Kina je lansirala prvi čvrsti rendgenski teleskop u orbitu kako bi pomogla astronomima da proučavaju crne rupe. Ovo je prenijela novinska agencija Xinhua.
Teleskop težak 2,5 tone trenutno je u orbiti na visini od 550 km. Prema Direktor Laboratorije za astrofizička mjerenja Kineske akademije nauka (CAS) Zhang Shuannan, pored rupa koje su već poznate nauci, astronomi očekuju da će otkriti nove slične svemirske objekte.
“Crne rupe su od velikog interesa za nauku i stoga će zauzeti centralno mjesto u našoj istraživačke aktivnosti. Oni djeluju kao izvor različitih vrsta zračenja, uključujući rendgenske zrake, kao i visokoenergetske kosmičke zrake i njihove snažne praske”, objasnio je Shuangnan.
Šta je crna rupa?
Crna rupa je oblast u prostoru i vremenu koju karakteriše izuzetno jaka gravitacija. Poput magneta, privlači objekte koji se kreću najvećom mogućom brzinom, uključujući najmanje čestice i elektromagnetno zračenje. Čak i objekti koji se kreću brzinom svjetlosti, uključujući kvante same svjetlosti, ne mogu je napustiti.
Postoji nekoliko teorija o porijeklu crnog daha. Prema jednom od njih, ova nebeska tijela nastaju eksplozijom velikih zvijezda.
Kako ona izgleda?
Kako izgleda crna rupa, još niko zaista ne zna. Možda će to ostati pitanje na koje čovječanstvo nikada neće moći dati pouzdan odgovor. Činjenica je da su crne rupe nevidljive, jer čak ni svjetlost koja ulazi u njih ne može pobjeći iz njihovog gravitacijskog polja.
Međutim, astronomi vjeruju da bi granice crne rupe trebale biti vidljive zbog zračenja koje emituje materijal koji se apsorbira. Na 221. sastanku Američkog astronomskog društva, naučnici sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju predstavili su hipotetičke kompjuterske slike takvog objekta. Po njihovom mišljenju, crna rupa nije nimalo bezoblična, već ima oblik polumjeseca. To je zato što je strana okrenuta prema posmatraču, iz posebnih kosmičkih razloga, uvijek svjetlija od poleđine. Tamni krug u središtu polumjeseca je crna rupa.
Kako se posmatraju crne rupe?
Dakle, nemoguće je vidjeti crnu rupu kroz teleskop. Oni se detektuju zbog sjaja u horizontu događaja. Tako je prva crna rupa otkrivena 1972. godine zbog činjenice da je djelovala kao izvor moćnih rendgenskih zraka.
Ako je crna rupa apsorbirala svu materiju koja ju je okruživala, onda se može vidjeti samo kroz izobličenje svjetlosnih zraka udaljenih zvijezda. “Da takva područja nisu aktivna, ne bismo ih mogli otkriti. Ali kada neki predmet uđe u crnu rupu, on se ubrzava, zagrijava i počinje proizvoditi rendgenske zrake, koje se mogu analizirati kako bi se zamislilo o čemu se radi”, objasnio je Zhang Shuangnan.
Međutim, čak i nakon što su snimili takvo zračenje, astronomi ne mogu biti potpuno sigurni da ispred sebe imaju crnu rupu, a ne samo masivno, nesvjetleće tijelo. Vjeruje se da se, osim radijacije, takvi objekti mogu otkriti i zbog oblaka koji ih okružuju, a koji sadrže elementarne čestice, prašinu, gasove, meteorite, planete, pa čak i zvezde.
Termin "crna rupa" prvi je upotrijebio John A. Wheeler 1967. godine. Ovo je naziv područja u prostoru i vremenu sa tako velikom gravitacijom da je ne mogu napustiti ni svjetlosni kvanti. Veličina je određena gravitacionim radijusom, a granica djelovanja naziva se horizont događaja.
Crna rupa u reprezentaciji umjetnika
U idealnom slučaju, crna rupa, pod uslovom da je izolovana, je apsolutno crno područje prostora. Kako zapravo izgleda crna rupa, još niko ne zna, zna se samo da ne opravdava svoj naziv, jer je apsolutno nevidljiva. Prema astronomima, njegovo prisustvo se može odrediti samo po sjaju u horizontu događaja. Ovo se dešava iz dva razloga:
- U njega padaju čestice materije, čija brzina, kako se približava tački bez povratka, opada. Oni stvaraju sliku difuznog oblaka gasa i prašine, sa sve većom gustinom unutra.
- Svjetlosni kvanti, prolazeći u blizini crne rupe, mijenjaju svoju putanju. Ovo izobličenje je ponekad toliko veliko da ga svjetlost obiđe nekoliko puta prije nego što uđe unutra. Ovo formira svetlosni prsten.
Prema pretpostavkama astronoma, zvijezda koja sve proždire uopće nije bezoblična, već izgleda kao polumjesec. To je zato što je strana okrenuta prema posmatraču, iz posebnih kosmičkih razloga, uvijek svjetlija od druge strane. Tamni krug u središtu polumjeseca je crna rupa.
emergence
Postoje dva scenarija nastanka: jaka kompresija masivne zvijezde, kompresija centra galaksije ili njenog plina. Postoje i hipoteze da su nastali nakon Velikog praska ili su nastali kao rezultat oslobađanja ogromne količine energije u nuklearnoj reakciji.
Vrste
Mlaz u galaksiji M87 je manifestacija aktivnosti supermasivne crne rupe u galaktičkom jezgru
Postoji nekoliko glavnih tipova: Supermasivni - veoma obrasli, često se nalaze u centru galaksija; Primarni – pretpostavlja se da bi se mogli pojaviti sa velikim odstupanjima u uniformnosti gravitacionog polja i gustine kada se pojavio Univerzum; Kvantni - hipotetski nastaju tokom nuklearnih reakcija i imaju mikroskopske dimenzije.
Život crne rupe nije vječan
Prema pretpostavci S. Hawkinga, ograničena je na otprilike 10 do 60. stepen godina. Rupa se postepeno "tanja" i za sobom ostavlja samo elementarne čestice.
Postoji pretpostavka da postoji antipod - bijela rupa. Ako sve uđe u prvu i ne izađe, onda je nemoguće ući u drugu - samo se oslobađa. Prema ovoj teoriji, bijela rupa se pojavljuje na kratko vrijeme i propada, izbacujući energiju i materiju. Sasvim ozbiljni naučnici smatraju da se na taj način stvara svojevrsni tunel uz pomoć kojeg se može kretati na ogromne udaljenosti.
Naučno popularni film o crnim rupama
Crne rupe su misteriozne, neverovatno guste i teške; fizika tek počinje da istražuje njihova svojstva. Jednom uhvaćeni u njihov zagrljaj, ništa, čak ni svjetlost, ne može im pobjeći.
Iako ovaj nevjerovatni fenomen svojom misterioznošću uzbuđuje maštu, niko nikada nije vidio ni jednu crnu rupu. Ako vidite sliku crne mase koja iskrivljuje prostorno-vremenski kontinuum oko sebe, znajte da je ovo samo ilustracija.
Izgleda sjajno, ali to je samo slika
Zašto nijedan astronom nikada nije direktno posmatrao crnu rupu
Najveći problem koji ometa pokušaje otkrivanja crnih rupa je taj što su čak i one najmasovnije relativno male. Dimitrios Psaltis, astrofizičar sa Univerziteta u Arizoni, objašnjava:
“Najveća crna rupa na našem nebu nalazi se u centru Mliječnog puta. A slikati to je kao praviti CD na površini mjeseca.”
Osim toga, zbog jakog gravitacionog polja, crne rupe su obično okružene drugim svijetlim objektima, pa ih je posebno teško vidjeti same.
