Z początkiem nowego roku akademickiego postanowiliśmy poświęcić pierwszy materiał z cyklu „Naukowcy przeciwko mitom” tajemnicy kosmosu, czyli czarnym dziurom. Wcześniej NGS. OMSK napisał, że astronomia wróciła do programu nauczania w liceum. Zadaliśmy pytania Vladimirowi Dmitrievowi, profesorowi nadzwyczajnemu Wydziału Fizyki i Metod Nauczania Fizyki Państwowego Uniwersytetu Pedagogicznego w Omsku. Powiedział, czy można „zanurkować” w czarną dziurę, co człowiek tam dostrzeże, czy można to zobaczyć gołym okiem i czy może być portalem do innego wymiaru.
Mit 1: Czarne dziury nie są widoczne
- Wszystko zależy od tego, co chcemy zobaczyć. To nie jest zwykły przedmiot, do którego jesteśmy przyzwyczajeni, jak stół. Nie odbija światła. Ściśle mówiąc, czarna dziura to kawałek czasu i przestrzeni, którego przyciąganie jest tak wielkie, że nic nie może stamtąd wylecieć. W tym światło. Objętość czarnej dziury dąży do zera, a gęstość do nieskończoności. Oznacza to, że nie jest to przedmiot, ale określony obszar. Każda czarna dziura ma tak zwany „horyzont zdarzeń”. Wszystko poniżej horyzontu zdarzeń jest niewidoczne. Wszystko powyżej jest widoczne.
A więc wracając do pytania, czarna dziura nigdy nie istnieje sama. Wokół niego zawsze jest substancja. I ta substancja zaczyna spadać na czarną dziurę. Gdy spada, przyspiesza. Gdy przyspiesza, skręca i tworzy dysk akrecyjny. To płyta, która bardziej przypomina pączek. Gdy materia przyspiesza, zderza się, nagrzewa się i jonizuje. Okazuje się, że kilka naładowanych cząstek porusza się po okręgu. Płyta świeci się. W ten sposób uzyskuje się najjaśniejsze obiekty we wszechświecie - kwazary. Oto, co naprawdę widzimy. Oznacza to, że nie widzimy samej czarnej dziury, ale otaczającą ją materię. Im większa masa, tym jaśniejszy jest dysk akrecyjny.
Dopóki wokół czarnej dziury znajduje się materia, o ile ma coś do „dosięgnięcia”, jest to kwazar. Substancja się skończyła, a ona przestała być widoczna. Wszystkie widoczne najbliżej nas kwazary znajdują się w odległości 6 miliardów lat świetlnych. Oznacza to, że teraz mogły już wyjść, ale na razie możesz je zobaczyć na niebie. Dla ludzi wyglądają jak zwykłe gwiazdy.
Mit nr 2: Czarne dziury stale się powiększają i pewnego dnia zbiorą cały wszechświat
Film promocyjny:
- Czarne dziury naprawdę się powiększają. Masa wzrosła - zwiększył się promień przyciągania. Termodynamika stwierdza, że promień czarnej dziury nie może się zmniejszyć. Ale mechanika kwantowa mówi, że tak. Nie jest jeszcze jasne, która z tych nauk jest słuszna.
Zgodnie z teorią kwantową czarne dziury powinny wyparować - emitować fotony. To jest bardzo powolny proces, ale tak jest. Im większa masa, tym wolniej promieniuje. Im mniejszy, tym jaśniejszy, jaśniejszy i jaśniejszy świeci. W ostatnich sekundach życia dziury nastąpi błysk. Będzie to miało miejsce tylko wtedy, gdy dołka nie będzie miała nikogo „dosięgnąć”. W teorii jest to możliwe. Cały wszechświat nie zostanie zebrany w jedną czarną dziurę z jednego prostego powodu - są one zbyt daleko od siebie.
Mit 3: Czy potrafisz przelecieć przez czarną dziurę?
- Jeśli pierwotne ciało i odpowiednio czarna dziura obracają się, wówczas wokół ciała czarnej dziury powstaje ergosfera do trzech promieni grawitacyjnych samej dziury. Nie może mieć stabilnych orbit. Jeśli do ergosfery wejdzie jedno ciało, najprawdopodobniej zostanie rozerwane.
Co dzieje się z przedmiotem, gdy spada? Weźmy mężczyznę. Przechodzi przez ergosferę i każda… każda jego część nabiera własnej trajektorii. Oto film "Interstellar" … (śmiech) Jak mówią astronomowie, substancja, z której jesteś zrobiony, oczywiście dostanie się do czarnej dziury, ale czy ta substancja to ty …
Mit 4: Czarne dziury to portale lub „tunele czasoprzestrzenne”
- Chodzi o to, że są dwie czarne dziury i są jakoś połączone. Tak, istnieje taka teoria. Jakby substancja wpadła do tunelu i leci, leci, leci. Trudno powiedzieć, ale mało prawdopodobne. Natura nie toleruje skomplikowanych struktur, a ta jest bardzo złożona, w której trochę się poruszyła i pękła. Do takiego tunelu potrzebna jest nie tylko grawitacja, która będzie się zaciskać, ale także antygrawitacja, która utrzyma ściany. Oznacza to, że musisz włożyć ciemną substancję do rury i umieścić ją wokół substancji. W naturze pozostają tylko najprostsze struktury.
Oznacza to, że zgodnie z teorią mogą powstać, ale natychmiast się zawalą. Dlaczego więc w ogóle są? Co więcej, nawet jeśli czarne dziury są połączone, mogą się tylko zaciskać. Nie wrócisz z powrotem do naszego wszechświata - droga jednokierunkowa.