В търсене на истината за черните дупки

Първи стъпки в захранването: Говори д-р Андрей Гончаров

Иван и Цитиридис - очаквано добра блиц комбинация

Грижа за деликатната бебешка кожа. Говори д-р Мариела Клаклова

На тази дата преди 426 години: Покръстен е Диего Веласкес – геният на испанския Златен век

Кралско напрежение: Уилям пое полка на Хари и пусна язвителна шега (СНИМКИ)

Почитаме свети Доротей Тирски – мъченик на вярата и просветител на народите

Подробности за сватбата на века: Джеф Безос "наема" Венеция за 11 милиона долара

Димитър и Христо - сценични партньори и блиц съперници

Ч ерните дупки са едни от най-впечатляващите и загадъчни обекти във Вселената. Благодарение на невероятно мощната си гравитация, те поглъщат всичко, което се приближи до тях – дори и светлината. По тази причина, наблюдението им е сложна задача. С напредването на технологиите, учените разкриват все повече и повече подробности за тези мистериозни гиганти. През последните години бяха открити редица необичайни черни дупки, а натрупаните данни стоят в основата на някои, меко казано, екзотични теории.

Ever wonder what happens when you fall into a black hole?

Thanks to a new, immersive visualization produced on a NASA supercomputer, we're kicking off #BlackHoleWeek with a virtual plunge into the event horizon—a black hole's point of no return: https://t.co/aIk9MC1ayK pic.twitter.com/CoMsArORj4
— NASA (@NASA) May 6, 2024

Живеем ли в черна дупка?

Представете си, че е лято. Решили сте да прекарате няколко дни в планината, далеч от шумотевицата на големия град. Една вечер отправяте поглед към обсипаното със звезди небе и оставате изумени колко прекрасно е то. Опитвате се да различите някое съзвездие и да откриете къде се намира Венера или Марс. Наслаждавайки се на спиращата дъха гледка, вие си задавате въпроса какво всъщност представлява Вселената? Дали наистина е безкрайна? Вероятно ще ви се стори странно, но според някои учени тя е…огромна черна дупка. Въпросната теория определено звучи необичайно, но това не означава, че трябва да бъде отписана с лека ръка. Експертите отбелязват, че между Вселената и черните дупки съществуват известни прилики. Особено любопитни са резултатите от изследване, опитващо се да разкрие какво би било поведението на подобен обект, ако съдържа цялата маса и енергия, за които се предполага, че изграждат Вселената. Според изчисленията, такава черна дупка би имала същите размер и плътност като познатия ни космос. Физиците също така смятат, че Големият взрив – моментът на раждането на Вселената, в редица отношения е сходен с условията в сърцевината на черните дупки. Съществува и още по-смела теория, според която тези загадъчни обекти могат да създават малки „Вселени-бебета“. Всичко това звучи повече от интригуващо, но не бива да забравяме, че няма никакви доказателства в подкрепа на тези смели предположения.

Find out more about Hubble's black hole discoveries: https://t.co/j8ZKQ4j9Vn pic.twitter.com/YvrTxzp0Kp
— Hubble (@NASAHubble) May 7, 2024

Квантова космическа цензура

Начинът, по който учените изследват черните дупки, е основан на Общата теория на относителността, създадена от Алберт Айнщайн. Този подход, обаче, не отчита квантовите ефекти, сред които е лъчението на Хокинг (процес, при който черните дупки излъчват различни елементарни частици). Освен това, във вътрешността на всеки подобен обект съществува област с безкрайна плътност, известна като сингулярност, в която всички физични закони на практика се разпадат. Защо тогава не можем да наблюдаваме аномалиите, предизвикани от тези екстремни условия? Отговор на този въпрос дава създадената от нобеловия лауреат по физика Роджър Пенроуз хипотеза за космическата цензура. Според нея, сингулярностите са скрити зад т. нар. хоризонт на събитията – границата, отвъд която дори светлината не може да избегне чудовищното гравитационно привличане на черните дупки. Предположението на Пенроуз, което той представя преди близо половин век, все още е недоказано и е сред най-важните въпроси в сферата на астрофизиката, на които няма категоричен отговор. В известна степен, черните дупки се влияят от квантовата механика, но световноизвестният учен изключва нейните ефекти в работата си, както и теорията, позволяваща да се измерват пулсациите в пространство-времето (гравитационните вълни). Когато те бъдат включени, експертите вече говорят за квантови черни дупки. От това, което се знае за тях, може да се направи заключението, че те също разполагат със сингулярности, което на свой ред означава, че съществува и квантова космическа цензура – понятие, което е обект на разпалени дебати в научните среди. Тясно свързано с тази тема е неравенството на Пенроуз – математическа зависимост, според която масата или енергията на пространство-времето е свързана с площта на хоризонтите на черните дупки, които се съдържат в него. Експертите отбелязват, че то може да се използва за ясното формулиране на квантовата космическа цензура, като през последните години бяха направени няколко подобни опита, но без да бъдат постигнати задоволителни резултати.

JWST observations of the young galaxy LID-568 suggest that its central black hole is consuming matter at a supernormal rate. The finding could explain how black holes become supermassive so quickly. https://t.co/MLghBSSXaT pic.twitter.com/BJg4Z9FE8w
— Physics Magazine (@PhysicsMagazine) December 18, 2024

Лакомник с невиждани размери

В сърцето на галактика, намираща се на приблизително 12 млрд. светлинни години от Земята, има свръхмасивна черна дупка, която озадачава учените. Тя е наречена LID-568 и поглъща материя със скорост, която е 40 пъти по-висока от тази, считана за абсолютен максимум. Освен че има забележителен „апетит“, черната дупка излъчва интензивно рентгеново лъчение, благодарение на което попаднала в полезрението на астрономите. Проведените изследвания разкрили нещо изненадващо – тя била образувана само 1,5 млрд. години след Големия взрив. Въпросът, на който експертите все още не могат да намерят категоричен отговор, е какво е довело до създаването на подобен обект в период, когато Вселената била сравнително млада. Според една от най-популярните хипотези, LID-568 придобила по-голямата част от масата си само с един „епизод на натрупване“, случил се с безпрецедентна интензивност. Към настоящия момент не се знае почти нищо за този хипотетичен процес, а учените отбелязват, че трябва да бъдат извършени още много изследвания, за да се разкрият подробности относно механизмите, стоящи зад „екстремното хранене“ на черните дупки.

Най-далечната черна дупка

LID-568 се намира на огромно разстояние от Земята, но всъщност не е най-далечната свръхмасивна черна дупка, позната на астрономите. Лидер в тази класация е откритата през 2023 г. UHZ1. Тя се намира на 3,5 млрд. светлинни години от нашата планета, а учените смятат, че е създадена само 470 млн. години след Големия взрив. Нейната маса е между 10 и 100 пъти по-голяма от тази на Слънцето. Според екип учени, ръководен от Акос Богдан от Центъра по астрофизика „Харвард - Смитсониън“, откриването на подобен обект представлява важно доказателство за формирането на свръхмасивни черни дупки след директен гравитационен колапс на огромен облак газ в изключително плътен обект, който увеличава размера си с течение на времето. На сходно мнение е и астрофизикът от Принстънския университет Анди Гулдинг. „Съществуват физически ограничения за това колко бързо могат да растат черните дупки, но тези, които се раждат по-масивни, имат осезаемо предимство“, подчертава той.

* Във видеото: НАСА визуализира процеса по потъване в черна дупка

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase

Още от автора: