべてそれ自身の中に入ります。
この説明から、ブラックホールの性質は、宇宙で発生しているプロセスとはまったく関係がないと結論付けることができます。このオブジェクトの内部で発生するすべてのことは、1つの「BUT」がある周囲の空間にはまったく反映されません。ブラックホールの重力は非常に強いので、それは空間を曲げ、銀河をブラックホールの周りに回転させる。したがって、銀河が渦巻きの形をとる理由が明らかになります。巨大な天の川銀河が超大質量ブラックホールの底に消えるのにかかる時間は不明です。奇妙な事実は、ブラックホールが宇宙のあらゆる点で発生する可能性があるということです。そこでは理想的な条件が作られています。このような時間と空間の折り目は、星が銀河の空間を回転して移動する際の非常に速い速度を排除します。ブラックホールの時間は別の次元で流れます。この領域内では、物理学の観点から重力の法則は解釈できません。この状態はブラックホールの特異点と呼ばれます。
ブラックホールはいかなる外部識別サインも示さず、それらの存在は重力場によって影響を受ける他の宇宙物体の振る舞いによって判断することができます。生死の闘いの全体像は、膜で覆われているブラックホールの境界で起こります。ファンネルのこの想像上の表面は「イベントホライズン」と呼ばれます。この境界線に関して私たちが見るものはすべて有形かつ重要です。
ブラックホールシナリオ
John Wheelerの理論を発展させると、ブラックホールの秘密はその形成過程にはない可能性が高いと結論付けることができます。ブラックホールの形成は中性子星の崩壊から生じます。さらに、そのような物体の質量は、太陽の質量を3回以上超えなければなりません。中性子星は、それ自身の光がもはや重力の抱擁から解放されることができなくなるまで縮まります。星が縮小できる大きさには限界があり、ブラックホールが生まれます。この半径は重力半径と呼ばれます。それらの発達の最終段階にある大質量星は数キロメートルの重力半径を持つべきです。
今日、科学者たちは1ダースのX線連星にブラックホールが存在するという間接的な証拠を得ています。 X線星、パルサー、またはバースターは、固い表面を持っていません。さらに、それらの質量は3つの太陽の質量よりも大きいです。星座の白鳥座 - X線星の白鳥座X-1における宇宙の現在の状態は、これらの好奇心の強い対象の形成を追跡することを可能にします。
研究と理論的な仮定に基づいて、今日の科学では黒い星の形成のための4つのシナリオがあります。
- 進化の最終段階での大質量星の重力崩壊。
- 銀河の中央領域の崩壊。
- ビッグバンの過程におけるブラックホールの形成。
- 量子ブラックホールの形成。
最初のシナリオは最も現実的ですが、私たちが今日よく知っている黒い星の数は既知の中性子星の数を超えています。そして、宇宙の年齢はそれほど大きくはないので、非常に多くの巨大な星が進化の全過程を経ることができました。
2番目のシナリオは生きる権利を持ち、鮮やかな例があります - 私たちの銀河系の中心に位置する超大質量ブラックホール射手座A *。この天体の質量は太陽の3.7質量です。このシナリオのメカニズムは、重力崩壊のシナリオと似ていますが、唯一の違いは、星ではなく星間ガスが崩壊しやすいことです。重力の影響下で、ガスは臨界質量と密度に圧縮されます。危機的な瞬間に、物質は量子に崩壊し、ブラックホールを形成します。しかし、コロンビア大学の最近の天文学者がブラックホールサテライトA *サテライトを同定したので、この理論は疑わしいです。それらは、おそらく別の方法で形成されたたくさんの小さなブラックホールであることがわかった。
3番目のシナリオはより理論的であり、ビッグバン理論の存在と関連しています。宇宙の形成時、物質の一部と重力場は揺らぎを受けました。言い換えれば、プロセスは、量子力学や核物理学の既知のプロセスとは関係なく、別の方向に進みました。
後者のシナリオは核爆発の物理に焦点を当てています。重力の影響下での核反応の過程における物質の塊では、爆発が起こり、その代わりにブラックホールが形成されます。物質は内側に爆発し、すべての粒子を吸収します。
ブラックホールの存在と進化
そのような奇妙な空間オブジェクトの性質についてのおおよその考えを持っていること、他に何か面白いものがあります。ブラックホールの本当の大きさは？ブラックホールのサイズはそれらの重力半径によって決まります。ブラックホールの場合、ブラックホールの半径はその質量によって決定され、シュワルツシルト半径と呼ばれます。たとえば、ある物体の質量が私たちの惑星の質量と等しい場合、この場合のSchwarzschild半径は9 mmです。私たちの体の半径は3 kmです。太陽の質量の10⁸の質量を持つ星の代わりに形成されたブラックホールの平均密度は水の密度に近くなるでしょう。そのような教育の半径は3億キロメートルになります。
そのような巨大ブラックホールは銀河の中心に位置している可能性があります。今日までに、50個の銀河が知られており、その中心には巨大な一時的で空間的な井戸があります。そのような巨人の質量は何十億もの太陽の質量です。巨大で巨大な魅力の力がそのような穴を持っていることを想像することができるだけです。
