Czarne dziury są tak ciężkie, że potężna siła grawitacji nie pozwoli wyrwać się z ich powierzchni nawet światłu. Oczywiście nie tylko światłu, także materii. Te obiekty są często porównywane do kosmicznych odkurzaczy. Chyba bliżej im do lejków, do których wpada woda i tworzy na ich brzegach wir. Podobny wir powstaje, gdy z wypełnionej wanny albo umywalki ktoś wyciągnie korek. Wirująca woda to materia znajdująca się w otoczeniu czarnej dziury. To gwiazdy, planety czy obłoki pyłu. Choć czarnej dziury nie widać bezpośrednio, widać „wir” wpadającej do niej (czy właściwie na jej powierzchnię) materii. Materia zaczyna wirować, a następnie zostaje „wciągnięta” do środka. Wirująca masa (zwana dyskiem akrecyjnym) jest rozgrzewana do niewyobrażalnej wręcz temperatury, a jej energia zostaje wypromieniowana jako promieniowanie rentgenowskie. Ten efekt bardzo wyraźnie rejestrują np. teleskopy kosmiczne. Jest jeszcze jeden sposób na „obserwowanie” czarnych dziur. Promienie światła mogą być zakrzywiane przez dużą masę. Z punktu A do B promień światła porusza się po linii prostej. Tak mówi intuicja. Rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. Promień może zostać ugięty – tak jak linijkę można ugiąć, naciskając na nią palcem, tak promień świetlny zakrzywia obecność na jego drodze dużej masy. Gdy widać ugięcie światła (tzw. soczewkowanie grawitacyjne), wiadomo, że gdzieś po drodze musi znajdować się duża masa (spore źródło grawitacji). Na przykład czarna dziura.
Jak umiera gwiazda?
Gdy duże gwiazdy dobiegają kresu swojego żywota, najpierw eksplodują (jako tzw. supernowe), a następnie gwałtownie się kurczą. Następuje wtedy „ściskanie” materii. Jądro gwiazdy zawiera niewyobrażalną masę. Zmniejsza się średnica takiego obiektu, rośnie gęstość. Grawitacja przyciąga wszystko ze swojego najbliższego otoczenia, a to zwiększa masę obiektu. Gdy rośnie masa, rośnie także grawitacja, a więc siła, z jaką materia jest przyciągana. W końcu przyciąganie jest tak duże, że z powierzchni czarnej dziury nie może wydostać się nawet światło. Gdy cokolwiek za bardzo zbliży się do powierzchni obiektu, nigdy się już z niego nie wydostanie. Ta krytyczna granica nazywa się horyzontem zdarzeń. Istnienie czarnych dziur przewidział teoretycznie już w 1783 r. John Mitchell z Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego. Jednak tzw. ciemne gwiazdy (tak je wtedy nazywano) nie wzbudzały większego zainteresowania aż do chwili, gdy opublikowana została ogólna teoria względności Alberta Einsteina (początek XX w.). Einstein pisał o tym, że sekundy płyną wolniej w sąsiedztwie pola grawitacyjnego. Im większe to pole, im większa masa, tym wolniej w jej sąsiedztwie płynie czas. Czy na powierzchni czarnej dziury czas stoi w miejscu i wszystko jest wieczne?
Dziura jak galaktyka
Czarne dziury dzieli się ze względu na ich masę. Pierwsza grupa to najlżejsze czarne dziury (zwane gwiazdowymi). Są nie cięższe niż kilkanaście mas Słońca (Słońce waży 2 z 30 zerami kilogramów). Takich małych czarnych dziur jest całkiem sporo. Szacuje się, że tylko w naszej galaktyce jest ich około 100 milionów. Najmniej poznane są tzw. średnio masywne czarne dziury, czyli takie, których masa waha się od 100 do 10 000 mas Słońca. W końcu są czarne dziury giganty, których masy są przynajmniej 100 000 razy większe od masy Słońca. Taka duża czarna dziura znajduje się w sercu naszej galaktyki. Choć obiekt nazwany Sagittarius A* ma masę przekraczającą o 3 miliony masę naszego Słońca, jest tylko kilka razy od niego większy. Jak to możliwe? Materia w czarnej dziurze jest bardzo gęsto upakowana.
.........................
Więcej na: Gość
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz