Kako nastanejo črne luknje?

Prva slika črne luknje, posneta aprila 2019





Kako nastanejo črne luknje?

Če bi lahko zmečkali Zemljo v kroglo velikosti frnikole, bi postala črna luknja. Kaj so te skrivnostne entitete?



Črne luknje so nenavadni predmeti s številnimi čudnimi lastnostmi, vendar je večina knjig in člankov poudarila njihove eksotične vidike in zakrila njihovo v osnovi preprosto naravo.



Kako nastanejo črne luknje?

Astronomi verjamejo, da se lahko zvezdi zgodi ena od le treh stvari, ko je zgorela brez goriva, odvisno od njene mase. Zvezda, manjša od Sonca, se zruši, dokler ne tvori 'belega pritlikavka' s polmerom le nekaj tisoč kilometrov. Če ima zvezda med eno in štirikratno maso Sonca, lahko ustvari 'nevtronsko zvezdo' s polmerom le nekaj kilometrov in takšno zvezdo lahko prepoznamo kot 'pulsar'. Relativno malo zvezd z več kot štirikratno maso Sonca se ne more izogniti kolapsu znotraj svojih Schwarzschildovih polmerov in postati črne luknje. Torej so črne luknje lahko trupla masivnih zvezd.



Večina astronomov verjame, da so galaksije, kot je Rimska cesta, nastale iz velikega oblaka plina, ki se je sesul in razbil na posamezne zvezde. Zdaj vidimo zvezde, ki so najbolj tesno združene v središču ali jedru. Možno je, da je bilo v samem središču preveč snovi, da bi tvorila navadno zvezdo, ali pa so bile zvezde, ki so nastale, tako blizu ena drugi, da so se združile v črno luknjo. Zato se trdi, da bi v središču nekaterih galaksij lahko obstajale res ogromne črne luknje, ki ustrezajo sto milijonom zvezd, kot je Sonce.



Prva slika črne luknje

Aprila 2019 so astronomi posneli prvo fotografijo črne luknje.



Sliko je posnel Event Horizon Telescope, niz radijskih teleskopov po vsem svetu, zasnovanih posebej za zajemanje slike črne luknje. Ta posebna črna luknja je od Zemlje oddaljena 500 milijonov trilijonov kilometrov.

Kaj je črna luknja?

Če žogico vržemo navzgor s površine Zemlje, doseže določeno višino in nato pade nazaj. Težje kot je vržen, višje gre. Če bi ga vrgli dovolj močno, bi sčasoma zapustilo ozračje in nadaljevalo. Toda če bi povečali silo gravitacije, bi moral predmet potovati vse hitreje in hitreje, preden bi se lahko osvobodil.



Če bi Zemljo stisnili na velikost krogle s polmerom 9 mm, bi njena gravitacija zadostovala, da prepreči, da bi pobegnil celo predmet, ki potuje s svetlobno hitrostjo. V primeru Sonca bi bil Schwarzschildov polmer, kot je znano, slabe 3 km.



Če niti svetlobna energija ne potuje dovolj hitro, da bi ušla (in nič ne more potovati hitreje), potem noben signal ne more uiti in predmet bi bil 'črn'. Edini pokazatelj prisotnosti takega predmeta je vleka njegove gravitacije. Proč od površine je to enako, kot če bi bil tam običajen predmet enake mase. Prisotnost gravitacije pomeni, da lahko predmeti padejo vanjo in s tem 'luknjo'.

Črna luknja je torej tako kompakten objekt, da je ubežna hitrost z njene površine večja od svetlobne hitrosti.



Kako bi lahko videli črno luknjo?

Ker so črne luknje majhne in iz njih ne uide noben signal, se morda zdi nemogoča naloga, da bi jih našli. Vendar pa sila gravitacije ostaja, tako da če zaznamo gravitacijo tam, kjer ni vidnega vira svetlobe, je lahko odgovorna črna luknja.



Ta vrsta argumenta sama po sebi ni preveč prepričljiva, zato moramo iskati druge namige. Če je okoli črne luknje drug material, ki bi lahko padel vanjo, potem bo. Potem obstaja velika verjetnost, da bo, ko pade, proizvedel nekaj zaznavnega signala ne iz same črne luknje, temveč izven nje.

Stvari so precej drugačne, če je v središču galaksije ogromna črna luknja. Tam je možno, da črna luknja pogoltne zvezdo. Gravitacija na takšno zvezdo bo tako močna, da jo bo razbila na sestavne atome in jih z veliko hitrostjo vrgla v vse smeri. Nekateri drobci bodo padli v luknjo in povečali njeno maso, drugi pa bi lahko povzročili izbruh radijskih valov, svetlobe in rentgenskih žarkov.



To je samo vedenje, ki ga opazimo v galaksijah vrste, imenovane 'kvazarji', in se lahko zgodi na blažji način v središču naše lastne Rimske ceste.



koliko je ura gmt+1

Astronomi iz Kraljevega observatorija so bili del ekipe, ki je ugotovila, da galaksija NGC 4151 vsebuje približno 1000 milijonov krat večjo maso Sonca, skoncentrirano v jedrski regiji, katere premer ni več kot 4000-krat večji od razdalje med Zemljo in Soncem. Trenutno najbolj verjetna razlaga je, da je večina te mase v črni luknji v središču.

Stephen Hawking

Večina tega, kar vemo o črnih luknjah danes, je zaradi Stephena Hawkinga. Priznani znanstvenik je uporabil relativnostno teorijo Alberta Einsteina, da bi ustvaril trdnejšo teoretično matematično podporo teoriji črnih lukenj. Hawking je umrl 14. marca 2018, vendar je njegov vpliv na znanost in na naše razumevanje črnih lukenj ogromen.

Kraljevi observatorij je odprt vsak dan od 10.00

Rezervirajte vstopnice