crne rupe

[причалица]

Gravitacija vodi do zgušnjavanja gasa u središtu maglina, koje postaje područje stvaranja malih i velikih zvezda. Kraj evolucije zvezda mnogo težih od Sunca može poprimiti još jednu dramatičnu formu - formu crne rupe. Veruje se da će takva sudbina zadesiti zvezdu Betelgeuse u Orionu. To je zvezda čija se masa procenjuje na 30 Sunčevih masa. Zbog prevelike gravitacije u njenom središtu se događa "drobljenje neutrona" - beskonačno stezanje koje više ništa ne može sprečiti. Naime, dok se jezgra nekih supernova mogu stabilizovati u obliku neutronskih zvezda, za neutronske zvezde čija masa prelazi granicu od 2.5 Sunčevih masa to više nije moguće. Takve zvezde doživljavaju imploziju, urušavanje u samu sebe.

Schwarzschildovo rešenje

Nakon što je 1914. Einstein postavio jednačine opšte teorije relativiteta, koje opisuju kako se prostor zakrivljuje oko masivnih tela, Karl Schwarzschild nalazi interesantno rešenje tih jednačina. Rešenje koje Schwarzschild upućuje Einsteinu s bojišta Prvog svetskoga rata, odnosilo se na kretanje u okolini zvezde koja ne rotira (ili rotira sporo) i ukazivalo je na postojanje takve udaljenosti, Schwarzschildov radijus, u kojem je gravitacija tako jaka da čak ni svetlost ne može napustiti to područje.

Slikovitu kovanicu crne rupe za takvu situaciju uvodi 1967. godine John Archibald Wheeler:

Svemirski navigatori će strepiti od takvih ponora kao što pomorci zaziru od opasnih vrtloga na okeanu.

Kako naslutiti gde su crne rupe?

http://razbibriga.net/clear.gif

Astronomi su ponudili takve kandidate na osnovu pojava koje naslućuju prisustvo nevidljivog objekta velike mase. Daleko od rupa atomi su hladni (tek koji stepen iznad apsolutne nule) i njihove spore vibracije proizvode radiotalase velikih talasnih dužina. Blizu rupa, gde usisavanje mlaza atoma dovodi do njihovog sudaranja, zračenje dolazi od brzih dodirivanja ugrejanih atoma. Blizu crnih rupa gde ta temperatura dostiže nekoliko miliona Kelvina, proizvodi se rendgensko ili X-zračenje. Takav izvor u Labudu X-1, udaljen od nas 14 000 svetlosnih godina, predložen je 1972. godine kao kandidat za crnu rupu.

X-zračenje iz Labuda X-1, pokazuje analiza, očigledno je različito od X-zračenja drugih nebeskih tela. Kao potencijalni izvor vidi se divovska plava zvezda mase 30 Sunčevih masa, koju neki tajanstveni objekat velike gravitacije prisiljava da kruži oko njega. U tom dvojnom sastavu, partner običnoj zvezdi morala je biti kolapsirajuća zvezda, koja je nastala u eksploziji supernove. Iza nje je ostala crna rupa koja sada, poput pijavice usisava materiju u međuvremenu naraslog partnera. Pritom temperatura gasa prema¹uje 10 miliona Kelvina i emituje X-zračenje koje danas mere satelitske stanice (američke, evropske i japanske).

Te satelitske stanice selektuju među raznim izvorima X-zraka nove kandidate za crne rupe. Bitan progres u istraživanju crnih rupa doneo je Hubbleov svemirski teleskop. U nizu galaksija primećen je porast broja zvezda prema galaktičkom središtu, kao i burna aktivnost u tim središtima, ukazuju na crne rupe u središtima galaksija. To je slučaj i sa nama najbližom spiralnom galaksijom, 2 miliona svetlosnih godina udaljenom Andromedinom M31 i njenim satelitom M32. Najspektakularnije je nedavno "Hubbleovo" merenje spiralne strukture, vrtloga užarenog gasa u središtu eliptičke galaksije M87 u sazvežđu Device, udaljene 50 miliona svetlosnih godina.

Doplerov efekat primećen na mestima na kojima se užareni gas približava ili udaljava omogućuje precizno merenje brzine vrtloga, a onda i mase prema kojoj taj vrtlog ponire. Slike poslane s Hubble teleskopa 1994. odaju jonizovan gas ugrejan na 10 000 Kelvina, udaljen 60 svetlosnih godina od crne rupe u sreditu. Na tom mestu gas, koji se sastoji uglavnom od jonizovanog vodonika, vrtloži brzinom od 550 km/s.

[причалица]

Najjači argument za postojanje crnih rupa je taj da ako verujemo u Veliki Prasak, onda moramo verovati i u crne rupe, jer su oni deo iste teorije. Crne rupe, kao i Veliki prasak, jedino imaju smisla ako se objašnjavaju kombinacijom Ajnštajnove opšte teorije relativnosti i kvantne mehanike, gde Ajnštajnova teorija objašnjava pojave velikih razmera i potpuno je determinisana, a kvantna mehanika svet u malom koji sve objašnjava u okvirima verovatnoće, a ne tačno određenih vrednosti. Naučnici pokušavaju da dođu i do objedinjenja ove dve grane fizike, tzv. teorije svega (theory of everything) i da na taj način proniknu u mehanizam ovih nedovoljno objašnjenih stvari.

Teorijom relativnosti je predviđeno da kolaps zvezde vodi u jednu tačku, stručno receno, u singularitet. To je apstraktni pojam koji još uvek nije dovoljno objašnjen. Ajnštajn nije prihvatao kvantnu mehaniku. Međutim, posle njegove smrti razvoj fizike je otišao daleko u dubinu materije (mikro svet). Stiven Hoking je taj koji uvodi kvantne efekte u razmatranje gravitacionog polja...

[причалица]

Crne rupe su jedan od mogućih poslednjih stadijuma evolucije zvezde tj. jedan od načina kako ona završava svoj život.

Prostor između zvezda nije prazan. Međuzvezdani prostor ispunjavaju oblaci gasa čiji je glavni sastojak vodonik, i čestice prašine. Taj materijal nije pravilno raspoređen u prostoru i skuplja se u pramenove pod dejstvom gravitacije. Gravitaciona sila je obrnuto proporcionalna kvadratu rastojanja izmedju dve čestice, a direktno proporcionalna proizvodu njihovih masa, što znači da što je gušći oblak, veća je gravitaciona sila između čestica (Njutnov zakon gravitacije). One pod dejstvom gravitacije nastavljaju da se sabijaju i počinju da rotiraju oko svoje ose. To su protozvezde.

Pod dejstvom gravitacije, protozvezda se smanjuje i postaje sve toplija. Kada dosegne dovoljno visoku temperaturu (od nekoliko miliona stepeni), u njenom centru počinju termonuklearne reakcije u kome se vodonik pretvara u helijum. Masa helijumovog atoma je nešto manja od mase četiri vodonikova atoma, što govori o tome da masa odlazi u vidu energije. Oslobođena enegrija tj. energija dobijena sagorevanjem goriva, može se izraziti Ajnštajnovom jednačinom E=mc2 i ona predstavlja sijanje zvezde pri čemu se emituju elektromagnetni talasi svih talasnih dužina.

Termonuklearne reakcije traju sve dok se sam vodonik ne istroši, odnosno dok ne dođe do formiranje gvožđa koji je najstabilniji element u Univerzumu, jer tada više nema šta u šta da se pretvara. Naravno, do formiranja gvožđa dolazi posle niza transformacija, jer iz vodonika nastaje deuterijum, pa helijum, pa C, N, O2 sve do Fe. U jednom trenutku Fermijev pritisak neće više biti dovoljan za odbijanje gravitacije tako da čitava zvezda počinje polako da kolapsira.

[причалица]

Zvezde od 1.2 - 1.4 Sunčeve mase završiće svoju evoluciju na stadijumu belog patuljka. Sav višak energije i mase oslobodiće u vidu planetarne magline. Zvezde izmedju 1.4 i 2 Sunčeve mase završavaju kao neutronske zvezde, a one još masivnije završavaju kao crne rupe, odnosno zvezde sa masom iznad Candrasekarove granice ne mogu da se održe na stadijumu neutronske zvezde već svoje sažimanje nastavljaju. Što je zvezda manja, gravitacija je sve veća. Neutronska zvezda ima drugu kosmičku brzinu od 2/3c, odnosno da bi čestica pobegla sa njene površine morala bi da se kreće tom brzinom. Ako se materija i dalje kontrahuje, gravitacija raste i dolazi do nivoa kada se druga kosmicka brzina povećava na brzinu svetlosti (c). Kada se to dogodi vrednost prečnika tela je jednaka Švarcsildovom radijusu, odnosno formira se crna rupa. Neutronske zvezde i crne rupe višak materije i energije oslobađaju u vidu eksplozije supernove.

Procenjuje se da ''samo'' 2% zvezda kolapsiraju u crne rupe.

http://razbibriga.net/clear.gif

[причалица]

Candrasekarova granica

Godine 1928. mladi diplomac Subramanijan Candrasekar (S. Chandrasekhar) iz Indije izračunao je koliko bi zvezda morala biti masivna da bi se suprostavila sopstvenoj gravitaciji kad istroši svoje gorivo. Zamisao se zasnivala na tome da kad zvezda postane mala, čestice materije se veoma zblize da, prema Paulijevom načelu isključenja, moraju imati veoma različite brzine i udaljuju se jedne od drugih pri čemu uspostavljaju ravnotežu između gravitacionog privlačenja i odbijanja. Candrasekar je shvatio da postoji granica odbijanja što sledi iz načela isključenja, jer teorija relativnosti nalaže da je najveća razlika u brzinama čestica neke zvezde - brzina svetlosti. To bi značilo da kada zvezda postane dovoljno gusta, odbijanje uzrokovano načelom isključenja bi bilo slabije od gravitacionog privlačenja. Candrasekar je izračunao da ta granica iznosi 1.4 Sunčeve mase i ona je danas poznata kao Candrasekarova granica.

- Ako je zvezdina masa manja od Candrasekarove granice, ona može prestati sa sažimanjem i ostati na stadijumu belog patuljka, sa prečnikom sto puta manjim od Sunčevog i gustinom od 109 kg/m3.

- Do sličnog otkrića došao je i ruski teorijski fizičar Lav Davidovič Landau. On je istakao da postoji još jedno mogućno završno stanje zvezde koje je manje od belog patuljka. Ono se odnosi na zvezde sa masom izmedju 1.4 i 2 Sunčeve mase. Ove zvezde su dobile naziv neutronske zvezde, jer kod njih prilikom sažimanja gravitacijom dolazi do slepljivanja protona i elektrona i formiranja stabilnih neutrona koji se pod dejstvom snažne gravitacije drže u skupini i obrazuju neutronsku zvezdu. One u prečniku imaju 10 do 20 kilometara, a gustina im iznosi 1017 kg/m3. Međutim, do samog otkrića neutronskih zvezda se došlo kasnije.

[причалица]

Šta će se desiti sa zvezdom čija je masa iznad Candrasekarove granice, odnosno sa zvezdama iznad 2-3 Sunčeve mase, rešio je američki fizičar Robert Openhajmer (Robert Oppenheimer) 1939. godine.

U idealnom sfernom modelu zvezde, koja se sažima, može doći do fenomena sabijanja koji bi zvezdu doveo do kritičnog radijusa, gde bi je zadesio katastrofalan gravitacioni kolaps.

Dovoljno masivna kolapsirajuća zvezda može da se sažima takvom silinom da čak ni neutroni ne bi mogli da joj se odupru. Drugim rečima, nuklearna sila bi bila nadjačana gravitacionom silom, a kada nuklearna sila popusti, nema ničeg što bi pružilo ravnotežu gravitaciji. U tom slučaju zvezda nastavlja u beskrajno kolapsiranje pri čemu joj se zapremina dovodi do nule, a površinska gravitacija beskrajno raste.

Tačnije rečeno, od oblaka prašine se formira crna rupa u čijoj se unutrašnjosti nalazi singularitet, koji mi ne možemo videti jer se oko njega nalazi horizont događaja koji je propustan za informacije samo u jednom smeru, pa iza njega ništa ne možemo videti.

Ovi krugovi se postepeno smanjuju i pokazuju kako masivna zvezda kolapsira, odnosno kako smanjenjem svoga prečnika prelazi u stanje crne rupe.

http://razbibriga.net/clear.gif

[причалица]

Švarcsildova geometrija

Karl Švarcsild (Karl Schwarchild 1873-1916) je prvi rešio Ajnštajnovu jednačinu polja gravitacije, što je dovelo do boljeg razumevanja crnih rupa i do snažnog uticaja Ajnštajnovih jednačina na kosmologiju. Zanimljivo je to da je te jednačine rešio dok je bio na frontu, a ršenja postom poslao Ajnštajnu. Međutim, ubrzo je umro od bolesti koju je zaradio u ratu.

Godine 1915. kritični radijus je nazvan Švarcsildov radijus po samom naučniku. To je onaj radijus na kom je čestici potrebno da se kreće brzinom svetlosti da bi ga napustila.

http://razbibriga.net/clear.gif

Ta zakrivljenost prostora oko nekog tela određene mase se menja kao funkcija udaljenosti od središta tela tj. duž linije radijusa.

Rc= 2GM/c2 G- gravitaciona konstanta, M- masa tela,
c- brzina svetlosti, što znaci da isključivo zavisi od mase tela.

Kada se objekat nađe na Švarcsildovom radujusu ili ispod njega, svetlost koja izvire sa njega troši svoju energiju na savlađivanje gravitacije, pri čemu joj crveni pomak postaje beskonačan. U stvari, svetlost nikada neće napustiti svoje odredište, što znači da su zbivanja zaklonjena od spoljnjeg posmatrača.

On je izračunao Ajnštajnove jednačine samo za nerotirajuće, neutralne crne rupe, a takvih je prema proceni malo, jer najveci broj zvezdi rotira. Zato njegove jednačine nemaju nekog veceg značaja, ali su bile prve.

[причалица]

DELOVI CRNE RUPE

Naučnici Karter, Hoking, Izrael i Robinson su zaključili da crna rupa mora biti jednostavna.


Horizont dogadjaja (event horizont)

To je granicna površina oko crne rupe. Izgleda kao sfera potpunog mraka iza koje se ništa ne može videti. To je lokacija gde je gravitacija užasno jaka da ništa ne može pobeći. Formiran je od svetlosti koja nije uspela da pobegne iz crne rupe i ostaje da lebdi na ivici. Liči na talasni front svetlosti. Dokazali su da u trenutku formiranja crne rupe, horizont moze imati nepravilan oblik i snažno vibrirati. U deliću sekunde horizont će ipak dobiti jedinstven, gladak oblik i biće sferan ako nema rotacije, a ako ima biće spljošten na polovima, gde stepen spljoštenosti zavisi od brzine.

Nakon kolapsa, obrazuje se jednosmeran horizont događaja kroz koji bi čestice, zračenje itd. mogli upasti u zvezdu, ali ništa iz nje se ne bi moglo emitovati (nalik semipermeabilnoj membrani).

Na kraju bi se obrazovao prostorno-vremenski singularitet, ne na kritičnom radijusu, nego u središtu zvezde. Ovaj fizički fenomen bi nastavio da se odvija za posmatrača koji propada zajedno sa površinom kolapsirajuce zvezde, jer nikakva svetlost do spoljnog posmatrača ne bi dolazila.

[причалица]

Singularitet

Predstavljen je tačkom. U toj tački je beskonačan pritisak, gustina i zakrivljenost prostor-vremena. To je centar crne rupe. Do ovog zaključka dosli su naučnici Rodžer Penrouz i Stiven Hoking, smatrajući da ovde otkazuju svi zakoni fizike.

Sam pojam singulariteta je nije precizno određen, odnosno jako je težak za objašnjavanje, jer se ono pomalo kosi sa zdravim razumom. Matematičar Rodzer Penrouz je radio na matematici urušavanja materije pod jakom gravitacijom, koristeći pojedine teoreme iz topologije (topologija je grana matematike koja proučava i koristi različite oblike, njihove osobine i pretvaranje jednog u drugi).

Openhajmer je zajedno sa Snajderom dao eksplicitno rešenje Ajnštajnovih jednačina objašnjavajući da se crna rupa formira od oblaka prašine u čijoj se unutrašnjosti nalazi singularitet, ali ga mi ne vidimo, jer se oko njega nalazi horizont događaja koji je propustan samo u jednom smeru.

"...Priča se da su Penrouzove zamisli nadahnule slikara Esera da naslika dve slavne zbunjujuće slike 'Vodopad' i 'Uzlazno stepenište', u kojima se vide sasvim ubedljive strukture koje, međutim, u stvarnom svetu nikako ne bi trebalo da budu moguce..."

Može se postaviti analogija sa matematičkim singularitetom. On se nalazi u tački u kojoj se funkcija ne može definisati. Npr, jednačina y = 1/x ima singularitet za vrednost x = 0, odnosno u tački x = 0 funkcija nije određena. Nema razumnog i racionalnog rešenja. Ono ide u plus i minus beskonačnost, pa čak ako bi se funkcija definisala u beskraju, ne zna se kakva bi bila njena stopa promene.

Ni vreme se u singularnosti se ne može definisati. Zakrivljenost prostor-vremena zavisi od mase. Ako bi se kosmos nalazio u jako malim dimenzijama, zakrivljenost prostora bi bila ogromna, dok ako bi se našao u jednoj tački, singularitetu, gustina mase bi bila beskrajna, tako da se jednačine vremena i prostora više ne bi mogle primeniti.

Rešavanjem Švarcsildovih jednačina dobijeno je da postoje dve singularnosti, jedna u prošlosti i jedna u budućnosti. Singularitet Velikog Praska je P tipa (past) - iz njega je proistekla materija i nastao svet, a singularitet u crnim rupama je F tipa (future) - u njega materija većinski bespovratno odlazi.

"...U matematici, singularnost je tačka u kojoj se zbiva nešto patološko..." :lol:

[причалица]

KARAKTERISTIKE CRNE RUPE - Masa, ugaoni momenat, naelektrisanje

Nakon formiranja crne rupe, tj. nakon kolapsa zvezde, ona se vrlo brzo smesti u stacionarno stanje, posto pri svakoj kretnji emisija gravitacionih talasa odnosi energiju. Za vreme kolapsa zvezde i nastajanja crne rupe, sva materija se kreće jako brzo, tako da se i energija brzo odliva. Od preminule zvezde zadržava se masa, ugaoni momenat i ukupno naelektrisanje.

Može se reći da masa remeti gravitaciono polje i time izaziva gravitacione talase, kao što se elektromagnetni talasi mogu predstaviti periodičnim uzburkavanjima električnog polja. Ti poremećaji se odnose na geometriju prostor-vremena. Masa koja se nađe na putu gravitacionom talasu biće periodično zbijena, pa rastegnuta silama plime, kako talas prolazi kroz nju, jer gravitaciono polje nije uniformno. Ovo zbijanje i rastezanje prenosi energiju od izvora gravitacionog talasa do tela koje je apsorbuje. Međutim, jačina gravitacionih talasa je mala. Oni sami još nisu detektovani na Zemlji, ali bi mogli mnogo reći o događajima koji su npr. vezani za crne rupe. Postoji jak dokaz za postojanje ovakvih talasa. Npr, u dvojnim sistemima, čiji je jedan član pulsar, period se smanjuje. Uzrok tome je to da sistem emituje gravitacione talase i tako gubi energiju.

Istraživač Izrael je došao do zaključka da ako je neutralna i ne rotira, crna rupa je jednostavan objekat koji se može opisati samo jednim parametrom - svojom masom. One bi se mogle opisati posebnim oblikom Ajnštajnovih jednačina do kojih je dosao jos Švarcsild. To bi znacilo da nije bitno da li je rupa uvukla kilogram gvožđa i kilogram platine ili kilogram grožđa i jabuka, već je bitno da je to masa od dva kilograma, jer se vrste materije ne mogu razlikovati.

[причалица]

nastavak:

Rotirajuća crna rupa nastaje od rotirajuće zvezde. Uglavnom sve zvezde rotiraju, pa se pretpostavlja da su i većina crnih rupa rotirajuće i odlikuju se masom i ugaonim momentom. Brzina rotiranja prilikom kolapsa se naglo povećava, što znači da crna rupa mnogo brže rotira od bivše zvezde.
Može se uspostaviti analogija sa klizačem na ledu. Dok se vrti sa raširenim rukama ima manji ugaoni momenat tj. manju brzinu okretanja nego kad se vrti sa rukama uz telo.
Takva crna rupa nije sfernog oblika, već je malo spljoštena na polovima (kao što je i Zemlja spljoštena zbog rotacije). Do ovakvih proračuna dosao je Roj Ker, fizičar sa Novog Zelanda. Kod rotirajućih crnih rupa takođe postoji Švarcsildov radijus, ali izvan njega se nalazi i tzv. stacionarna granica, koja obrazuje polutarno ispupčenje oko crne rupe koje je uslovljeno centripetalnom silom. Objekat koji se nadje na stacionarnoj granici, ali izvan Švarcsildovog radijusa samo je delimično zarobljen i ima šansi da se izbavi. Ako bi se objekat kretao u smeru rotiranja crne rupe, ona bi ispoljila težnju da ga zavitla poput kamena iz praćke, dajući mu pritom više energije nego što je imao prilikom ulaska. Time se smanjuje ugaoni momenat crne rupe tj. ona usporava jer je deo ugaonog momenta prešao na objekat. Kada bi se ugaoni momenat istrošio ostala bi samo masa. Tada se stacionarna granica poklapa sa Švarcsildovim radijusom.

Naelektrisanje materije u crnoj rupi je obično nula, jer je zvezda uglavnom elektroneutralna. Odnosno, ako je upadnuta materija elektroneutralna crna rupa neće imati naelektrisanje i obrnuto. Ovakav slučaj je proučavan od strane naučnika Rajsnera i Nordstrema.

Hoking je 1971. došao do zaključka da svaka rotirajuća crna rupa ima svoju osu simetrije.

Iz svega toga sledi teorija "bez dlaka" ("no-hair" teorema), jer veličina i oblik crne rupe zavise samo od mase i brzine rotiranja, a ne od prirode tela. To bi značilo da su sve informacije o kolapsirajucem telu izgubljene, ali i da crna rupa ipak nije sasvim crna. Međutim, kvantnom gravitacijom se radi na tome da se detekcijom gravitacionih talasa ipak možda dođe do nekakve informacije o preminuloj zvezdi i sazna šta se nalazi unutar crne rupe.

[причалица]

Podela crnih rupa prema veličini - Crne rupe sa masom ispod Candrasekarove granice

Moguće je i da postoje crne rupe sa masama znatno manjim od Sunčeve. One ne bi mogle da nastanu usled gravitacionog kolapsa, zato što im se mase nalaze ispod Candrasekarove granice, već jedino ako im je materija sabijena do ogromnih gustina veoma velikim spoljnim pritiscima. Na primer, ovakvi uslovi mogu da nastanu u izuzetno velikoj vodoničnoj bombi. Džon Viler je izračunao da ako bi se iz svih okeana na Zemlji uzela teška voda (jedinjenje teškog vodonikovog izotopa - deuterijuma i kiseonika. (D2O)), mogla bi se napraviti vodonična bomba koja bi u toj meri sabila materiju u središtu da bi tu nastala crna rupa. Naravno, to je samo zamisao, jer niko ne bi ostao kao očevidac.

Praktična mogućnost na koju je 1971. godine ukazao Stiven Hoking jeste da je spoljna sila te veličine postojala u trenutku Velikog Praska i prilikom formiranja Vasione. Delovi materije su se međusobno sudarali i mogli su biti podvrgnuti stravičnim temperaturama i pritiscima sa svih strana što je moglo da uslovi da se masa sabije u nedogled. Vasiona nije bila ravnomerna i jednoobrazna, već nejednake gustine što je gotovo sigurno jer se u protivnom ne bi ni galaksije ni drugi objekti obrazovali. Životni vek crne rupe mase Sunca bi bio 1066 godina, dok bi praiskonske crne rupe živele 10 milijardi godina, što znaci da su nastale otprilike kad i Veliki Prasak. Te "praiskonske" crne rupe se mogu otkriti jedino njihovim uticajem na okolinu i ne zna se koliko ih ima. Pretpostavlja se da su retke. One su jako masivne tj. izgledaju kao da je masa planine sabijena u zapreminu manju od jednog milion milionitog dela centimetra, sto odgovara velicini jezgra atoma.

Prema Ajnštajnovoj teoriji relativnosti svako telo bilo koje mase (osim mase manje od 10-5 g za to postoje složeni teorijski razlozi), odnosno bilo koje gravitacije koje oko nje vlada, bi moglo postati crna rupa ako se njena masa sabije do Švarcsildovog radijusa. Sabijanjem mase rasla bi i gravitacija sve dok druga kosmička brzina ne nadmaši brzinu svetlosti. Na primer, Zemlja bi postala crna rupa ako bi se smanjila otprilike do veličine bisera; Mont Everest bi morao da se sabije u veličinu atoma.

[причалица]

nastavak:

Galaktičke i supergalaktičke (supermasivne) crne rupe

Njutnovom teorijom gravitacije je lako izračunati eliptične putanje u sistemu dva tačkasta tela. Međutim, za tela velikih masa i dimenzija mora se koristiti Ajnštajnova teorija i složen račun. Tela neće opisivati prave elipse, jer precesiraju tj. obrću se tako da opisuju rozete. Dva tela postaju sve čvršće vezana i sabijaju se na manju zapreminu. U prirodi postoje mnoga prostrana tela koja će se spojiti u jedno, ako to ne ometu drugi procesi. Što je broj članova u sistemu veći to je proračun komplikovaniji.

Obična galaksija sadrži oko hiljadu milijardi tela tako da je jako teško predvideti njihovo ponašanje. To je sistem koga čini gusto centralno jezgro sastavljeno iz zvezda s manje gustim zvezdanim haloom oko sebe, odnosno manjim brojem zvezda razbacanim unaokolo. Vremenom će se i ta konfiguracija menjati. Tela će se sudarati, neka će steći veću brzinu, većina će ostati u galaksiji, dok će neke postati deo haloa, a neke će čak sudarima dostići toliku brzinu da će napustiti galaksiju. Ostatak zvezda će izgraditi veoma gusto centralno jezgro, koje će se sabijati u sve manju zapreminu, stapaće se u veće zvezde, i srašće u crnu rupu. Prilikom formiranja jedne ovakve supermasivne crne rupe, bliski sudari će proizvesti neku vrstu vatrometa, tj. centar galaksije će isijavati svetlost i druge oblike zračenja. Okolina centra galaksije ce ličiti na kvazar, jer će crna rupa gutati okolne zvezde svojom plimskom gravitacijom, a one će zauzvrat emitovati energiju kao kvazari, spuštajući se u rupu. Ako se pretpostavi da galakticka crna rupa proguta samo 1% zvezda, a da 99% zvezda uspe da pobegne, crna rupa će imati masu oko milijardu puta veću od Sunčeve i Švarcsildov radijus od oko 3 milijardi km (2-3 svetlosna časa).

Širenjm svemira verovatno da će neke galaksije ostati u skupini pod uticajem međusobne gravitacije. Ako se uzme u obzir jato galaksija koje se sastoji od stotinu galaksija vremenom će se svaka galaksija svesti na galakticku crnu rupu, a u dugom vremenskom periodu jato će u celini evoluirati u jednu supergalakticku crnu rupu, čiji ce Švarcsildov radijus biti oko 300 milijardi km (jedna svetlosna nedelja). Za sve ove događaje potrebno je vreme od milijardu milijardi do milijardu milijardi milijardi godina.

Uopšteno govoreći, potrebno je oko 1027 godina za nastajanje galaktickih i supergalaktickih crnih rupa.

[причалица]

Termodinamika crnih rupa

Predviđanje singulariteta ukazuje na to da opšta teorija relativnosti nije kompletna, zato što su singulariteti tačke otsečene iz prostor-vremena, jer se u njima ne može odrediti jednačina polja niti predvideti šta sledi iz njih. Crne rupe se kao primer singulariteta u buducnosti (tipa F) objašnjavaju tzv. Penrouzovim cosmic censorship-om.

Prema klasičnoj teoriji sve što se dešava u singularitetu crne rupe ne utiče na spoljašnji svet, jer je njena unutrašnjost skrivena od spoljašnjih posmatrača. Takođe je čisto klasičnom teorijom uviđeno da gravitacija ima promenljivu koja se ponaša kao entropija. Ta promenljiva zavisi od Penrouzove cosmic censorship hipoteze.

Prvo ćemo uzeti u obzir slab oblik kosmičkog cenzorsipa (weak cosmic censorship). On je ispravan ako su zadovoljena 2 uslova. Ti uslovi označavaju to da singularitet ne može uticati na posmatrače i svet van crne rupe i da se nijedan singularitet ne može videti sa velikih razdaljina.

Ako su uslovi zadovoljeni, onda u regionu prostor-vremena mora postojati deo koji predstavlja crnu rupu.

Jači oblik kosmičkog senzorsipa (stronger form of cosmic censorship) predstavlja to da je prostor-vreme globalno hiperbolično.

Horizont događaja može imati svoj početak u prošlosti, ali nema svoj kraj u budućnosti. Prateći uslove slabog kosmičkog cenzorsipa dolazi se do zaključka da horizont događaja može ostati isti ili se povećati s vremenom, ali ne smanjiti. Isto tako, kada bi se dve crne rupe spojile Švarcsildov radijus novonastale rupe bi bio veći od zbira radijusa prvobitnih crnih rupa.

Takvo ponašanje je veoma slično entropiji drugog zakona termodinamike. Entropija se nikad ne može smanjiti i entropija čitavog sistema je veća od sume entropija delova sistema. (Npr. u jednoj kutiji nalazi kiseonik, a u drugoj azot. Ako se ove dve kutije spoje u jednu gasovi će se međusobno mešati i entropija dobijenog sistema će biti veća tj. stanje sistema će biti manje stabilno nego kad su gasovi bili odvojeni.)

[причалица]

nastavak:


Tokom sedamdesetih godina Bardin (Bardeen), Brendon (Brandon), Karter (Carter) i Hoking (Hawking) su sastavili četiri zakona mehanike crnih rupa.

Nultni zakon (Zeroth law): Površinska gravitacija - K je ista na čitavoj površini crne rupe, nezavisno od vremena, ukoliko je sistem u ravnoteži (dok je u termodinamici temperatura ta koja je konstantna).

Prvi zakon (The First Law of Black Hole Mechanics) analogan je prvom zakonu termodinamike koji govori o promeni unutrašnje energije, odnosno entropije sistema. Površinska gravitacija je mera jačine gravitacionog polja na horizontu događaja.

Prvi zakon glasi:

http://razbibriga.net/clear.gif A - površina crne rupe

W - uticaj (rad) na crnu rupu

Drugi zakon (The Second Law of Black Hole Mechanics): Horizont događaja se ne može smanjiti, kao i entropija u termodinamici.

Treći zakon (The Third Law of Black Hole Mechanics): Nemoguće je smanjiti površinsku gravitaciju na nulu, u bilo kom konačnom broju pokušaja.

[причалица]

nastavak:

Džejkob Bekenštajn (J.D. Bekenstein) je prvi napravio vezu između ova dva analogna koncepta. 1972. izložio je zamisao da područje horizonta događaja predstavlja meru entropije crne rupe, što se vidi iz drugog zakona, a iz nultnog zakona se vidi veza površinske gravitacije i temperature. On je pošao od pretpostavke da ako crna rupa ima entropiju proporcionalnu horizontu događaja, onda bi trebalo da ima i temperaturu proporcionalnu površinskoj gravitaciji, što bi dovelo do toplotnog zračenja crne rupe. Ako crna rupa dođe u kontakt sa toplotnim zračenjem koje je niže temperature od crne rupe, crna rupa ce apsorbovati deo zračenja, ali prema klasičnoj teoriji, nista neće emitovati. To bi narušilo drugi zakon termodinamike, jer bi gubitak entropije toplotnog zračenja bio veći od povećanja entropije crne rupe. Ta neravnoteža je ispravljena zaključkom da crna rupa odaje zračenje koje je takođe termalno. Takvo rešenje se isuviše dobro uklopilo sa teorijom da bi bilo samo obična aproksimacija. Izgleda da crne rupe zaista imaju unutrašnju gravitacionu entropiju. Reč unutrašnja ukazuje na visok nivo nepredvidivosti gravitacije.

[причалица]

nastavak:

1975. Hoking i Bekenstajn su izveli jednacine entropije crnih rupa:

http://razbibriga.net/clear.gif gde je k - Bolcmanova konstanta
T- površinska temperatura crne rupe

Ova rešenja u kombinaciji sa Švarcsildovim jednačinama pokazuju da su entropija i površina crne rupe proporcionalni kvadratu mase crne rupe, i da je temperatura obrnuto proporcionalna masi :

http://razbibriga.net/clear.gif

Međutim, postojao je jedan kobni problem. Teorijski je dokazano da crna rupa ima entropiju, a time i temperaturu. Onda to neminovno znači da crna rupa mora odavati i nekakvo zračenje, prema Stefan-Bolcmanovom zakonu, što je bilo nemoguce za crnu rupu, jer teorijski iz nje ništa, ni svetlost, ne može izaći.

Izračunavanjem navedenih jednačina dobijene su neke vrednosti. Masivne crne rupe imaju jako nisku temperaturu, tako da jako malo zrače. Na primer, crna rupa veličine Sunca ima površinsku temperaturu od jednog mikroKelvina i životni vek od 10 na 70. S druge strane male crne rupe su mnogo toplije, zrače više i kraćeg su veka.

Hoking je uz pomoć kvantne teorije, opšte teorije relativnosti i termodinamike razradio ovu koncepciju. Usredsredio se na granicu između crne rupe i međuzvezdanog prostora i tu 1974. našao dokaz, jer je ovde reč o povrsini crne rupe.

[причалица]

Kvantna mehanika crne rupe - Hokingovo zračenje

U teoriji kvantnog polja vakuum nije prazan. Sadrži uskomešanu masu virtuelnih čestica koje se konstantno stvaraju i anihiliraju. Hoking je razmatrao situaciju kad bi se virtuelni par stvorio u blizini horizonta događaja. Postoje tri rešenja. Prvo, obe čestice bi upale u crnu rupu. Drugo, čestice bi se anihilirale u praznom prostoru pre nego što ih uvuče crna rupa. I treće, jedna čestica toga para bi bila uvučena, dok bi se druga oslobodila u prazan prostor. To bi izgledalo kao da ju je emitovala crna rupa i naziva se Hokingovim zracenjem.

Ovakva pretpostavka je u direktnoj kontradikciji onome što tvrdi klasična teorija mehanike i ona se objašnjava kvantnom mehanikom.

Svaka virtuelna čestica ima svoju antičesticu suprotnog naelektrisanja, ali iste mase. Antimaterija je slika u ogledalu materije. To je predskazao Pol Dirak, dok je to kasnije potvrdio Karl Anderson "ulovivši" trag jednog pozitrona tj. čestice koja je bila ista kao elektron, ali nenegativnog naelektrisanja. Njihovim spajanjem nastaje energija tj. nastaju čestice visokih energija, fotoni ili mezoni. One se nazivaju virtuelnim, jer se za razliku od običnih čestica ne mogu direktno detektovati. One trepere okolo tik ispod praga opazljive stvarnosti.

Princip neodređenosti predviđa da se energija bez prekida može pojavljivati i iščezavati u okviru skale određene Plankovom konstantom koji između ostalog kaže da je ako sistem postoji veoma kratko vreme, njegova energija je obavezno neodređena i zavisi od vremena trajanja tog sistema. Što je kraće vreme postojanja sistema, to je veća i neodređenost energije. Izgleda da su virtuelne čestice zbog svog ekstremno kratkog postojanja u stanju da pozajme energiju za svoje postojanje iz banke zasnovane na Hajzenbergovom principu neodređenosti. Taj fenomen je poznat kao "vakuum fluktuacija" (označava stalno ili uvek prisutno stvaranje i anihilaciju parova virtuelnih čestica u praznom prostoru). Takođe, prema Ajnštajnovoj jednačini E=mc2 ova energija se može pretvoriti u čestice i antičestice koje naizmenično preskaču iz postojanja u nepostojanje. Ove vakuum fluktacije imaju merljiv efekat na fizičke procese, kao što na primer njihovo postojanje potvrđuje mali pomak (Lambov pomak) u spektru svetlosti, koji potiče od pobuđenih atoma vodonika.

