Engang i slutningen af 1960'erne optrådte en af de mest berømte fysikere i det forrige århundrede, John Wheeler (1911-2008), i et populærvidenskabeligt radioprogram fra BBC. Han talte i lang tid og farverigt om forskellige kosmiske vidundere, og til sidst vendte han sig til det smertefulde spørgsmål for ham om alle slags "forkerte observationer og mytiske genstande."
Her kastede en amerikansk videnskabsmand ivrigt på hypotesen om eksistensen af "frosne" (mørke, frosne) stjerner, hvilket især ikke var efter hans smag. Udtryk for sin foragt for disse "fysiske og matematiske fantasier", kaldte han dem "sorte huller." Så med Wheelers lette hånd optrådte det figurative udtryk "sort hul" i medierne og derefter i videnskabelige værker.
Rumbundets bundløse synkehul
I dag kalder vi et sort hul resultatet af det mest fantastiske naturfænomen - faldet "i sig selv" af massive himmellegemer. På latin betyder kollaps "faldne", hvorfor astronomer ofte kalder sorte huller "kollaps". De har en så stærk "koncentrator" af tyngdefeltet, at intet, inklusive lys, kan undslippe fra dem.
Historisk set blev der efterfulgt af sorte huller af mørke stjerner, der blev opdaget "på spidsen af en fjer" af den britiske astronom John Michell (1724-1793). Baseret på Newtons teori om universel tyngdekraft beskrev Michell sådanne stjerner, hvis tyngdekraft selv holdt lysstrålene. Naturligvis ville det være umuligt at bemærke en sådan helt sort stjerne. Michell skitserede sine beregninger på et af møderne i Royal Society of London i 1784 og kom straks under ild. Når alt kommer til alt kendte astronomien fra den tid ikke sådanne fænomener!
Så ideen om mørke stjerner, eller som de kaldes i dag, "Newtonianske" sorte huller, blev begravet i lang tid i videnskabelige arkiver. Det blev kun husket i tiden fra Albert Einstein (1879-1955) og hans teori om universel tyngdekraft. Einsteins teori forbandt tyngdekraften med rumets krumning og tiltrækkede straks mange fysikers opmærksomhed.
Salgsfremmende video:
Hans kollega ved Berlin Academy of Sciences Karl Schwarzschild (1873-1916) var i stand til at vise, at nogle gange meget koncentrerede gigantiske masser kan danne en slags bundløs tragt i rum-tid.
Fantastiske ting skulle ske i nærheden af Schwarzschild kollaps: en persons hjerte ville begynde at slå mindre og mindre, hans ur ville håbløst halte bagefter, og lyset omkring blev rødt. Selve tidens strøm ville aftage op til størkning nær det betingede grænse for det sorte hul, som en flod i frost. Hvad vil vi se i dybden af kollapsens sammenbrud?
Desværre sker der så mærkelige ting der, at det ganske enkelt er umuligt at beskrive dem populært. Selvom mange fysikere argumenterer for den indre struktur i sorte huller, har de imidlertid teoretisk allerede fundet anvendelser.
Metro mellem galakser
For mere end 30 år siden besluttede den berømte astronom og science fiction-forfatter Carl Sagan at skrive en roman om interstellar rejser og på samme tid ikke forkæle sig med tom fantasi, men skabe en "rigtig" ekstradimensional tunnel på siderne i hans bog. For at diskutere detaljerne vendte han sig til den fremtrædende teoretiske fysiker Kip Thorne, der entusiastisk begyndte at arbejde.
Thorne og hans samarbejdspartnere har overbevisende vist matematisk, at rumtidskanalen ikke kun kan kunstigt oprettes, men også opretholdes i en "fungerende" tilstand.”Ormhullet”, der blev skabt på denne måde i rummet, forbinder ikke kun de fjerne hjørner af vores Galaxy, men også de metagalaktiske vidder.
Sagan og Thornes samarbejde førte til science fiction bestseller Contact, som snart blev grundlaget for den meget underholdende film med samme navn. Der er virkelig en slags "metro" mellem galakser, langs hvilke hovedpersonen rejser. I mellemtiden kritiserede Wheeler ikke kun sorte huller, men alle former for overfladeovergange imellem dem. Med stor sarkasme kaldte han dem "ormehuller", "ormehuller" og "ormetunneler." Det er simpelthen forbløffende, men disse udtryk gik først ind i journalistenes leksikon og migrerede derefter til videnskabelige værker.
Science fiction litteratur taler ofte om de mest eksotiske måder at overskride rum og tid på. Selv en slags taktik for fremtidige "star wars" blev født, når kampflåden af jordfugle "dykker" ned i underområdet af et sort hul og pludselig dukker op lige ved basis af fjendtlige udlændinge, med det samme farende milliarder af parsecs.
Dog vurderet ud fra astronomiske observationer, vil sorte huller kræve titaniske bestræbelser på at "temme" dem, fordi de er de farligste rumobjekter, der udgør universets”lettelse”.
Space cannibals
Astronomer registrerer ofte uhyrlige energiudbrud fra det fjerne rum. Dette kan være ekko af de dramatiske processer med død af planeter og stjerner i sorte hullers synker. Rummonstre rækker den gasformige krop af en utilsigtet nærende stjerne fra hinanden og "sluger" mindre himmellegemer - planeter, kometer og asteroider.
Et sort hul tiltrækker siden af en tæt flyvende stjerne, der vender mod den meget stærkere end den modsatte side. Denne kraftige tidevandskraft strækker stjernen og får gas til at falde fra stjernen ind i det sorte hul. Astronomer har konkluderet, at sorte huller ikke fødes enorme, men at de gradvist vokser på grund af galakernes gas og stjerner.
Blandt de sorte huller er der også store fidgets, der hurtigt bevæger sig inden i stjernernes øer i galakser. Sammen med deres stillesiddende brødre fortærer disse "rumkannibaler" konstant ikke kun planetariske systemer som vores solsystem, men sluger også støv og gasskyer, der strækker sig mellem stjerneklynger.
Astronomer har længe bemærket, at i mindre galakser er sorte huller mindre massive med masser på lidt over et par millioner solmasser. Sorte huller i centrum af gigantiske galakser inkluderer milliarder af solmasser - faktum er, at den endelige masse af et sort hul dannes under dannelsen af en galakse. I nogle tilfælde forstørres sorte huller ikke kun ved at absorbere gas fra en individuel galakse, men også ved at flette galakser, hvilket resulterer i, at deres sorte huller smelter sammen.
I centrum af Mælkevejen er kernen i vores Galaxy, hvor det mystiske objekt Skytten A * er skjult. Astronomer mener, at dette er den største konkurrent til rollen som et sort hul med en masse på omkring fire millioner solmasser.
Med jævne mellemrum fortærer denne lokale "kannibal" af vores denne eller den anden stjerne. Og så registrerer specielle røntgen-teleskoper”dødskrig” af armaturet i form af en røntgenpuls. Det er med sin hjælp, at vores indre organer studeres i røntgenrummet.
Sorte huller kan imidlertid være ret fredelige og danne dobbeltstjernesystemer med almindelige stjerner. Denne idyll slutter imidlertid også tragisk, og efter hundreder af millioner og måske milliarder af år vil afstanden mellem det sorte hul og stjernen reduceres til en kritisk grænse. Stjernens bevægelse vil blive ustabil, og efter nogle få omdrejninger omkring det sorte monster forsvinder den ind i livmoderen.
Mystery af Tunguska meteoritten
I princippet kan et kunstigt sort hul også oprettes. For at gøre dette er det nødvendigt at komprimere enhver masse til størrelsen af gravitationsradiusen (radien for den kugle, på hvilken gravitationskraften skabt af massen inde i denne sfære har en tendens til uendelig.), Og så vil den selv begynde at katastrofalt falde sammen - kollaps.
Det er sandt, at dette er meget vanskeligt at gøre, fordi jo mindre massen er, jo mindre er gravitationsradiusen. For eksempel er jordens gravitationsradius cirka en centimeter, og for at omdanne Månen til et sort hul, skulle den komprimeres til størrelsen af et stort molekyle.
Ikke desto mindre forsøger de undertiden ved hjælp af modeller af mikroskopiske huller eller, som de oftere kaldes, mikrocollapsars, at forklare alle slags mystiske fænomener. Så der er en hypotese om, at den berømte Tunguska-meteorit ikke var andet end et miniatyr sort hul, der vandrede gennem universets vidstrækning.
Man kunne naturligvis simpelthen afvise sådanne opfindelser, men her opstår nysgerrige detaljer: det fulde fravær af meteoritrester, den usædvanlige karakter af eksplosionen og modstridende observationer af flyvevejen.
Der er ideer om, at en sådan mikrokollaps-sar havde en helt jordisk oprindelse. Faktum er, at det var i løbet af efteråret af Tunguska-meteoritten, at den store amerikanske opfinder Nikola Tesla (1856-1943) testede en bestemt bølgeresonator på det fantastiske Wondercliffe-tårn, som ved hjælp af "stående bølger i verdens elektriske ether" skulle transmittere energi over hele planeten.
Urbane legender fortæller, hvordan en kolossal plasmoid blinkede over Podkamennaya Tunguska og øjeblikkeligt kollapsede ned i et sort mini-hul. Denne proces forårsagede en orkan af energi, registreret som et Tunguska-mirakel.
Der er også en version af denne hypotese, hvor selve Tunguska-meteoriten netop var et sort, sort hul, der penetrerede vores planet med stor hastighed.
Hvor plausible er konklusionerne fra teoretiske fysikere? Er der virkelig ormetunneler i rumtid, eller er dette bare en slags "fysisk og matematisk fantasi"? Og det vigtigste spørgsmål: er det muligt at foreslå reelle eksperimenter til at skabe kunstige underrumsormhuller, der fører til rummet i andre dimensioner?
Er LHC en dommedagsmaskine eller en mikrocollapsar-generator?
Beregninger viser, at mikroskopiske sorte huller godt kan opstå i eksperimenter med partikelacceleratorer, såsom den velkendte Large Hadron Collider (LHC), der blev lanceret ved CERN.
Princippet om drift af LHC er teoretisk ganske enkelt: forestil dig et rør, hvor to gigantiske kanoner skyder mod hinanden med specielle projektiler - de elementære partikler, der udgør atomer. Når disse mikroskopiske projektiler mødes, spreder de sig som fyrværkeri af alle slags fragmenter, blandt hvilke der kan være mikroskopiske sorte huller.
Hvis LHC-fysikerne opdager disse mikroobjekter, vil den videnskabelige fornemmelse langt overgå den nylige opdagelse af "gudspartiklen" - Higgs boson.
Nogle forskere mener, at mikro-kollaps er meget farlige genstande, der kan føre til planetarisk katastrofe. Lanceringen af LHC var ledsaget af protester, og en gruppe fysikere sagsøgte endda CERN som en organisation, der bringer menneskeheden fare for dødelig fare.
I sidste ende faldt lidenskaberne noget, da fysikere tydeligt har vist, at hvert øjeblik skred af kosmiske partikler falder på jordoverfladen, hvilket meget overskrider energi med produkterne fra kollisioner i LHC. Ikke desto mindre udgør strømme af kosmiske stråler med meget høj energi ingen fare og frembringer ikke mikroskopiske sorte huller.
På den anden side viser computermodeller, at hvis Jorden blev besøgt af et mini-hul, ville det straks falde til vores planet og begyndte at dreje sig omkring den og absorbere magma. Men uanset hvor ildevarslende denne proces kan synes, vil det tage flere milliarder år, før den på en eller anden måde manifesterer sig på overfladen. Så det er meget muligt, at vi har levet med et sort hul under vores fødder i lang tid …
Universets fremtid og livet i et sort hul
Det vides ikke, om menneskeheden vil eksistere i milliarder af år, men i den optimale version vil astronomer i den fjerne fremtid være i stand til at observere en helt anden Metagalaxy - det synlige univers. De fleste af stjernerne vil brænde ud, og de sollignende armaturer bliver til tætte dværge. På samme tid vil mere massive stjerner blive sorte huller, der er endnu mindre og har et så stærkt tyngdefelt, at selv lys ikke kan overvinde det.
Disse rester vil dog fortsat dreje sig om det galaktiske centrum med en periode på ca. 100 millioner år. Kollisioner mellem resterne vil kaste nogle af dem ud af galaksen. Resten vil slå sig ned i kredsløb tættere på midten og vil til sidst samles og danne et kæmpe sort hul i midten af Galaxy, som en dag vil sluge al materie.
Hvad vil det være - slutningen på liv og fornuft i vores univers?
Lad os ikke skynde os, for nogle moderne teorier forudsiger, at selv i de forfærdelige dybder af sorte huller kan der findes hele planeter, der kredser på ubestemt tid omkring et centralt punkt. Ifølge foreløbige beregninger kan sådanne planeter endda lyse op på grund af fotoner, der er fanget udefra i hullets fælde og rotere sammen med andre legemer i den samme stabile bane.
Kun det sidste spørgsmål skal løses: kan der eksistere liv på planeterne i et sort hul? Ifølge nogle teoretikere er dette muligt. Desuden kan vores fremtidige højtudviklede civilisation flygte fra kosmiske katastrofer finde en reel tilflugt i dybderne i det supermassive sorte hul, der besætter kernen i Mælkevejen.
Selvfølgelig vil kolonisatorerne af sorte huller skulle løse et antal grandiose opgaver, såsom at modvirke kolossale tidevandskræfter og beskyttelse mod den stærkeste strøm af stråling. Fra synspunktet om udviklingen af fornuft vil en civilisation, der har formået at trænge ind i det sorte hul, virkelig have fantastiske teknologier, der kan løse de mest fantastiske problemer.
Måske inden for få årtusinder vil den menneskelige civilisation være helt fri til at åbne portaler til andre verdener. I dette tilfælde kan der opstå en række forskellige muligheder: ormehuller mellem fjerne dele af vores galakse, underrummet tunneler mellem galakser i udkanten af universet, broer mellem fortiden og fremtiden, ormehuller til andre verdener.
Derefter er fremtidens menneskehed ikke bange for nogen kosmiske katastrofer, og den vil være i stand til frit at rejse over forskellige universer ved at vælge et gunstigt habitat. Efter at have fundet ud af, hvordan universer fødes, og hvorfor de har forskellige egenskaber, kan supercivilisation begynde at søge efter færdige gennem sorte huller og skabe nye verdener, der er mere tilpassede til livet og ikke er modtagelige for alle slags katastrofer.
Så hvad skjuler sorte huller i sig selv? En sti til andre verdener, fremtidens ubegrænsede energi, universets sidste åndedrag eller civilisation af andre verdener?
Det er muligt, at den nuværende generation af studerende og skolebørn kender svarene på nogle af disse spørgsmål. Vi kan kun vente på det spændende øjeblik, når astronomer endelig vil være i stand til at starte direkte med at studere "kandidater til tyngdepunktkollaps."
Oleg FAYG