I buchi neri sono l'oggetto più misterioso di tutta la scienza. Tutte le domande relative a loro sono domande che riguardano l'universo nel suo insieme. Definire i buchi neri non è facile. Secondo i fisici, questo fenomeno è una sorta di prodotto della gravità, che ha raggiunto magnitudini colossali. Di conseguenza, le aree appaiono nello spazio così dense che anche la luce non è in grado di superare la loro attrazione gravitazionale. La sostanza assorbita dal buco nero si riscalda e, precipitando nell '"abisso", inizia ad emettere un'energia elevatissima. Questa radiazione include anche i raggi X, che possono essere rilevati dai telescopi nell'orbita terrestre.
È noto che i buchi neri "ingoiano" non solo gli oggetti fisici vicini, ma anche la luce. Per questo motivo sono invisibili; è possibile rilevare la presenza di tali fenomeni nello spazio solo sulla base di segni indiretti.
I buchi neri compaiono dopo la morte di grandi stelle (si osservano principalmente in quasar distanti, nei nuclei che esplodono delle galassie). I buchi neri hanno una serie di proprietà assolutamente fantastiche: le proprietà dello spazio cambiano al loro interno, il tempo rallenta. Questi due componenti fondamentali del nostro essere in una zona unica sono intrecciati in un imbuto; i teorici credono che nelle sue profondità lo spazio e il tempo decadano in quanti.
Si tratta infatti di una trappola gravitazionale, dalla quale non c'è via d'uscita. Inoltre, a questo abisso manca semplicemente … la superficie osservata. Se le stelle di neutroni hanno forti campi magnetici e pulsazioni rigorosamente periodiche dei raggi X, i buchi neri sono caratterizzati da fluttuazioni di radiazione non calcolabili. A proposito, un'altra caratteristica: questo fenomeno è unico per la quantità di energia accumulata in esso. Non ci sono oggetti nell'universo che ne contengono più dei buchi neri. In effetti, abbiamo davanti a noi una fonte inesauribile!
Il buco nero è apparso originariamente sulla carta quando, nel XVIII secolo, gli scienziati - Mitchell e Laplace - hanno rivolto la loro attenzione alla "predizione" contenuta nella teoria newtoniana. In seguito è stata vista una soluzione matematica a questo problema. All'inizio del XIX secolo, Pierre Laplace parlò per la prima volta della possibilità teorica dell'esistenza dei buchi neri. Nel famoso "Corso di fisica teorica" Lev Landau e Yevgeny Lifshits definirono questo indovinello dell'Universo la più bella di tutte le teorie esistenti, e Max Born lo ammirava "come una creazione d'arte".
Questo oggetto evoca questo tipo di atteggiamento praticamente nell'intera comunità scientifica. Ma, a quanto pare, il fisico americano K. Thorne ha espresso il più poeticamente: "Di tutte le invenzioni della mente umana, dagli unicorni e chimere alla bomba all'idrogeno, la più fantastica è l'immagine di un buco nero, il cui confine nulla può attraversare, e anche la luce è ritardata da esso morsa."
Ai nostri giorni, utilizzando telescopi orbitanti per l'osservazione, gli scienziati hanno stabilito fatti interessanti. Come si è scoperto, i buchi neri sono divisi in due tipi. Il primo di essi include oggetti massicci, le cui dimensioni sono dell'ordine di tre masse della nostra stella. Il secondo è il cosiddetto supermassiccio (che va da un milione a un miliardo di masse solari). Ora gli specialisti hanno fissato la posizione di circa 20 buchi neri massicci e circa 200 supermassicci. Inoltre, sono stati identificati circa altri 220 luoghi in cui potrebbero essere localizzati questi oggetti.
"Il mistero principale dell'Universo" non smette mai di fornire ai ricercatori informazioni su cui riflettere. Quindi, sorgono molte domande in relazione alla scoperta di buchi neri piccoli ma supermassicci. Ad esempio, l'oggetto situato al centro della galassia NGC 4395 nella costellazione Canine Hounds è curioso perché, contrariamente ai calcoli matematici, emette raggi X sorprendentemente intensi. Questo buco nero è potente quanto i suoi "parenti" particolarmente grandi al centro di altre galassie. Ma questa "invisibilità" è più pesante del Sole "solo" 50.000 volte, mentre i buchi neri supermassicci ordinari, di regola, sono milioni e miliardi di volte più massicci della nostra stella.