[причалица]

nastavak:

Spektar odaslanih čestica je upravo onakav kakav bi emitovalo neko telo u stanju usijanja, a i crne rupe odašilju čestice upravo onom stopom koja je neophodna da bi se sprečilo narušenje drugog zakona termodinamike. To je još jedan dokaz ekvivalentnosti termodinamike i fizike crnih rupa.

Neki udaljeni posmatrač moze da meri odbegle čestice, ali ih ne može povezati sa onima koje su upale, jer ih ne vidi (ne vide se gde idu, zna se samo njihova masa i naelektrisanje) i zato su, grubo govoreći, šanse za ostvarivanje Hajzenbergovog principa neodređenosti, prepolovljene. Ta odbegla čestica odvodi malu količinu mase crne rupe, tako da se crna rupa malčice smanji. Ona čestica koja je upala se ponaša kao negativna masa i time smanjuje ukupnu masu crne rupe. Debljina barijere oko crne rupe proporcionalna je njenoj veličini i što se više smanjuje čestice teže izlaze tj. gravitacija je jača.

Crna rupa što je manja, ona je toplija i vise zrači, što je suprotno kod svih ostalih tela, koja kad zrače temperatura im se smanjuje. To je već pokazano jednačinama. Kraća je razdaljina koju čestica sa negativnom energijom treba da pređe pre nego što postane stvarna cestica (jer je gravitacija crne rupe toliko jaka da čak i stvarne pozitivne čestice može preobratiti u česticu negativne energije koja je kratkovečna (zato su stvarne čestice uvek pozitivne energije pod normalnim okolnostima)), te je tako veći obim emitovanja, kao i prividna temperatura crne rupe.

Napuštena čestica ili antičestica koja je izbegla upadanje u rupu može pobeći u okolni prostor gde se manifestuje kao zračenje iz crne rupe. Ovo zračenje ima energiju koju je moralo odnekud uzeti. Drugim recima, virtuelna čestica sada postaje prava čestica tako da njena energija ne može više poticati od energije "pozajmljene" na osnovu principa neodređenosti. Verovatno će se pokazati da ta energija u stvari potiče od mase crne rupe. Kad jedna od virtuelnih čestica upadne u crnu rupu, ona ima negativnu energiju sa stanovista posmatrača koji se nalazi na velikom rastojanju. Kad se ta negativna energija pridoda crnoj rupi, ona gubi deo svoje mase, a energija koja odgovara ovom smanjenju mase, pojavljuje se u vidu čestice na velikom rastojanju, tj. u vidu zračenja iz crne rupe.

[причалица]

nastavak:

Kao protivteža pozitivnoj energiji emitovanog zračenja javlja se priliv čestica negativne energije. Prema Ajnštajnovoj jednačini E=mc2 energija je srazmerna masi. Priliv negativne energije dovodi do smanjenja mase crne rupe, a kako ona gubi masu tako se smanjuje područje horizonta događaja, ali entropija se ne narušava, jer je priliv čestica u ravnoteži sa količinom emitovanih čestica.

Stvarna temperatura crne rupe ne zavisi od površinske gravitacije crne rupe.

Crna rupa Sunčeve mase ima temperaturu od oko deset milionitog dela stepena iznad apsolutne nule. Toplotno zračenje crne rupe na ovom nivou bi bilo totalno potopljeno pozadinom i zračenjem samog svemira (tzv. pozadinsko zracenje), jer je temperatura manja od temperature mikrotalasnog zračenja. Takva crna rupa više apsorbuje nego što emituje. S druge strane, crna rupa veličine protona ili neutrona koja ima masu od bilion tona bi imala temperaturu od oko 120 biliona K, što odgovara energiji od 10 miliona eV. Na ovakvoj temperaturi crna rupa bi bila u mogućnosti da stvara elektron-pozitron parove i čestice nultne mase (neutrine). Praiskonske crne rupe bi oslobađale energiju od 6 000 MW i više, što odgovara kapacitetu 6 velikih nuklearnih elektrana, odnosno one zrače gama ili rendgenskim zracima od oko 100 miliona eV, jer su one jako masivne i s tim emituju veliku količinu energije.

Princip neodređenosti, takođe, implicira da se čestica mase m ponasa kao talas talasne duzine h/mc (h - Plankova const.). S obzirom da čestice koje formiraju crnu rupu moraju biti manje od nje, broj mogucih konfiguracija se smanjuje.

Nemoguce je da čestica pobegne ako se kreće brzinom manjom od svetlosti (c). Međutim, Fejnmanovo sumiranje svih mogućih istorija dozvoljava da se čestica kreće brže od svetlosti, s obzirom da čestice mogu imati bilo koju putanju. Mala je verovatnoća da će se ona kretati dugo brže od svetlosti, ali moze ići brže od c na kratko, ali dovoljno dugo da se izvuče iz privlačne sile crne rupe.

Kvantna mehanika ima drugaciji pogled na realnost. Objekti nemaju samo jednu istoriju, već sve moguće istorije. Na primer, u slučaju Šredingerove mačke postoje dve istorije. U jednoj je mačka ubijena, a u drugoj je živa. U kvantnoj mehanici postoje obe mogucnosti, jer ako sistem ima jednu istoriju, princip neodredđenosti vodi do raznih paradoksa kao što je to da čestica bude na dva mesta u isto vreme.

Drugi načini za gledanje na Hokingovo zračenje je da se za onog člana koga uvuče crna rupa kaže da putuje unazad kroz vreme i kada dođe do trenutka kada je taj čestica-antičestica par nastao, te 2 čestice su dovoljno daleko tj. razdvojene gravitacionim poljem da ona sad putuje ka budućnosti.

[причалица]

EKSPLOZIJA CRNE RUPE

Isparavanjem crna rupa se smanjuje. Time ona postaje sve toplija i na izmaku svoje mase i energije, temperatura se brzo povećava tako da crna rupa svoj kraj beleži praskom tj. eksplozijom.

Hoking je izračunao da bi premordijalne crne rupe mase oko 1011 kg, koje su mogle biti stvorene Velikim Praskom, trebale izračiti svoju energiju i time eksplodirati negde u našoj sadašnjosti. Međutim, tako nešto još nije detektovano.

Jačina eksplozije zavisi od toga koliko različitih vrsta elementarnih čestica tamo ima. S obzirom da se danas veruje da postoji 6 različitih kvarkova, Hoking kaže da bi ta eksplozija bila jednaka eksploziji miliona H-bombi (vodoničnih bombi - bomba koja oslobađa energiju sjedinjavanjem vodonikovih jezgara, na visokim temperaturama, pretvarajući se u helijum)). S druge strane, tu je i R. Hagedorn-ova teorija iz CERN-a koja kaže da postoji neograničen broj elementarnih čestica. Kako se crna rupa smanjuje i postaje sve toplija, emitovaće sve veći i veći broj različitih vrsta čestica i izazvala bi eksploziju 100 000 puta veću od prethodno navedene. Naravno, kada bi se rešio problem o kvarkovima gotovo bi se rešio i problem posmatranja eksplozije crne rupe.

Jos uvek niko nije otkrio samu eksploziju crne rupe.

Za velike crne rupe se pretpostavlja da ostavljaju pustoš po svemiru. Međutim, njihov životni tok je jako dugačak tako da je malo verovatno da će neka od njih uskoro eksplodirati, ako se uzme u obzir da su najranije nastale kad i Veliki Prasak. Zato treba istraživati male tj. praiskonske crne rupe, jer one svoju energiju brzo troše.

Da bi uopste dosli u priliku da vidimo eksploziju crne rupe potrebno je pronaći način za registraciju ovih eksplozija na razdaljini od oko jedne svetlosne godine. Osim toga, detektori gama zračenja bi morali biti veliki, a njihovo pravljenje je skupo. U ovom slučaju ne bi bilo neophodno utvrditi da svi kvanti, koji su odaslani tokom eksplozije, dolaze iz istog pravca, već bi bilo dovoljno uočiti da svi stižu u veoma kratkom razmaku, jer je to prilična pouzdanost da potiču iz iste eksplozije.

U jeftinijem slučaju, Zemljina atmosfera je dobar detektor gama zračenja praiskonskih rupa. Kada se jedan visokoenergetski kvant gama zračenja sudari sa atomima naše atmosfere, on stvara parove elektrona i pozitrona, koji bi se kretali brže od svetlosti. Tako se izaziva elektronski pljusak. Krajnji ishod je jedan oblik svetlosti poznat kao Čerenkovljevo zračenje, koje bi bivalo odbijano od površine Zemlje u vidu bljeskova vidljive svetlosti (mada bi delom bili usporeni otporom vazduha). Eksplozivne emisije gama zračenja bi se mogle otkriti po bljeskovima svetlosti na noćnom nebu. Bljeskovi bi se uočavali istovremeno sa dva ili više prilično odvojenih tačaka. Naučnici Nil Porter i Trevor Viks su istraživali ove pojave i zabeležili par bljeskova, ali nijedan od njih se nije mogao u potpunosti pripisati praiskonskim crnim rupama.

[причалица]

OTKRIVANJE CRNIH RUPA

Crne rupe za sada postoje samo teorijski. One su najstabilniji objekti u svemiru. Ako postoje samo u središtima galaksija onda postoji samo jedna crna rupa u Mlečnom putu. Ako postoje i u središtima zbijenih jata onda ih u našoj galaksiji ima oko dve stotine. Ako se, međutim, javljaju kao potencijalni pratioci u dvojnim sistemima onda ih, naravno, ima mnogo, mnogo više. A šta ako one postoje razbacane po svemiru, mi tek onda ne možemo znati njihov broj.

Crnu rupu je teško zapaziti jer ne odaje svetlost, u stvari gotovo ništa. Ni do danas nijedna crna rupa nije zasigurno detektovana, jer se direktno teleskopom ne može videti. One se gotovo sigurno otkrivaju indirektnim putem, tj. njihovim gravitacionim uticajem na okolne objekte. Novorođena crna rupa moze da "luta" svemirom, usamljena i nevidljiva, ali mnoge rupe nisu same već su članovi dvojnog sistema čiji je jedan član vidljiv i tada se može detektovati njena lokacija. Ti dvojni sistemi otkrivaju se čudnim ponasanjem vidljivih tela. Pri analizi spektra zvezde zapaza se regularni pomak u spektralnim linijama ka plavoj (tada se zvezda približava Zemlji) i ka crvenoj (tada se zvezda odaljava od Zemlje) (Doplerov efekat). Izračunavanjem kolika ih gravitacija ometa može se zaključiti kakav im je nevidljivi pratilac (npr. crna rupa ili neko drugo telo).

[причалица]

Akrecioni disk

Znači, crna rupa svojom gravitacijom utiče na okolne objekte, zarobljava gas i drugu materiju sa svog vidljivog pratioca. Time oko sebe formira dodatni disk tj. akrecioni disk (akrecija = sakupljanje). Otkrivanjem takvog efekta, otkriva se skriveni pratilac. Ta materija se sliva kao kroz levak ka crnoj rupi i dok ne dosegne horizont događaja odaje neko zračenje. Gravitaciono polje u blizini horizonta je jako veliko i materijal koji upada u crnu rupu ima veliku brzinu (blizu brzini svetlost) i ubrzanje, čestice koje se slivaju međusobno se sudaraju i to žestokim sudarima kao u nuklearnom akceleratoru, pa zato akrecioni disk odaje elektromagnetno zračenje visokih energija, najverovatnije X (rendgensko) zračenje.

Oko sistema dvojnih zvezda se moze opisati osmica koja odredjuje domen gravitacionog dejstva svake zvezde....Materija koja se nadje unutar petlje pripada zvezdi koja se nalazi u centru te petlje. Ako se iz nekog razloga materija nadje van petlje, onda je ona izgubljena za datu zvezdu. Posebno je interesantna tacka preseka ove dve petlje koju nazivamo unutrašnja Lagranžova tačka, a koja omogućava prenos mase s jedne na drugu zvezdu. Pretpostavimo da jedna od zvezda iz nekog razloga počne da izbacuje materiju izvan svoje petlje. Deo te materije će proći i kroz unutrašnju Lagranžovu tačku, a to znači da će biti privučen ka drugoj zvezdi. Ako je ova druga zvezda mala, pridošla materija s prve zvezde ući će u orbitu oko druge zvezde, formirajući disk ili prsten slično Saturnu. Zbog različite brzine rotacije unutrašnjeg i spoljašnjeg sloja diska dolazi do velikog zagrevanja gasa usled trenja, kao i do ubrzanog pada velikih količina ove materije na površinu zvezde... Nas svakako interesuje šta se događa ako je jedna od dvojnih zvezda upravo crna rupa...Dodatnom analizom ponasanja akrecionog diska u čijem se centru verovatno nalazi crna rupa ustanovljeno je da će, pored stalnog X zračenja, ovaj sistem svakog stotog dela sekunde izračiti u vidu bljeska dodatno intenzivno X zračenje. Magnetne sile usled spiralnog spuštanja materije čupaju mlazove atoma. Dakle, moguće je imati direktne dokaze za postojanje crne rupe. Nažalost, teleskopi koji se nalaze na satelitu Uruhu nisu u stanju da detektuju tako brze promene u X zračenju .

[причалица]

nastavak:

Svetlosni zrak koji je dosta udaljen kretaće se skoro pravolinijski jer je prostor-vreme skoro idealno ravan. Kako se bude približavao crnoj rupi zrak će zakrivljivati svoju putanju. Na određenom rastojanju od crne rupe zrak bi bio zahvaćen u cirkularnu orbitu koja se zove fotonski krug. Razumljivo je da svaka zvezda šalje bar nekoliko zraka na tačno određenom rastojanju od rupe, koji zato kruže ovim cirkularnim orbitama. Ove orbite u fotonskoj sferi nisu stabilne. I najmanja perturbacija izbaciće ovaj zrak ili natrag u vasionu ili dole u rupu.

http://razbibriga.net/clear.gif

[причалица]

Kvazari - vasionski svetionici

Kvazari, tačnije kvazi stelarni objekati (quasi stellar objects) ili kvazi stelarni radio izvori (quasi stellar radio sources), čije se zračenje može detektovati sa Zemlje radio-teleskopima, otkriveni su '60-tih godina, tačnije 1963. od strane Metjuza (T.Matthews) i Sendidza (A.Sandage). Nalaze se gotovo na samom horizontu dostupne vasione. Liče na zvezde promenljivog sjaja, ali zrače i sto puta više nego neke čitave galaksije tako da bi im više odgovarao naziv "objekti sa aktivnim jezgrima". Izračivanje energije tj. X zračenja kvazara zavisi od njegove mase. Naučnici smatraju da masu kvazara mora da nosi neko centralno telo, a da se energija dobija neprekidnim upadanjem nove materije u to centralno telo. Naučnik Ričard Lavlejs (Richard Lovelace) smatra da se u središtu kvazara nalazi crna rupa koja bi bila najstabilnije centralno telo i najefikasniji pokretač svih procesa u kvazarima.

Pretpostavlja se da crne rupe zrače kroz kvazare, odnosno da je zračenje kvazara u stvari zračenje akrecionog diska crne rupe. Kvazari ispuštaju uske snopove materije kroz parne jake radio izvore širine od 3-5o , što pokazuje da postoji uski kanal kroz koji se materija izbacuje. Radijacija se emituje u pravcu ose diska koji okruzuje crnu rupu "kanalom" koji stvaraju jake elektromagnetne sile. To elektromagnetno polje ubrzava čestice i izbacuje ih.

Merenja su dokazala da se kvazari udaljavaju od Zemlje ogromnom brzinom i zato mora biti da su jako daleko, a posledica njihovog kretanja je širenje svemira (zato su vodonične linije u emisionom spektru u velikom procentu pomerene ka crvenoj tj. većoj talasnoj dužini).

Treba napomenuti da su posmatranjem otkriveni dvojni kvazari sa gotovo identičnim spektrima. Takvi kvazari ne bi mogli da postoje, a ta optička varka je u stvari efekat gravitacionog sočiva, gde je samo jedan lik realan, a drugi je formiran gravitacionim sočivom.

[причалица]

Moguća otkrića crnih rupa

Decembra 1970. je lansiran satelit Uhuru sa dva teleskopa za detektovanje samo X-zraka. U toku naredne dve godine detektovano je preko 300 izvora X-zraka. Jedan od tih izvora je iz sazvežđa Labud (koje se sada naziva Labud X-1 (Cygnus X-1)). Ličio je na dvojnu zvezdu sa jednim nevidljivim članom. Vidljivi član toga sistema je plava zvezda devete magnitude (poznata kao HDE 226868), udaljena 8200 sg i oko 23 puta je veća od Sunca. Svakih 5,6 dana ona je pravila pun krug oko svog nevidljivog partnera, čija je masa bila 10 puta veća od Sunčeve, što je bilo previše za neutronsku zvezdu, pa su zaključili da je to verovatno crna rupa. Osim toga, zvezda obično ne emituje X zračenje. (To je energija 10 000 puta veća od one koju emituje Sunce). Kad se posmatra sazvežđe Labud, taj vidljivi član tj. zvezda je izdužena i izvitoperena, jer njen pratilac ispoljava ogromnu gravitaciju i daje joj oblik jajeta. Ako se zaista potvrdi da se tu nalazi crna rupa biće to jedno od najvažnijih otkrića savremene nauke.

Naučnici, Stiven Hoking i Kip Torn, su se opkladili u postojanje crne rupe u oblasti Labuda. Hoking je rekao da na tom mestu ne postoji crna rupa (iako je bio ubeđen da postoji), jer bi time dobio utešnu nagradu za čitav svoj životni trud, a to je četvorogodisnja pretplata na časopis "Privatni detektiv", dok ako bi crna rupa tu zaista postojala, on bi Tornu platio godišnju pretplatu na časopis "Penthaus", jer mu tada ne bi bilo problem da isplati opkladu s obzirom da bi otkrivanjem crne rupe postigao gotovo životni cilj. Godine 1975. su bili 80% sigurni u postojanje crne rupe u području Labuda, dok su 1987. bili 95% sigurni, da bi sledeće godine Hoking počeo sa isplaćivanjem svoje opklade.

[причалица]

nastavak:

Osim toga, vrlo je moguće da su crne rupe jos LMCX-3, AO620-00, kao i LMCX-1 i SS433.

http://razbibriga.net/clear.gif

Pretpostavlja se da se i u Magelanovim oblacima nalaze crne rupe, mada su naučnici sigurni da ih ima mnogo više u svemiru.

Raspolaže se i sa izvesnim podacima da se crna rupa nalazi u centru naše galaksije (kao što je i moguće za druge galaksije), sa masom koja iznosi oko stotine hiljada Sunčevih, tvrdi Torn. Riz pretpostavlja da crne rupe iz centra galaksije nastaju otprilike u isto vreme kad i galaksija i to od gasa koji se sleže u centru. Gas pređe tačku posle koje nema povratka, gde ne može formirati zvezdu, ali se kontrahuje u jedan oblak koji postaje vrsta superzvezde koja potom kolapsira u supermasivnu crnu rupu.

Da bi se otkrili X-zraci potrebni su sateliti i detektori daleko iznad Zemljine atmosfere, jer ih ona ne propušta, ili ogromni teleskopi na vrhovima visokih planina. Najbolja svetska opservatorija se nalazi na vrhu Mauna Kea (14 000 stopa), vrhu ugašenog vulkana na Havajima.

[причалица]

nastavak:

Andrea Gez (Andrea Ghez) sa Mauna Kee pokušava da vidi samo srce galaksije. Ono je zvezdoliko, ugaonog prečnika od 5 stepeni u kome se nalazi tačkasti izvor. Pretpostavlja se da je to supermasivna crna rupa čiji akrecioni disk zrači. Ono je udaljeno nekih 28 000 sg. Njen vidik zamućuju čestice kosmičke prašine koje ispunjavaju međuzvezdani prostor, ali ona se kroz njih probija infracrvenim kamerama sa džinovskog Keck-a, najvećeg teleskopa na svetu. To otkriva čudesnu sliku. Gez kaže da je to jedinstveno mesto u galaksiji. Koncentracija zvezda je užasno velika, turbulencija je visoka, sile magnetnog polja su jake. Ona je najviše zainteresovana za efekat koji crna rupa ostavlja na zvezdama, jer samu rupu, naravno, ne može videti. 1995. su tačno uspostavljene pozicije zvezda i posmatra se njihovo pomeranje. Utvrđeno je brzo kretanje zvezda i to 14 000 km/s (što bi bilo 1/2% brzine svetlosti). U svakodnevnim uslovima, to je brzina od 3000 milja po času, što bi značilo da je u blizini jak izvor gravitacije koji upravlja brzinom, odnosno kretanjem ovih zvezda. Ta jačina je jedino analogna crnoj rupi. Prema brzini kretanja zvezda Gez proračunava da je masa te crne rupe 2.6 miliona puta veća od Sunčeve.

http://razbibriga.net/clear.gif

U sazvežđu Device oko 50 miliona sg od Zemlje nalazi se džin od galaksije, nazvana M87. Otkrio ju je francuski astronom Sarl Mesje 1781.,samo par godina pre nego što je Mičel pomislio na crne rupe. Zvezde u središtu galaksije su gusto zbijene, toliko da skupa liče na jednu ogromnu zvezdu gledano kroz mali teleskop. 1977. astronomi su detaljnije pregledali ove zvezde i po kompaktnosti zaključili da ih drži gravitacija koja, zaključeno prema jačini, verovatno dolazi od crne rupe. M87 je čudna i po tome što se iz njenog centra pruža mlaz materije na hiljade sg u prostor. Na običnom teleskopu to se vidi slabo i bledo, dok radio teleskop otkriva brilijantan tok energije koji izračuje galaksija.

[причалица]

BUDUĆA ISTRAŽIVANJA CRNIH RUPA

Penrouzova ideja je da se buduće civilizacije smeste na sigurnoj udaljenosti od crne rupe i da je eksploatišu tako što će u nju bacati otpad i koristiti njeno zračenje kao izvor energije. Odnosno, koristeći energiju koju rotirajuća crna rupa izbacuje sa stacionarne granice. Naravno, to je zamisao koju ce ispuniti neki naši čukun čukun čukun unuci...

Crne rupe će u daljoj budućnosti istraživati svemirski brod Cygnus. Ako rupa rotira, ona oko sebe stvara vir i lansirana sonda koja bi se približavala rupi bi bila povučena tim džinovskim virom.

Svetlost koju bi sonda slala bila bi sve crvenija, jer bi, kako Torn kaze, gravitacija zarobljavala fotone i usporavala zračenje. Rastezala bi radijaciju, čineci njihovu talasnu dužinu većom, a duži talasi čine svetlost crvenijom.

Spuštanjem niz vir sonda bi bila raskomadana pre nego što pošalje neke informacije sa mesta istraživanja. Kip Torn objašnjava ovu pojavu ovako: "Ovde ja sedim. Moja glava dođe dalje od centra Zemlje nego moje grudi, tako da ima razlike u vuči. Moju glavu vuče nešto manja gravitacija od one koja vuče moje grudi. Međutim, pri prilasku crnoj rupi ta razlika u vuči postaje sve veća i veća". To je uzrok raspadanja objekata.

Plan je da sonda koja će se približavati crnoj rupi ima mogućnost rastezanja tj. izduživanja do neke granice, da bi što duže izdržala spuštanje niz vir i time skupila i poslala više podataka. Posle određene granice gravitacija bi nastavila da je izdužuje i time bi je uništila. To rastezanje se nastavlja sve dok se objekti ne pretvore u špagetu tj. beskonačno dugu liniju. Ta pojava se zove špagetizacija (spagettification). Martin Riz kaze da se ona javlja pre dostizanja horizonta događaja.

[причалица]

nastavak:

S obzirom da Ajnštajnova teorija relativnosti kaže da je vreme relativno i individualno, uvode se dva vremena da bi se izbegli nesporazumi oko merenja vremena. Jedno vreme meri udaljeni posmatrač (koordinativno vreme), a drugo meri posmatrač koji slobodno pada (sopstveno vreme).

Jaka gravitacija i velike brzine uslovljavaju dilataciju vremena i pokazuje se da se zapravo na horizontu događaja vreme potpuno ''zaustavlja''. Znači, ako bi bili u mogućnosti da posmatramo kolaps zvezde u crnu rupu, sam kolaps nećemo videti. Vreme protiče sve sporije i kad se materija dosegne Švarcšildov radijus vreme staje. U neku ruku izgleda kao da je unutrašnjost crne rupe u nekom drugom delu univerzuma.

Ako se baci tempirana bomba ka crnoj rupi, videće se kako ona pada ka svome cilju. Međutim, na nekom rastojanju od crne rupe ona će početi da usporava da bi se potpuno zaustavila na horizontu događaja. Bez obzira koliko čekali, neće se videti eksplozija. Sa stanovišta posmatrača koji zajedno sa bombom upada u crnu rupu, vreme bi teklo sasvim regularno, i on bi po samom ulasku u crnu rupu video eksploziju bombe, baš kako je natempirana.

Slično bi se dešavalo i sa budućim svemirskim brodom Cygnus-om. Kako bi se sonda približavala crnoj rupi, ona bi se za satove na Cygnusu, koji se nalazi na sigurnoj udaljenosti, usporavala. Ako su predviđanja da ona upadne u rupu tačno u 12h, tih 12h nikada neće otkucati. Za svaku sekundu koja otkucava trebalo bi sve više i više vremena. Tih 12h je tačka koja leži beskonačno u budućnosti, odnosno, vreme se na horizontu događaja zaustavlja. Međutim, kad bi postojala posada u sondi koja upada, za njih bi vreme teklo sasvim normalno.

U realnom vremenu astronaut, koji se nalazi u sondi, i sve čestice njegovog organizma doživljavaju koban kraj u singularitetu. Zato je potrebno uvesti imaginarno vreme. Tri prostorne dimenzije i imaginarno vreme formiraju zatvoreni sistem prostor-vremena, bez granica i ivica (nešto nalik Zemlji, koja takodđe nema ni granica, ni ivica). Ono što se dešava može se izračunati u imaginarnom vremenu, jer zakon fizike ne važe u singularnosti. Ovo bi značilo da astronaut ima dve istorije, realnu i imaginarnu.

[причалица]

Bele rupe

Prema imaginarnom vremenu astronaut odlazi u bebu univerzum tj. deo kosmosa oformljen unutar matičnog univerzuma tj. njegove čestice bi se emitovale u nekom drugom delu svemira od strane neke bele rupe. Zakoni fizike su takvi, da ako postoje mesta iz kojih ništa ne može izaći, onda moraju postojati i mesta u koja ništa ne može ući, već samo izaci i to u stanju kakvom je i ušla u crnu rupu, odnosno zračila bi onu energiju koju joj je crna rupa zaplenila. Takva mesta su nazvana bele rupe. Koncepcija o belim rupama je prvi put izlozena 1964. godine i mnogo se u nju ne veruje. Bele rupe mogu biti kvazari, jer se pretpostavlja da kroz njih crne rupe emituju energiju. Međutim, postojanje belih rupa je malo verovatno jer one ne poštuju drugi zakon termodinamike.

[причалица]

Crvotočina

Kruskal i Sekeres su 1960., nezavisno jedan od drugog, došli do iznenađujuceg zaključka. Jednačine su otkrile da postoje dva, već spomenuta, singulariteta, jedan u prošlosti i jedan u budućnosti. Ali, to nije sve. Crna rupa deli prostor na dva dela.

Ovo je ono što je potrebno za putovanje kroz prostor i to neverovatno velikom brzinom. Na prvi pogled ovakav način putovanja izgleda moguć, međutim kasnija istraživanja ukazuju da su sve ove mogućnosti nestabilne, gde bi i najmanja pometnja, kao što je prisustvo svemirskog broda uništila crvotočinu (wormhole), prolaz koji spaja nas i neki drugi svet. Svemirski brod bi bio uništen jakim silama. To bi bilo kao spuštanje niz Nijagarine vodopade u buretu. Zatim, broj čestica u drugom delu univerzuma bi bio jednak broju čestica koje su upale u crnu rupu plus broj čestica koje je crna rupa izračila. One će biti iste vrste , ali ne mora da znači da su baš od istog upalog objekta. Ovo znači da čestice koje upadnu u crnu rupu izlaze iz nje sa skoro istom masom. Osim toga, putovanje bilo u imaginarnom vremenu i ne bi znali gde putujemo. Očigledno je da će se teško ostvariti putovanje uz pomoc crnih rupa, tako da ipak ovakav način transporta izgleda beznadežan.

Napominjem da je ova teorija osporavana od velikog broja naučnika, al' recimo da je i Ajnštajn u početku bio osporavan, kao neko ko gotovo ruši temelje fizike i postavlja nove revolucionarne ideje. U stvari, bio je osporavan pošto je pričao o stvarima koje su na granici razumljivosti samog čovekovog razuma.

[причалица]

Otkrivena crna rupa koja emituje svetlost
izvor: vesti online

Astronomi su otkrili ogromnu crnu rupu koja predstavlja najsvjetliji objekat u starom delu svemira, a njena svetlost putuje do Zemlje 12,9 milijardi godina.

http://razbibriga.net/clear.gif

Crna rupa je uočena uz pomoć britanskog teleskopa na Havajima, a procenjuje se da se formirala samo 770 miliona godina posle Velikog praska i nastanka svemira.

Naučnici su objavili otkriće u žurnalu "Priroda" i navode da će im ono pomoći da bolje shvate uslove koju su vladali u ranoj fazi postojanja kosmosa, kao i način na koji nastaju ogromne crne rupe.

Novija teleskopska posmatranja pokazala su da su se ovi giganti formirali u veoma ranoj istoriji svemira.

"U tehničkom smislu, ovaj objekat spada u kvazare. Ova super-ogromna crna rupa sama po sebi je mračna, ali oko nje se nalazi disk od gasa ili prašine koji je toliko vreo da je blještaviji od čitave zvezdane galaksije", objasnio je doktor Dan*iel Mort*lock, vođa istraživanja.

Ovaj objekat isijava blještavu svetlost, ali nama na Zemlji izgleda kao bleda tačka u infracrvenom pojasu.

Novi kvazar dobio je ime ULAS J1120+0641. To nije najdalje uočeni objekat u svemiru, pošto taj rekord i dalje pripada izboju gama-zračenja sa jedne zvezde koja je eksplodirala.

[Cruz]

Predivna slika obližnje galaktike – Centaurus A


http://razbibriga.net/imported/clear.jpg


Nova snimka supermasivne crne rupe i njene moći. Jetovi i gejziri koje napaja centralna crna rupa u ovoj obližnjoj galaktici ostavlja nas bez daha. Ovaj snimak možemo zahvaliti APEX teleskopu iz Čilea i rengenskim snimkama koje je napravila Chandra X na Max Planck-ovom opservatoriju koji se također nalazi u Čileu.

Rengenska snimka je pokazala da se gornji jet prostire na području od 13 tisuća svjetlosnih godina od same crne rupe. APEX podatci pojazuju da materijal u jet-u putuje brzinom od polovice brzine svjetlosti.

Izvor: Space Wallpapers // Prijevod: Matrix World
Izvor: www.znanost.com

[Cruz]

Crna rupa u središtu Mliječne staze ‘guta’ asteroide


http://razbibriga.net/imported/clear.jpg



‘To bi moglo objasniti pojavu čestih ‘plamenova’, priopćili su NASA-ini astronomi na temelju podataka prikupljenih teleskopom Chandra koja već nekoliko godina otkriva X-zrake iz supermasivne crne rupe koju astronomi nazivaju Sagittarius A, piše dnevnik.hr

Takozvani ‘plamenovi’ traju po nekoliko sati, a njihova je svjetlost i do stotinu puta jača od ‘uobičajenog’ proizvoda crne rupe. ‘Ljudi sumnjaju da se asteroidi uopće mogu formirati u blizini crne rupe ovakve veličine. Ovo je uzbudljivo otkriće’, rekao je Kastitis Zubovas sa Sveučilišta u Lesteru.

Asteroide koji prolaze na udaljenosti od otprilike 150 milijuna km od crne rupe privlači njena sile koju proizvodi gravitacijsko polje nakon čega ih sila i trenje razbijaju na komade koji se pretvaraju u paru dok prolaze kroz vrući plin oko Sagittariusa A.


http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=l4mhMo7c1sY

Izvor: www.znanost.com

[причалица]

Tim astronoma registrovao je “samrtni vrisak” zvezde koju proždire supermasivna crna rupa. Crna rupa je mirovala na svom mestu, sve dok njena gravitacija nije uhvatila zvezdu u prolazu, povlačeći je ka sebi i uzrokovajući emitovanje karakterističnog zvučnog signala.

http://razbibriga.net/imported/clear.jpg

- Možete o tome da mislite kao o vrisku zvezde koju proždiru, ako želite – rekao je astronom Džon Miler sa Univerziteta Mičigen, vođa studije.

Crna rupa, identifikovana kao Svift J1644+57, nalazi se na udaljenosti od 3,9 milijardi svetlosnih godina od Zemlje, u sazvežđu Zmaja. Nazvana je po letelici američke svemirske agencije NASA “Svift”, koja ju je otkrila 28. marta 2011. Ova letelica traga za tokovima gama zraka u univerzumu. Astronomi su stoga pomislili da je signal koji su čuli uobičajeni izliv gama zraka, ali njegovo postepeno stišavanje nikada do sada nije došlo iz sličnog izvora.


- Bližim proučavanjem otkriven je slabi, periodični signal, koji odgovara po frekvenciji ultra niskom dis-molu – istakao je Miler.

Koautor studije Rubens Reis kaže da su slični signali ranije registrovani od manjih crnih rupa i smatralo se da dolazi od materijala koji treba da bude usisan u nju.
- Međutim, takav signal je detektovan pre samo jednom, a dolazio je od supermasivne crne rupe, mase više od milion puta našeg Sunca, u galaksiji udaljenoj 576 miliona svetlosnih godina – rekao je Reis.

Zvezda u prolazu je bila podvrgnuta moćnim, privlačnim silama crne rupe, da bi bila “rastrgnuta”. Nešto njenog gasa palo je ka crnoj rupi i oblikovalo oko nje takozvani akrecioni disk. Najdublji deo diska zagrejao se na temperaturu od više miliona stepeni, dovoljno da emituje X zrake.

Istovremeno, u nama slabo razumljivim procesima, disk je emitovao mlazeve materije u suprotnom pravcu, okomito u odnosu na disk. Ovi mlazevi su izbacili materiju van, pri brzini od skoro 90 odsto svetlosne, duž ose rotacije crne rupe.
Jedan od ovih mlazeva je bio uperen pravo ka Zemlji.

Podaci pokazuju da se oscilacija crne rupe ili “vrisak” javljao svakih 3,5 minuta, što znači da se akrecioni disk nalazi na oko 3,5 do 9,3 miliona kilometara od centra crne rupe. Tačna udaljenost zavisi od brzine rotacije crne rupe.

izvor: www.blic.rs

[причалица]

Supermasivne crne rupe izgleda da zauzimaju središta skoro svih galaksija. Kada aktivno "gutaju" materiju, ove crne rupe mogu da izbacuju energetske mlazeve koji sjaje više od čitavog ostatka galaksije, ali i samu materiju. Zahvaljujući teleskopu "Konačni horizont", sada možete da vidite "gutanje" materije u galaksiji M87. Njena džinovska crna rupa sadrži masu šest milijardi sunaca.

http://www.blic.rs/data/images/2012-09-28/276690_mlaz-cestica-galaksija-m87-nasa_ff.jpg?ver=1348863882

Takođe, astronomi su po prvi put izmerili crnu rupu, ovu u galaksiji M87. Oni su izračunali da je moguća orbita materije oko crne rupe, sa najbliže strane, oko 5,5 puta veća od konačnog horizonta crne rupe u M87. Ta orbita je, dakle, oko pet puta veličine Sunčevog sistema, što je 750 puta udaljenost između Zemlje i Sunca. Udaljenost između naše planete i Sunca je oko 150 miliona kilometara.


Galaksija M87 udaljena je od Mlečnog puta oko 50 miliona svetlosnih godina.

Uprkos postojećoj masi i energiji, poreklo mlazeva iz crne rupe je nepoznato, zato što su relativno gusti, ali i zato što su smešteni u natrpane centre udaljenih galaksija.