小さな穴に関しては、これらは半径がごくわずかな値、10½cmに達するミニオブジェクトで、そのようなパン粉の質量は10 grです。そのような形成はビッグバンの時に起こりました、しかし、時が経つにつれて彼らはサイズが大きくなり、今日はモンスターとして宇宙空間に自慢しています。小さなブラックホールの形成が起こった条件は、今日の科学者たちは地上条件で再現しようとしています。これらの目的のために、実験は電子コライダーで行われ、それを通して素粒子は光速まで加速される。最初の実験では、実験室でクォークグルオンプラズマ物質を得ることができました。これは宇宙の形成の夜明けに存在していました。このような実験は、地球上のブラックホールは時間の問題であることを示唆しています。もう1つのことは、そのような人間科学の達成が、私たちと私たちの惑星にとって大惨事に変わるかどうかです。人工的にブラックホールを作成することで、Pandoraのボックスを開くことができます。
他の銀河の最近の観測は科学者がブラックホールを発見することを可能にしました。そして、そのサイズは想像可能なすべての予想と仮定を超えます。そのようなオブジェクトで発生する進化は、ブラックホールの質量がどのように大きくなるか、その本当の限界は何かをよりよく理解することを可能にします。科学者らは、すべての既知のブラックホールは13〜140億年以内に実際のサイズに成長したと結論付けました。サイズの違いは、周囲のスペースの密度によるものです。ブラックホールが重力の範囲内で十分な食物を持っている場合、それは酵母のように成長し、何百何千という太陽質量の質量に達します。それゆえ、そのような天体の巨大な寸法は銀河の中心に位置しています。巨大な星の星団、巨大な星間ガスは成長のための豊富な食料です。銀河が合体すると、ブラックホールは合体して新しい超巨大物体を形成することができます。
進化過程の分析から判断すると、ブラックホールの2つのクラスを区別するのが一般的です。
- 太陽質量の10倍の質量を持つ物体。
- その質量が数十万の巨大な物体、何十億もの太陽質量。
平均的な中間質量が太陽の質量の1万倍から1万倍のブラックホールがありますが、それらの性質はまだ不明です。銀河ごとに約1つのそのようなオブジェクトがあります。 X線星の研究は、銀河系M82で1200万光年の距離で2つの中型ブラックホールを一度に見つけることを可能にしました。 1つの物体の質量は、200 - 800太陽質量の範囲で変化します。もう1つのオブジェクトははるかに大きく、10〜40,000個の太陽質量を持つ。そのような物の運命は面白いです。それらは星団の近くに位置していて、次第に銀河の中心部に位置する超大質量ブラックホールに彼ら自身を引き付けます。
私たちの惑星とブラックホール
ブラックホールの性質についての手がかりを模索しているにもかかわらず、科学界は天の川銀河の運命、特に惑星地球の運命におけるブラックホールの場所と役割について懸念しています。天の川の中心に存在する時間と空間の折り目は、周囲に存在するすべての物体を徐々に吸収します。何百万もの星と何兆トンもの星間ガスがすでにブラックホールに吸収されています。やがて、この線は、太陽系が位置する、シグナスと射手座の両腕に到達し、27000光年の距離を移動します。
アンドロメダ銀河の中央部には、もう1つの超巨大ブラックホールがあります。私たちから約250万光年離れています。おそらく、私たちのオブジェクトSagittarius A *がそれ自身の銀河を飲み込むまで、私たちは2つの隣接銀河の併合を期待するべきです。したがって、2つの超大質量ブラックホールを1つの全体にマージすることは、ひどいものと巨大なものになります。
まったく異なること - 小さなブラックホール。地球を吸収することは、数センチメートルの半径を持つ非常にブラックホールです。問題は、本質的に、ブラックホールは完全に顔のないものであるということです。その子宮からは何の放射線も放射されないので、そのような不思議な物に気付くのはかなり困難です。近距離でのみ、背景光の曲率を検出できます。これは、宇宙のこの領域に空間に穴があることを示しています。
今日までに、科学者たちは地球に最も近いブラックホールがV616 Monocerotisオブジェクトであることを発見しました。モンスターは私達のシステムから3000光年のところにあります。大きさでは、これは大きな形成であり、その質量は9-13太陽質量です。私達の世界を脅かすもう一つの近い目的はブラックホールGygnus X-1です。この怪物で私たちは6000光年の距離で隔てられています。私たちの近所で検出されたブラックホールは、バイナリシステムの一部です。飽くことのないオブジェクトを供給する星の近くに存在します。
結論
ブラックホールのような不思議で不思議な物体の宇宙での存在は、もちろん、私たちを警備員に頼らざるをえません。しかし、ブラックホールで起こることすべてが、私たちが宇宙の年齢と巨大な距離を考慮するならば、めったに起こらない。 45億年の間、太陽系は私たちに知られている法律によれば存在し、休止状態にあります。この間、この種のものは何も現れていませんし、宇宙がゆがめられたり太陽系の近くに時間の襞があることもありません。おそらくこれに適した条件はありません。天の川の、太陽の星系が存在する部分は、穏やかで安定した空間の一部です。
科学者は、ブラックホールの出現は偶然ではないと考えています。そのような物は宇宙で余剰の宇宙体を破壊するオーダーリーの役割を果たします。モンスター自身の運命に関しては、その進化はまだ完全には理解されていません。 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.