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La presenza di "misteri dell'Universo" di piccole dimensioni, ma soprattutto potenti, può spiegare le proprietà di uno dei tipi di galassie attive. Si ritiene che ci siano "invisibili" nel loro centro; tali galassie sono meno luminose delle quasar, ma emettono grandi quantità di raggi X.
I buchi neri supermassicci irradiano molta più energia nell'universo di tutte le stelle messe insieme. Inoltre, molti di questi oggetti si sono presumibilmente formati relativamente di recente; i ricercatori ritengono che almeno il 15 per cento di tutti i buchi neri supermassicci abbia avuto origine quando l'universo aveva la metà della sua età.
Al momento, anche l '"invisibile" continua a crescere. Negli ultimi due o tre anni, è diventato chiaro che l'Universo non solo si sta espandendo, ma lo sta anche facendo con un'accelerazione abbastanza decente. È fornito da enormi masse invisibili di materia. Le misteriose "macchie bianche" dell'universo producono il 30 percento dell'energia grazie alla quale ha luogo l'espansione. Ma da dove proviene un altro 70% è ancora sconosciuto (gli scienziati chiamano questa parte "l'energia oscura dell'Universo").
Le masse degli oggetti misteriosi che si formano a seguito del collasso delle nubi di gas sono da milioni a miliardi di volte la massa delle stelle. Le dimensioni di queste "isole di oscurità" sono paragonabili alle dimensioni del nostro sistema solare. Inoltre, secondo gli astronomi, i buchi neri supermassicci sono contenuti al centro della maggior parte delle galassie. Anche il nostro con te non fa eccezione alla regola generale. Inoltre, recenti osservazioni di "invisibili" supermassicci in orbita al centro di NGC 6240 (nella costellazione di Ofiuco) hanno suggerito che in caso di fusione di galassie, anche i loro buchi neri si fondono. Questo processo richiede diverse centinaia di miliardi di anni per essere completato.
In effetti, i buchi neri sono elementi inesplorati del nostro Universo, una sorta di "macchie bianche". Tuttavia, la fisica moderna richiede effettivamente che questo fenomeno esista. E in quantità sufficiente. E in realtà ci sono sorprendentemente molte di queste fonti galattiche attive. Nella gamma dei raggi X, vediamo 10 volte più galassie rispetto ai rilievi ottici più dettagliati!
Quindi, si è scoperto che questo fenomeno è abbastanza comune nell'universo. Pertanto, nell'ultimo decennio, è emersa una nuova promettente direzione scientifica: la demografia dei buchi neri. Studia la distribuzione di questi oggetti misteriosi nello spazio e la loro interazione con altri oggetti materiali.
Stephen Hawking - un uomo che è definito "lo scienziato più misterioso del nostro tempo", presta particolare attenzione allo studio dei buchi neri. A proposito, è il capo del dipartimento di Cambridge, che una volta era occupato da Isaac Newton. Va ricordato qui che questo brillante fisico britannico, che ha 12 lauree scientifiche, vincitore del Premio Nobel (1998) e dell'Ordine d'Onore, membro della Royal Scientific Society of Great Britain e della National Academy of Sciences degli Stati Uniti, soffre da quasi un quarto di secolo di una rara forma di sclerosi atrofica, che lo ha trasformato in storpio. Hawking si muove solo grazie a una sedia a rotelle con un motore elettrico, tiene lezioni all'università usando un sintetizzatore vocale elettronico (il suo discorso confuso è compreso solo da professori vicini: sua moglie e tre figli). Il contatto dello scienziato con l'ambiente esterno è fornito da un computer unico,che quest'uomo unico controlla con l'unico dito attivo della mano sinistra …
Sulla base di anni di lavoro, Hawking ha concluso che l'evaporazione quantistica dei buchi neri è inevitabile. Ciò significa che questi oggetti muoiono. Un interessante tentativo di correlare le dimensioni e la massa delle sorprendenti "macchie bianche" dell'universo. In particolare, i calcoli dello scienziato britannico hanno mostrato: un buco nero del peso di un miliardo di tonnellate (la massa di una montagna) avrebbe … le dimensioni di un neutrone o di un protone. A proposito, il professore è convinto che il tempo della formazione della misteriosa "invisibilità" superi la durata dell'Universo stesso! È vero, la teoria quantistica dei buchi neri non esiste ancora, il che significa che i processi evidenziati da Stephen Hawking non sono attualmente del tutto compresi.