Sada su istraživači povezali niz teleskopa sa ciljem da snime okolinu blizu supermasivnih crnih rupa. Naučni tim iza teleskopa "Krajnjih horizont" se fokusirao na centar galaksije M87 i doneo prve detalje diska materije koju guta njena središnja crna rupa. Četiri teleskopa su uperena ka centru M87 - sa Havaja, Arizone i dva iz Kalifornije. Naučnici su uspeli da ih "povežu" u jedan džinovski teleskop da bi dobili više detalja o okolini crne rupe.

Teško je zamisliti okolinu crne rupe. Supermasivne crne rupe su u proseku više od milion puta mase našeg Sunca, ali je sva ta materija strpana u prostor koji može da bude samo deo sunčevog poluprečnika.

Materija koja pada u crnu rupu taloži se na orbitirajući, takozvani akrecioni disk, koji se povećava u gustini i energiji sa približavanjem ovoj kosmičkoj zveri. Međutim, materija koja pređe kritičnu tačku brzo upada u samu crnu rupu. Unutrašnji deo diska je toliko energetski nabijen da šalje materiju od crne rupe u mlazu čestica.

Još dalje unutra, linije magnetnog polja ponekad pređu krajnji horizont crne rupe, izbacujući jake tokove nabijenih čestica. Ovi mlazevi su u interakciji sa vetrom čestica sa akrecionog diska, koje se kreću maltene brzinom svetlosti. Oni imaju toliko energije da su u ponekim slučajevima u stanju da poteraju čestice stotinama hiljada svetlosnih godina, šaljući ih van galaksije, gde one vremenom usporavaju u interakciji sa okolinom.

Naučnici su sistemom povezivanja teleskopa primetili da je osnova ovih visokoenergetskih mlazeva svega nekoliko puta veličine same crne rupe, što nam govori nešto o akrecionom disku. Ako se disk i crna rupa okreću u suprotnim pravcima, unutrašnja ivica diska bila bi mnogo dalje od crne rupe nego da rotiraju u istom pravcu. Veličina mlazeva viđenih u M87 je previše mala da izađe iz sistema u kojem dva tela rotiraju u suprotnim pravcima, pa su naučnici zaključili da disk prati rotaciju crne rupe oko koje orbitira.


Na redu Mlečni putNaučnici se nadaju da će okrenuti "Konačni horizont" ka supermasivnoj crnoj rupi u našem Mlečnom putu. Ona nije toliko aktivna kao ova u M87, ali izgleda da guta dovoljno materije pa bi je vredelo bolje pogledati.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Vesti/345208/Prva-slika-mlaza-cestica-na-ivici-crne-rupe-prvi-put-izmerena-crna-rupa

[причалица]

Satelit američke svemirske agencije NASA detektovao je 16. septembra porast X-zraka, iz izvora iz središta našeg Mlečnog puta. “Eksplozija” X-zraka, koju je proizvela retka rendgenska supernova, došla je iz do sada nepoznate crne rupe stelarne mase.

http://www.blic.rs/data/images/2012-10-06/278374_nova-crna-rupa-jutjub_f.jpg?ver=1349546323

Rendgenska nova je kratkotrajni izvor X-zraka koji se pojavljuje iznenada, doseže svoj vrhunac emisije za nekoliko dana i potom iščezava tokom perioda od nekoliko meseci.

Nova crna rupa u Mlečnom putu nazvana je Svift J1745-26, i prva je koju je otkrio satelit “Svift”. Smatra se da su crne rupe poput ove uobičajene u našoj galaksiji, ali ih ne viđamo mnogo.


Nova crna rupa ima zvezdu u orbiti, koja je poput sunca. Gas otiče sa ove zvezde i skuplja se u disk oko crne rupe. Normalno bi se ovaj gas spiralno uvlačio u nju, ali u ovom sistemu on se prikuplja decenijama pre nego što iznenada krene unutra, uzrokujući “eksploziju” X-zraka koju je detektovao “Svift”.

Kad se govori o crnim rupama, obično se misli na supermasivne, koje se nalaze u središtima većine galaksija, kako se smatra. Međutim crne rupe stelarne mase su umnogome drugačije, manje mase, oformljene od individualnih zvezda.

Prvi kandidat za takvu crnu rupu bio je Labud X-1 (Cygnus, ili Cyg X-1) koji je jedan od najjačih izvori X-zraka viđen sa Zemlje. Labud X-1, kako se procenjuje, ima masu oko 14,8 mputa veću od našeg Sunca.

Danas, kad naučnici bolje razumeju evoluciju zvezda i mogu da procene koliko njih ima dovoljnu masu da pređu u crne rupe, zaključuje se da u našoj galaksiji ima oko 100 miliona crnih rupa stelarne mase. Mi ne vidimo ove objekte, ali astronomi veruju da postoje. Oni sada proučavaju oko 12 kandidata za takve crne rupe u Mlečnom putu, uključujući Labuda X-1 i sada i Svift J1745-26.

Najbliža crna rupa stelarne mase udaljena je od Zemlje oko 1.600 svetlosnih godina.


http://www.youtube.com/watch?v=gbsU9CmrkxQ&feature=player_embedded

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Vesti/346474/Otkrivena-nova-crna-rupa-u-nasoj-galaksiji

[причалица]

Astronomi su otkrili zvezdu u orbiti supermasivne crne rupe u centru naše galaksije Mlečni put.

http://www.blic.rs/data/images/2012-09-14/273054_strelac-a-crna-rupa-mlecni-put-nasa_ff.jpg?ver=1349475067
Supermasivna crna rupa u Mlečnom putu

Da načini krug oko “galaktičke zveri”, zvezdi S0-102 treba 11 i po godina, što je najkraća poznata orbita u blizini ove crne rupe. Naučnici ukazuju da je “S” u imenu zvezde oznaka za sazvežđe Strelca, u kojem se nalazi (naš) galaktički centar sa crnom rupom “Strelac A” (Sagittarius A ili Sgr A).

Pre ovog otkrića, naučnici su znali za postojanje jedne zvezde sa veoma kratkom orbitom blizu crne rupe, S0-2, čija je orbita 16 godina.
- Veoma sam zadovoljna što smo otkrili dve zvezde u orbiti oko supermasivne crne rupe u našoj galaksiji, za mnogo manje vremena od jednog ljudskog veka – kaže profesorka fizike i astronomije na Univerzitetu Kalifornija Andrea Gez, vođa istraživanja.


Njen tim proučava oko 3.000 zvezda u orbiti oko naše crne rupe, a S0-2 ispituju od 1995. godine. Većina ovih zvezda ima orbitu od 60 godina i duže.

S0-2 je 15 puta sjajnija od S0-102 će u 2018. proći oko “Strelca A” najbližom orbitom. Devijacija od savršene eklipse je veoma mala i zahteva ekstremno precizna merenja, koja su značajno unapređena tokom poslednjih 15 godina.
Naučnici smatraju da će im upravo S0-102 pomoći da se utvrdi da li je fizičar Albert Ajnštajn bio u pravu, kada je postavio teoriju da crne rupe iskrivljuju prostor i vreme.

- "Ples" S0-102 i S0-2 će, po prvi put, otkriti pravu geometriju prostora i vremena u blizini crne rupe. Ovakva merenja nisu mogla da se obave sa samo jednom zvezdom – kaže Gezova.

Crne rupe, koje se, kako se smatra, stvaraju uništenjem materije, imaju takvu gustinu da ništa ne može da pobegne njihovom gravitacioniom stisku, čak ni svetlost. One ne mogu da se vide direktno, ali je vidljiv njihov uticaj na obližnje zvezde.
Prema Ajnštajnovoj teoriji relativnosti, masa iskrivljuje prostor i vreme i time ne samo što usporava tok vremena već razvlači ili smanjuje razdaljine.

Od dokaza postojanja do preispitivanja fizike
Gezova je 1998. pokazala da se u središtu Mlečnog puta nalazi crna rupa, udaljena od Zemlje oko 26.000 svetlosnih godina, mase skoro četiri miliona puta veće od našeg Sunca. Dve godine kasnije, njen tim je izvestio da je primećeno ubrzanje kretanja zvezda oko naše crne rupe.Naučnici su dokazali da su tri zvezde ubrzale za više od 400.000 kilometara na sat u svojoj orbiti oko te čudovišne crne rupe.
- I kretanje S0-102 i 20-2 bi trebalo da se ubrza za 400.000 km/h tokom najbližeg prolaza – kaže Gezova, koja je 2005. uspela da dobije prvu jasnu fotografiju centra Mlečnog puta, uključujući područje oko crne rupe.
Fotografija je dobijena uz pomoć optičke, laserski vođene tehnologije prilagođene zvezdama. Istraživanje naučnika na čelu sa Gezovom tako je prošlo put od dokazivanja da u centru naše galaksije postoji supermasivna crna rupa, do ispitivanja osnova fizike.
Gezova je prva žena koja je primila prestižu nagradu Krafurd od Švedske kraljevske akademije nauka, u maju ove godine. Njen program trenutno finansiraju Nacionalni fond za nauku, Fondacija Kek, Mekartur, Porodična fondacija Loren B. Lihtman i Artur E. Livajn i drugi.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Vesti/346398/U-Mlecnom-Putu-otkrivena-zvezda-u-orbiti-crne-rupe

[причалица]

Astronomi su otkrili ogromnu crnu rupu, drugu dosad najveću u nauci, a ono što ih najviše zbunjuje jeste činjenica da se ona nalazi u maloj galaksiji čija je veličina tek četvrtina naše Mlečnog puta.

Galaksija NGC 1277 ima crnu rupu koja je 4.000 puta veća od one u središtu Mlečnog puta i čija je masa 17 milijardi puta veća od mase Sunca, navodi se u studiji objavljenoj u časopisu "Nature".

Ovo oktriće se kosi sa postojećim modelima rasta crnih rupa, po kojima one evoluiraju uporedo sa galaksijama domaćinima.


Crnu rupu u galaksiji NGC 1277, udaljenu 220 miliona svetlosnih godina od naše planete, u sazvežđu Persej, otkrili su astronomi sa Univerziteta u Ostinu koristeći teleskop Hobi-Eberli smeštenog u Teksasu.

Naučnici su izračunali da je crna rupa u galaksiji NGC 1277 veličine našeg Sunčevog sistema, te da čini 14 odsto mase galaksije u kojoj se nalazi.

Pored NGC 1277, astronomi su otkrili još pet malih galaksija koje bi mogle da sadrže velike crne rupe i time opovrgnu teoriju po kojoj samo velike galaksije mogu da imaju velike crne rupe.

"Galaksija NGC 1277 deluje veoma staro. Izgleda da je crna rupa narasla veoma brzo u dalekoj prošlosti, dok je galaksija prestala da se širi i proizvodi nove zvezde i druga nebeska tela", kazao je u izjavi za BBC član istraživačkog tima, dr Remko Van den Boš.

"Pokušavamo da dokučimo kako se to dogodilo. Zasad nemamo odgovor na to pitanje, ali je zato, valjda, to toliko zabavno", dodao je on.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Vesti/355636/Misteriozna-dzinovska-crna-rupa-zbunjuje-astronome

[причалица]

Eksplozija rotirajuće zvezde, kakva se događa veoma retko, možda je stvorila najnoviju crnu rupu u galaksiji Mlečni put, objavili su naučnici.

http://www.blic.rs/data/images/2013-02-14/313950_crna-rupa-mlecni-put-najmladja-nasa_ff.jpg?ver=1360797383
Veoma izobličeni ostaci supernove možda kriju u sebi najmlađu crnu rupu u našoj galaksiji

Astronomi tvrde daje materija izbačena pri velikim brzinama, duž polova rotirajuće zvezde, stvarajući ostatke supernove u kojima se verovatno nalazi najmlađa crna rupa u našoj galaksiji. Ovi ostaci supernove nazvani su W49B, preneo je portal “Red orbit”.

-W49B je prva svoje vrste koja je otkrivena u galaksiji. Izgleda da je roditeljska zvezda okončala svoj život na način na koji većina drugih to ne radi – izjavila je vođa studije Lora Lopez, sa Instituta za tehnologiju u Masačusetsu (MIT).