Dakle, kada astronom traži crnu rupu, on čak i ne pokušava da je zamisli – umesto toga, traži dokaze da njeno gravitaciono polje i zračenje u interakciji sa drugim objektima. Psaltis kaže:
“Obično fiksiramo orbite zvijezda i nakupina plina koje su koncentrisane oko tamnog područja neba i pokušavamo izmjeriti masu ovog tamnog objekta. Ako je masa prevelika za bilo koji drugi tamni objekat koji bi mogao biti tamo, smatramo da je to znak crne rupe.
Međutim, imamo indirektne slike crnih rupa
Neke od najboljih slika snimljene su u Chandra X-ray opservatoriji, gdje Edmonds radi. On kaže:
“Trenje i velika brzina materije koja formira crnu rupu postaju prirodni izvor rendgenskih zraka. A Chandra je svemirski teleskop posebno dizajniran za otkrivanje takvih zraka.”
Dakle, opservatorija Chandra je dokumentovala rendgenske eksplozije nastale tokom spajanje dvije galaksije udaljene oko 26 miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Astrofizičari sumnjaju da je njihov neposredni izvor bila ogromna crna rupa.
Raspon rendgenskih zraka: NASA / CXC / Univerzitet Teksasa / E. Schlegel et al.; Optički raspon: NASA / STScI
Slično, grimizne mrlje na ovoj slici su područja intenzivne rendgenske emisije. Pretpostavlja se da su njihovi izvori crne rupe nastale prilikom sudara dvije galaksije (ružičasti i plavi prstenovi).
NASA / CXC / IoA / A. Fabian et al.
Ova animacija prikazuje najveću rendgensku baklju iz regije u centru Mliječnog puta gdje se smatra da se nalazi ogromna crna rupa. Snimljeno teleskopom Chandra.
NASA / CXC / Amherst College / D. Haggard et al.
A ovo je isti rendgenski blic, ali sa manjim uvećanjem.
Opšti oblik dio neba gdje je snimljen rendgenski bljesak iz centra Mliječnog puta. (NASA / CXC / Amherst College / D. Haggard et al.
Vidimo džinovske mlazove materije - mlazove koje crne rupe bacaju u svemir
Ovo je kompozitna slika (napravljena kombinovanjem podataka sa Hubble i radio teleskopa) koja prikazuje mlazove materije i energije koji izviru iz centra Herkulove galaksije. Lete skoro brzinom svetlosti, ilustrujući neverovatno destruktivne sile svemirski objekti.
NASA / Hubble teleskop
Sljedeća slika prikazuje ogromne mlazove za koje se smatra da ih stvara crna rupa u centru galaksije Centaurus A, koja se nalazi 13 miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Mlazovi su duži od same galaksije.
ESO / WFI (vidljivi domet); MPIfR / ESO /APEX / A. Weiss i dr. (mikrotalasno zračenje); NASA /CXC / CfA / R. Kraft i dr. (rendgenski snimak)
Astronomi promatraju zvijezde kako kruže oko misterioznih tamnih objekata, najvjerovatnije crnih rupa
Ovaj video prikazuje kretanje zvijezda u blizini centra Mliječnog puta u intervalu od 16 godina, što ukazuje na prisustvo crne rupe tamo.
Uskoro možemo vidjeti pravu crnu rupu
Dio crne rupe koji se može uhvatiti je horizont događaja, granica iza koje ništa ne može pobjeći. Naučnici sugeriraju da će izgledati kao na slici: oštra granica između svjetla i tame.
NASA/JPL-Caltech
Na gornjoj ilustraciji, supermasivna crna rupa u centru je okružena materijom koju apsorbuje, formirajući takozvani akrecijski disk. Ovaj disk nastaje od prašine i gasa koji pod uticajem gravitacije padaju u crnu rupu. Takođe je prikazan izlazni tok visokoenergetskih čestica za koje se smatra da ih pokreće okretanje crne rupe.