La grande attenzione degli scienziati al problema dell'esistenza di "invisibili" è spiegata da ottime ragioni. Relativamente di recente, il telescopio americano Hubble ha registrato un fatto interessante, ma non troppo piacevole: il buco nero GROJ 1655-40 dalla costellazione dello Scorpione si sta dirigendo direttamente verso il nostro Sole. Il mostro sconosciuto è, ovviamente, lontano da noi - a una distanza di 6.000 anni luce. Tuttavia, c'è motivo di preoccupazione. La velocità di questo oggetto ispira rispetto: sono 40.000 chilometri orari! Nel corso del suo movimento, il buco nero "mangia" le stelle. Apparentemente, lo stesso accadrà in un futuro tutt'altro che luminoso e con il nostro Sole. E mentre gli scienziati stanno cercando di capire cosa sia questo attacco.
Stephen Hawking, nell'estate del 2004, annunciò di aver completamente rivelato il segreto dei buchi neri, il mistero principale dello spazio. Per questo, l'astrofisico ha combinato la teoria della relatività e la meccanica quantistica in un'unica teoria. Hawking sostiene che i buchi neri non sono affatto enormi "fosse comuni" di stelle, una sorta di sostanza "che consuma tutto". Già negli anni '70, lo scienziato ha dimostrato che lo scambio di energia tra un dato oggetto e lo spazio esterno è del tutto possibile. I buchi neri - "il luogo in cui il concetto classico di spazio e tempo viene distrutto, così come tutte le leggi note della fisica" - non è la fine dell'universo. Espellono flussi di raggi e sono normali oggetti in evoluzione.
Tuttavia, questa scoperta ha causato un paradosso: il professore britannico ha assicurato che l'energia proveniente dal buco nero non contiene alcuna "informazione" sulla materia assorbita. Poi dopo l'evaporazione dell '"invisibilità" non ne rimane più traccia, quindi non rimane alcuna informazione. E questo è contrario a tutte le leggi della meccanica quantistica. Stephen Hawking sta cercando di risolvere questo paradosso da 30 anni.
Ora il professore crede che misteriosi "punti vuoti" permettano ancora di uscire dalle informazioni; quindi cadere in un buco nero non è "un biglietto di sola andata". Secondo la teoria di Hawking, gli "invisibili" non hanno un orizzonte di eventi chiaramente definito che nasconde tutto in essi dal mondo esterno, e non distruggono i corpi in caduta completamente e senza lasciare traccia. Invece, le vittime della trappola gravitazionale continuano a emettere energia per lunghi periodi di tempo mentre il "buco nero si sta appena formando". "Ma in seguito, l'orizzonte si apre e rilascia informazioni su ciò che è caduto all'interno, in modo che possiamo controllare il passato e prevedere il futuro", assicura lo scienziato. È vero, la sua successiva dichiarazione ha immediatamente deluso i fan della fantascienza: "Se cadi in un buco nero, la tua massa-energia verrà restituita al nostro universo,ma in una forma sfigurata."
A proposito, i misteriosi "invisibili", come si è scoperto, sono in grado di "cantare"! Cioè, le onde sonore emanano da loro. Ad esempio, un oggetto simile della costellazione del Perseo (a circa 250 milioni di anni luce dalla Terra) "fa le fusa" costantemente la nota corrispondente al si bemolle e 57 ottave sotto la prima ottava. Che cos'è? Prova del processo mediante il quale viene riscaldata la nube di polvere che circonda il buco nero? A quanto pare è così. Tuttavia, l'immaginazione dipinge un quadro molto lontano dalla scienza: dopo aver ascoltato un'altra porzione di supposizioni e supposizioni sulla propria persona, il grandioso "invisibile" continua a ridere ironicamente degli scienziati, cantando a se stesso una semplice canzone del Tempo …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova
