Čierna diera

Čierna diera

Čierna diera, vesmírne teleso s mimoriadne intenzívnou gravitáciou, z toho nič, rovnomerné svetlo, nemôže uniknúť. Čierna diera môže vzniknúť v dôsledku smrti masívnej hviezdy. Keď takejto hviezde na konci svojej životnosti dôjde v jadre palivo vnútornej fúzie, jadro sa stáva nestabilným a gravitačne sa zrúti dovnútra, a vonkajšie vrstvy hviezdy sú odfúknuté. Drvivá hmota zložkovej hmoty padajúca zo všetkých strán stláča umierajúcu hviezdu do bodu s nulovým objemom a nekonečnou hustotou, ktorý sa nazýva singularita..

Podrobnosti o štruktúre čiernej diery vypočítal Albert Einstein v dokumente „Všeobecná relativita“. Singularita je v strede čiernej diery a skrytá na povrchu objektu. V horizonte udalostí úniková rýchlosť (t.j.. rýchlosť potrebná na únik hmoty z gravitačného poľa vesmírneho objektu) presahuje rýchlosť svetla, aby ani lúče svetla nemohli uniknúť do vesmíru. Polomer horizontu udalosti sa nazýva Schwarzschildov lúč, po nemeckom astronómovi Karlovi Schwarzschildovi, ktoré v 1916 rok predpovedal existenciu zrútených hviezdnych telies, ktoré nevyžarujú žiarenie. Veľkosť Schwarzschildovho polomeru je úmerná hmotnosti kolabujúcej hviezdy. Pre čiernu dieru s hmotnosťou 10 krát väčšia ako hmotnosť slnka, bol by polomer 30 km (18,6 tisíc).

Iba tie najhmotnejšie hviezdy – tie, ktoré majú viac ako tri slnečné hmoty – na konci svojho života sa z nich stávajú čierne diery. Menej hmotných hviezd sa vyvinie do menej stlačených telies, bielych trpaslíkov alebo neutrónových hviezd.

Čierne diery zvyčajne nie sú priamo pozorovateľné kvôli svojej malej veľkosti, Páči sa ti to, že nevyžarujú svetlo. Možno ich však „pozorovať“ vplyvom ich obrovských gravitačných polí na hmotu v okolí. Napr, ak je čierna diera členom sústavy binárnych hviezd , hmota prúdiaca do nej z jej spoločníka sa intenzívne zahrieva, a potom vydáva výdatne röntgenové lúče, než vstúpi na horizont udalostí čiernej diery a navždy zmizne. Jednou zo základných hviezd dvojitého röntgenového systému Cygnus X-1 je čierna diera. Vonkajšie v 1971 rok v súhvezdí Labuť, tento binárny systém sa skladá z modrého superobra a neviditeľného masového spoločníka 14,8 násobok hmotnosti slnka, ktoré sa v období točia okolo seba 5,6 deň.

Niektoré čierne diery zjavne nie sú hviezdneho pôvodu. Špekulovali rôzni astronómovia, že veľké množstvo medzihviezdneho plynu sa hromadí a zrúti superhmotné čierne diery v centrách kvasarov a galaxií. Odhaduje sa, že množstvo plynu rýchlo padajúce do čiernej diery vyžaruje ďalej 100 krát viac energie, než je rovnakou hmotou uvoľnená jadrovou syntézou. Preto ak by sa milióny alebo miliardy slnečných hmôt medzihviezdneho plynu zrútili pod vplyvom gravitácie do obrovskej čiernej diery, bolo by to zodpovedné za enormnú výrobu energie kvazarov a niektorých galaktických systémov..

Jedna taká supermasívna čierna diera, Strelec A * , je v strede Mliečnej dráhy. Pozorovania hviezd obiehajúcich okolo Strelca A. * ukazujú prítomnosť čiernej diery s hmotnosťou ekvivalentnou viac ako 4 000 000 Slnko. (Za tieto pozorovania získali americký astronóm Andrea Ghez a nemecký astronóm Reinhard Genzel Nobelovu cenu za fyziku 2020 rok) Supermasívne čierne diery boli detegované aj v iných galaxiách. Ž 2017 Tento rok získal teleskop Event Horizon obraz supermasívnej čiernej diery v strede galaxie M87 . Táto čierna diera má hmotnosť šesť a pol miliardy slnka, ale iba má 38 miliárd km (24 miliardy míľ) priemer. Bola to prvá čierna diera, ktorý bol zobrazený priamo. O existencii ešte väčších čiernych dier, každý z nich má rovnakú hmotnosť 10 miliardy sĺnk, možno odvodiť z energetických účinkov plynu víriaceho pri extrémne vysokých rýchlostiach okolo stredu NGC 3842 NGC 4889, galaxií blízko Mliečnej dráhy.

Existenciu iného typu nehviezdnej čiernej diery navrhol britský astrofyzik Stephen Hawking. Podľa Hawkingovej teórie, veľa malých prvotných čiernych dier, možno menší alebo rovný asteroidu, mohlo vzniknúť počas Veľkého tresku, stav extrémne vysokých teplôt a hustôt, v ktorom vznikol vesmír 13,8 pred miliardou rokov. Tieto tzv. mini čierne diery, rovnako ako masívnejšia odroda, pod vplyvom Hawkingovho žiarenia časom stratia hmotu a zmiznú. Keby určité teórie vesmíru, ktoré si vyžadujú ďalšie rozmery, Majú pravdu, Veľký hadrónový urýchľovač môže produkovať značné množstvo mini čiernych dier.