Prava fotografija takođe može prikazati akrecijski disk, odnosno svijetli prsten materije koji rotira oko rupe (kada je prikazana crna rupa u filmu Interstellar, vidimo upravo akrecijski disk).
Zanimljivo je da se naučnici nadaju da će u narednih nekoliko godina potvrditi postojanje crne rupe u centru Mliječnog puta - i utvrditi kako ona izgleda.
To je moguće zahvaljujući teleskopu Event Horizon - to je globalna mreža senzora koji, u stvari, čine jedan teleskop veličine naše planete. Prema planu, slika crne rupe trebala bi biti gotova do kraja 2017. godine - to će biti prva slika horizonta događaja. Edmonds kaže:
“Oni se nadaju da će vidjeti samu sjenu, samu tamnu oblast. Biće to veoma važno dostignuće."
Direktno snimanje crne rupe omogućit će naučnicima da nauče više o efektima ultravisoke gravitacije i pruže dodatne podatke za testiranje teorije relativnosti.
Nema više očaravajuće ljepote kosmički fenomen nego crne rupe. Kao što znate, predmet je dobio ime zbog činjenice da je u stanju apsorbirati svjetlost, ali je ne može reflektirati. Zbog ogromne privlačnosti, crne rupe usisavaju sve što im je blizu - planete, zvijezde, svemirski otpad. Međutim, ovo nije sve što biste trebali znati o crnim rupama, jer postoji mnogo nevjerovatnih činjenica o njima. 
Crne rupe nemaju tačku bez povratka
Dugo se vjerovalo da sve što upadne u područje crne rupe ostaje u njoj, ali rezultat nedavnih istraživanja je da nakon nekog vremena crna rupa "izbacuje" sav sadržaj u svemir, ali u drugačiji oblik od originalnog. Horizont događaja, koji se smatrao tačkom nepovrata za svemirske objekte, pokazao se samo kao njihovo privremeno utočište, ali taj proces je vrlo spor. 
Zemlji prijeti crna rupa
Solarni sistem samo dio beskonačne galaksije, u kojoj postoji ogroman broj crnih rupa. Ispostavilo se da Zemlju ugrožavaju i njih dvoje, ali na sreću, nalaze se na velikoj udaljenosti - oko 1600 svetlosnih godina. Otkriveni su u galaksiji koja je nastala kao rezultat spajanja dvije galaksije. 
Naučnici su vidjeli crne rupe samo zbog činjenice da su bile blizu Sunčevog sistema uz pomoć rendgenskog teleskopa, koji je u stanju da uhvati X-zrake koje emituju ovi svemirski objekti. Crne rupe, budući da su jedna pored druge i praktično se spajaju u jednu, nazvane su jednim imenom - Chandra u čast boga mjeseca iz hinduističke mitologije. Naučnici su uvjereni da će Chandra uskoro postati to zbog ogromne sile gravitacije.
Crne rupe mogu nestati tokom vremena
Prije ili kasnije sav sadržaj crne rupe pobjegne i ostaje samo zračenje. Gubeći masu, crne rupe vremenom postaju sve manje, a zatim potpuno nestaju. Smrt svemirskog objekta je veoma spora, pa je malo verovatno da će neko od naučnika moći da vidi kako se crna rupa smanjuje, a zatim nestaje. Stephen Hawking je tvrdio da je rupa u svemiru visoko komprimirana planeta i da s vremenom ispari, počevši od rubova izobličenja. 
Crne rupe ne moraju izgledati crne
Naučnici tvrde da pošto svemirski objekat apsorbuje čestice svetlosti u sebe, a da ih ne reflektuje, crna rupa nema boju, već samo njena površina odaje - horizont događaja. Svojim gravitacionim poljem zaklanja sav prostor iza sebe, uključujući planete i zvijezde. Ali u isto vrijeme, zbog apsorpcije planeta i zvijezda na površini crne rupe u spirali zbog ogromne brzine kretanja objekata i trenja između njih, pojavljuje se sjaj, koji može biti svetlije od zvezda. To je skup gasova stardust i druge materije koje je crna rupa usisala. Takođe, ponekad crna rupa može emitovati elektromagnetne talase i stoga može biti vidljiva.
Crne rupe se ne stvaraju niotkuda, njihova osnova je ugašena zvijezda.
Zvijezde sijaju u svemiru zahvaljujući opskrbi fuzionim gorivom. Kada se završi, zvijezda se počinje hladiti, postepeno se pretvarajući iz bijelog patuljka u crnog. Unutar ohlađene zvijezde tlak počinje opadati. Pod uticajem gravitacione sile, kosmičko telo počinje da se skuplja. Posljedica ovog procesa je da zvijezda kao da eksplodira, sve njene čestice se raspadaju u svemiru, ali u isto vrijeme gravitacijske sile nastavljaju djelovati, privlačeći susjedne svemirske objekte, koje ona zatim apsorbira, povećavajući snagu crna rupa i njena veličina. 
Supermasivna crna rupa
Crna rupa, desetine hiljada puta veća od Sunca, nalazi se u samom centru Mlečnog puta. Naučnici su ga nazvali Strijelac i nalazi se na udaljenosti od Zemlje 26.000 svetlosnih godina. Ovo područje galaksije je izuzetno aktivno i velikom brzinom upija sve što mu je blizu. Takođe često "bljuje" ugašene zvezde. 
Iznenađujuća je činjenica da prosječna gustina crne rupe, čak i s obzirom na njenu ogromnu veličinu, može biti jednaka gustini zraka. Sa povećanjem radijusa crne rupe, odnosno broja objekata koje je uhvatila, gustoća crne rupe postaje manja i to se objašnjava jednostavnim zakonima fizike. Dakle, najveća tijela u svemiru mogu zapravo biti lagana kao zrak.
Crna rupa bi mogla stvoriti nove svemire
Koliko god to čudno zvučalo, posebno na pozadini činjenice da crne rupe zapravo apsorbiraju i shodno tome uništavaju sve oko sebe, naučnici ozbiljno razmišljaju da ovi svemirski objekti mogu pokrenuti nastanak novog Univerzuma. Dakle, kao što znate, crne rupe ne samo da apsorbuju materiju, već je mogu i osloboditi u određenim periodima. Svaka čestica koja je izašla iz crne rupe može eksplodirati i to će postati novi Veliki prasak, a prema njegovoj teoriji tako se pojavio i naš Univerzum, stoga je moguće da Sunčev sistem koji danas postoji i u kojem se Zemlja okreće, može eksplodirati. naseljen ogromnim brojem ljudi, nekada je rođen iz masivne crne rupe. 
Vrijeme prolazi vrlo sporo u blizini crne rupe.
Kada se objekat približi crnoj rupi, bez obzira na masu, njegovo kretanje počinje da se usporava, a to je zato što se u samoj crnoj rupi vreme usporava i sve se dešava veoma sporo. To je zbog ogromne gravitacijske sile koju ima crna rupa. Istovremeno, ono što se dešava u samoj crnoj rupi dešava se dovoljno brzo, jer kada bi posmatrač pogledao crnu rupu sa strane, činilo bi mu se da se svi procesi koji se odvijaju u njoj odvijaju sporo, ali ako bi on ušao u crnu rupu. njegov lijevak, gravitacijske sile bi ga istog trena rastrgale.
Crne rupe su jedan od najmoćnijih i najmisterioznijih objekata u svemiru. Nastaju nakon uništenja zvijezde.
NASA je sastavila seriju nevjerovatnih slika navodnih crnih rupa u prostranstvu svemira.