Uobičajneo, kad masivna zvezda ostane bez “goriva”, njeno centralno područje kolapsira, što pokreće dalji niz događaja koji čine supernova, eksplozije koje su generalno “skladne”. Međutim, kada je izbačen materijal blizu polova rotirajuće zvezde, ti mlazevi su uglavnom oblikovali njenu supernovu i posledice.

Naučnici su, uz pomoć svemirskog teleskopa “Čandra”, u svega polovini ostataka zvezde otkrili gvožđe, dok je druga polovina sadržala elemente poput sumpora i silicijuma. To ukazuje da se dogodila “asimetrična” eskplozija.

-Pored toga, W49B je i duža i eliptičnija od većine drugih ostataka. To se vidi u X-zracima i nekoliko drugih talasnih družina i ukazuje na neobičnu smrt ove zvezde – kaže koautor istraživanja Enriko Ramirez Ruiz, sa Univerziteta Kalifornija.

Astronmi nisu pronašli dokaze o postojanju neutronske zvezde, uobičajenog ostatka supernove. Odsustvo takvih dokaza govori da se umesto nje formirala crna rupa.

-To je malo posredno, ali imamo zanimljiv dokaz da je supernova W49B stvorila crnu rupu. Ukoliko je to tačno, imamo retku priliku da proučimo supernova odgovornu za stvaranje mlade crne rupe – rekao je koautor studije sa MIT Danijel Kastro.

Supernova oblikovana mlazevima materije povezana je sa eksplozijom gama zraka, ali nema dokaza da je W49B proizvela gama zrake.
Ovo bi mogla da bude najmlađa crna rupa u Mlečnom putu, starosti svega 1.000 godina.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Vesti/367647/Otkrivena-najmladja-crna-rupa-u-Mlecnom-putu

[причалица]

Astronomi znaju da većina supermasivnih crnih rupa svoje postojanje započinje kao mala crna rupa koja tokom vremena raste. Međutim, kako dolazi do ovog rasta?

Istraživači koji su izmerili brzinu rotacije supermasivne crne rupe u kvazaru – sjajnom jezgru udaljene galaksije (6.1 milijardu svetlosnih godina) tvrde da takve crne rupe najverovatnije rastu kroz spajanje njihovih galaksija domaćina i drugih galaksija.

Oni su bili u stanju da proučavaju kvazar prilično detaljno zahvaljujući efektu uveličavanja gravitacionog objektiva – masivnog galaktičkog klastera ispred njega, koji čini da on izgleda svetlije nego inače.

Analiziranjem X-zraka iz kvazara, istraživači su bili u stanju da otkriju da se crna rupa okreće velikom brzinom. Da je ona porasla hranjenjem gasom koji je dolazio do nje iz različitih pravaca, ona bi se rotirala znatno sporije nego što je primećeno.

Umesto toga, gas koji je crna rupa „pojela“ kako bi postala supermasivna pao je u nju u pravcu rotacije, ubrzavajući materijal na konstantan i skladan način tako imitirajući vrtešku koja dobija na ubrzanju pri svakom novom guranju, crna rupa se vremenom sve bržei brže vrtela.

Scenario koji bi mogućio ovako nešto mogao bi da se desi ukoilko bi se galaksija u kojoj se nalazi crna rupa sudarila ili spojila sa drugim galaksijama tokom svoje evolucione istorije.
Svaki put kada bi do ovoga došlo, materijal iz nove galaksije bio bi inkorporiran u disk oko crne rupe koji se rotirao u istom pravcu kao i ona i tako vremenom doprinosio njenom rastu.

izvor: www.b92.net (http://www.b92.net)

[причалица]

Čini se da su gigantske crne rupe koje vrebaju u srcima galaksija rođene takve. Centralne crne rupe u patuljastim galaksijama – “semenje” koje izrasta u monstrume u jezgru Mlečnog puta i drugih velikih galaksija, verovatno su iznenađujuće teške i poseduju masu 1.000 do 10.000 puta veću od mase našeg sunca, tvrdi nova studija

http://www.b92.net/news/pics/2014/04/02/1076606310533beb1a1415d697522111_orig.jpg

Ovo otkriće je u suprotnosti sa popularnom teorijom evolucije supermasivnih crnih rupa, navodeći da spajanja galaksija nisu nužna kako bi se stvorili ovi džinovi, koji mogu da imaju masu koja je milionima puta veća od mase sunca.

“I dalje ne znamo kako se monstruozne crne rupe koje obitavaju u centrima galaksija stvaraju. Međutim, pronalaženje crnih rupa u patuljastim galaksijama nam pokazuje da su velike crne rupe nekako stvorene u ranom univerzumu, pre nego što su se galaksije međusobno sudarale”, tvrdi vođa nove studije, Šobita Satjapal sa Univerziteta u Virdžiniji.

Takođe je moguće da supermasivne crne rupe svoju veličinu duguju proždiranju gasa i prašine uz pomoć kojih rastu zajedno sa svojim galaksijama.

Satjapalova i njene kolege analizirali su podatke u vezi sa patuljastim galaksijama do kojih je došla NASA uz pomoć svog eksplorera WISE.

Patuljaste planete prošle su kroz jako malo promena tokom vremena, i one podsećaju na tipove galaksija koje su postojale dok je svemir bio mlad, tako da predstavljaju dobro mesto za potragu za supermasivnim crnim rupama u nastajanju.

Podaci do kojih je došao WISE odnosili su se na stotine patuljastih galaksija, koje poseduju upečatljivo velike crne rupe.

“Naše otkriće sugeriše da je originalno semenje supermasivnih crnih rupa tako poprilično masivno”, tvrde istraživači.

Iako su u pitanju interesantni rezultati, biće potrebne dodatne studije kako bi dodatno potkrepile ove tvrdnje.

izvor: www.b92.net (http://www.b92.net)

[причалица]

Novootkrivena “supermasivna crna rupa” udaljena je 50 miliona svetlosnih godina od Zemlje, a nalazi se u centru patuljaste kompaktne galaksije M60-UCD1, čiji je prečnik 500 puta manji od prečnika Mlečnog puta. Astronomi pretpostavljaju da ova crna rupa ima čak 21 miliona puta veću masu od Sunca.

http://www.blic.rs/data/images/2014-09-19/515524_crna-rupa-01_ff.jpg?ver=1411130431

Naučnici Univerziteta Jute nadaju se da će ovo otkriće dokazati teoriju prema kojoj male galaksije, zbog velike gustine, imaju crne rupe u sredini.

“Otkriće navodi na zaključak da bi patuljaste galaksije mogle da budu ostaci većih galaksija koje su se raspale prilikom sudara s drugim galaksijama, a ne zvezdana ostrvca nastala u izolaciji. Ne znamo na koji drugi način bi mogla da nastane tako velika rupa u tako malom objektu”, kaže naučnik Anil Set.



Naučni tim je otkrio “objekat koji usisava svetlost” nakon što je analizirao snimke koje su zabeležili teleskopi “Habl” i “Gemini Nort”.

[причалица]

Prema najnovijoj teoriji, crne rupe završavaju svoj kosmički život postajući "bele rupe" koje se ponašaju na radikalno suprotan način od crnih - umesto da usisavaju materiju, one je izbacuju.

http://www.blic.rs/data/images/2013-09-26/382810_black-hole_f.jpg?ver=1406217131

Ova teorija, izložena na sajtu Nature.com, zasnovana je na spekulativnoj kvantnoj teoriji gravitacije. Naučnici veruju da će ona okončati veliku debatu o tome da li crne rupe uništavaju ono što "pojedu".

Nature.com objašnjava da se prema novoj teoriji "tranzicija od crne u belu rupu događa odmah nakon formiranja crne rupe, ali da se zbog gravitacije koja "odlaže" vreme, posmatraču može učiniti da to traje milijardama i trilijardama godina, pa čak i više, u zavisnosti od veličine crne rupe.

Ako su autori teorije u pravu, male crne rupe, koje su nastale na samom početku univerzuma, sada bi mogle biti spremne da eksplodiraju i "pobele", što bi se detektovalo u vidu visoko-energentskih kosmičkih zraka ili neke druge vrste radijacije.

Prema opštoj teoriji relativiteta Alberta Ajnštajna, kada zvezda koja zamire doživljava kolaps, često se dešava da dospe u stadijum kada je ovaj kolaps nepovratan, te tada postaje crna rupa, usisavajući svetlost i sve drugo u svom kosmičkom susedstvu.

http://www.blic.rs/data/images/2014-01-25/427190_crna-rupa_f.jpg?ver=1406217146


Već dugo se pretpostavljalo da džinovske crne rupe u središtvu galaksija sve brže rotiraju i rastu kako proždiru sve veće količine gasove, prašine, zvezda i materije.

Ali sve do prošle godine nije bilo pouzdanih merenja brzine obrta crne rupe.
Samu crnu rupu je teško detektovati, te se to čini pomoću iks-zraka koje ona emituje i koji je odaju.

Koristeći nedavno lansirani NuStar teleskop NASA i orbitalnu opservatoriju XMM-Newton ESA, međunarodni tim astronoma posmatrao je visoko-energentske zrake koje ispušta supermasivna crna rupa u središtu jedne nama susedne galaksije.

Istraživači su izračunali da se ta crna rupa okreće brzinom koja je približna brzini svetslosti - 1,08 milijardi km/h.

Veruje se da džinovske crne rupe - sa masom koja je nekoliko miliona do milijardi puta veća od sunca, postoje u svakom galaktičkom središtu. One su izuzetno guste i poseduju takvu moć gravitacionog privlačenja da čak ni svetlost ne može da joj odoli.

Nama najbliža crna rupa nalazi se na oko 26.000 svetlosnih godina.

[mrav]

mravlja teorija crne rupe
recikliraju nagomilanu materiju iz galaksija i izbacuju ih putem belih rupa u kosmos, e sad kako je ne bitno ne moraju sv svi da znaju. osim toga ko je video crnu rupu sa druge strane da kaze da nisam u pravu?

[причалица]

Naučnici sa Univerziteta Kraljice Marije u Londonu razvili su teoriju koja može da ukazuje da postoji devet dimenzija, a da su crne rupe ključne za njihovo dostizanje.

“Teorija brana“ ukazuje na to da se u dimenzijama mogu kriti drugi univerzumi.

“Ova teorija je deo jedne veće teorije koja objašnjava kako se sve sile i čestice koje vidimo uklapaju u jednom opisu“, kaže dooktor Kris Vajt, fizičar Univerziteta Kraljice Marije u Londonu.

“Ona ukazuje na to da osnovne baze prirode, umesto čestica ,mogu biti veze, više trodimenzionalne generalizacije koje se nazivaju brane. Jednačine teorije su smislene u prostoru koji ima devet dimenzija, a ne tri.“

Veze obitavaju u devetodimenzionalnom prostoru, a kada se tome doda i vreme, ukupno ima 10 dimenzija.

“Crne rupe povezuju brane koje se nalaze blizu jedna drugoj, kroz cev iskrivljenog vremena u svemiru, a svaka brana uz pomoć gravitacije privlači drugu. Odjednom se pitate, da li onda postoje neki drugi ljudi koji žive u tim branama? Da li su crne rupe prolaz između našeg i njihovog sveta?“

Pomoću Velikog hadronskog sudarača (LHC) u CERN-u u Ženevi naučnici traže znake drugih postojećih dimenzija pravih veličina.

Mnoga pitanja su se javila u vezi s ovom teorijom.

Jedna teorija navodi da ne osećamo potpuni efekat gravitacije zato što se deo nje širi na druge dimenzije.

Teoretičari predviđaju da, na isti način na koji atomi imaju niskoenergetska tla i visokoenergetska stanja, postoje i teže verzije standardnih čestica u drugim dimenzijama.

Tragajući za ovim česticama, naučnici se nadaju da će pronaći i druge dimenzije.

Još jedan dokaz može se naći i u kreiranim mikroskopskim crnim rupama. Naučnici navode da, ako se pronađe dokaz, to neće odmah značiti i da su navedene teorije tačne.

Napredak istraživanja se redovno objavljuje, a naučnici kažu da ovo može da znači da se u dimenzijama nalaze drugi univerzumi.

Pojedini teoretičari nisu ubeđeni da druge dimenzije postoje. Fizičar Karlo Roveli kaže da pozitivni rezultati zavise od toga da li će brane i dimenzije biti u odgovarajućoj energiji, kako bi LNC mogao da ih nađe.