Evo fotografije najbliže galaksije Centaurus A koju je snimila Chandra X-Ray opservatorij. Ovdje je prikazan utjecaj supermasivne crne rupe unutar galaksije.
Nasa je nedavno objavila da crna rupa izlazi iz zvijezde koja eksplodira u obližnjoj galaksiji. Prema Discovery News-u, ova rupa se nalazi u galaksiji M-100, koja se nalazi na udaljenosti od 50 miliona godina od Zemlje.
Evo još jedne vrlo zanimljive fotografije iz opservatorije Chandra koja prikazuje galaksiju M82. NASA vjeruje da bi slika mogla biti polazna tačka za dvije supermasivne crne rupe. Istraživači sugeriraju da će formiranje crnih rupa početi kada zvijezde iscrpe svoje resurse i izgore. Oni će biti smrvljeni sopstvenom gravitacionom težinom.
Naučnici pripisuju postojanje crnih rupa Ajnštajnovoj teoriji relativnosti. Stručnjaci koriste Ajnštajnovo razumevanje gravitacije da odrede ogromnu gravitaciju crne rupe. Na predstavljenoj fotografiji, informacije iz Chandra X-Ray opservatorije poklapaju se sa slikama dobijenim sa svemirskog teleskopa Hubble. NASA vjeruje da ove dvije crne rupe spiralno kruže jedna prema drugoj 30 godina, a vremenom bi mogle postati jedna velika crna rupa.
Ovo je najmoćnija crna rupa svemirska galaksija M87. subatomske čestice, koji se kreću skoro brzinom svjetlosti, ukazuju na to da postoji supermasivna crna rupa u centru ove galaksije. Veruje se da je ona "upila" materiju jednaku 2 miliona naših sunaca.
NASA vjeruje da ova slika pokazuje kako se dvije supermasivne crne rupe sudaraju i formiraju sistem. Ili je to takozvani "efekat praćke", zbog čega se sistem formira od 3 crne rupe. Kada su zvijezde supernove, one imaju sposobnost kolapsa i ponovnog pojavljivanja, što rezultira stvaranjem crnih rupa.
Ovaj umjetnički prikaz prikazuje crnu rupu koja usisava plin iz obližnje zvijezde. Crna rupa ima ovu boju jer je njeno gravitaciono polje toliko gusto da apsorbuje svetlost. Crne rupe su nevidljive, pa naučnici samo nagađaju o njihovom postojanju. Njihova veličina može biti jednaka veličini samo 1 atoma ili milijarde sunaca.
Ovaj umjetnički prikaz prikazuje kvazar, koji je supermasivna crna rupa okružena rotirajućim česticama. Ovaj kvazar se nalazi u centru galaksije. Kvazari su u ranoj fazi rođenja crne rupe, međutim, mogu postojati milijardama godina. Ipak, vjeruje se da su nastali u drevnoj eri svemira. Pretpostavlja se da su svi "novi" kvazari jednostavno bili skriveni od našeg pogleda.
Teleskopi Spitzer i Hubble snimili su mlazove čestica lažne boje koje izlaze iz džinovske, moćne crne rupe. Vjeruje se da se ovi mlaznjaci protežu kroz 100.000 svjetlosnih godina svemira velikog poput Mliječnog puta naše galaksije. Različite boje dolaze iz različitih svjetlosnih valova. Naša galaksija ima moćnu crnu rupu Strijelac A. NASA procjenjuje da je njena masa jednaka 4 miliona naših sunaca.
Ova slika prikazuje mikrokvazar, za koji se smatra da je smanjena crna rupa iste mase kao zvijezda. Ako biste upali u crnu rupu, prešli biste vremenski horizont na njenom rubu. Čak i ako vas gravitacija ne slomi, nećete moći izaći iz crne rupe. Ne možete biti viđeni u mračnom prostoru. Svaki putnik do crne rupe bit će rastrgan silom gravitacije.
Hvala vam što ste pričali svojim prijateljima o nama!