الثقوب السوداء. هل تستطيع رؤية ثقب أسود
اقرأ أيضا
نعم هناك. الثقب الأسودتسمى منطقة الزمكان التي يكون فيها مجال الجاذبية قويًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه مغادرة هذه المنطقة. يحدث هذا إذا كان حجم الجسم أقل من نصف قطر جاذبيته rg.
ما هذا؟
يجب أن تنشأ الثقوب السوداء من قوي جدًا ضغط جماعي، بينما يزداد مجال الجاذبية بقوة بحيث لا ينبعث منه ضوء أو أي إشعاع آخر. للتغلب على الجاذبية والهروب من الثقب الأسود ، سيستغرق الأمر السرعة الفضائية الثانية- المزيد من الضوء. لكن وفقًا لنظرية النسبية ، لا يمكن لأي جسم أن يطور سرعة أكبر من سرعة الضوء. لذلك ، لا شيء يمكن أن يطير من الثقب الأسود. لا يمكن أن تأتي المعلومات من هناك أيضًا. من المستحيل معرفة مصير الشخص الذي سقط في الثقب الأسود. بالفعل بالقرب من الثقوب ، تتغير خصائص المكان والزمان بشكل كبير.
الاحتمال النظري لوجود مثل هذه المناطق من الزمكان يأتي من بعض الحلول الدقيقة لمعادلات أينشتاين. ببساطة، تنبأ أينشتاين بخصائص مذهلة للثقوب السوداء، وأهمها وجود أفق حدث عند الثقب الأسود. وفقًا لأحدث بيانات الرصد ، الثقوب السوداء موجودة ولها خصائص مذهلة. ينتج وجود الثقوب السوداء من نظرية الجاذبية: إذا كانت هذه النظرية صحيحة ، فإن وجود الثقوب السوداء يكون صحيحًا. لذلك ، يجب فهم العبارات حول الدليل المباشر لوجود الثقوب السوداء بمعنى تأكيد وجود أجسام فلكية ، كثيفة وكبيرة جدًا ، وكذلك امتلاك بعض الخصائص الأخرى التي يمكن ملاحظتها والتي يمكن تفسيرها على أنها ثقوب سوداء للنسبية العامة. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يُطلق على الثقوب السوداء أجسامًا لا تتوافق تمامًا مع التعريف أعلاه ، ولكن فقط تلك التي تقترب في خصائصها من مثل هذا الثقب الأسود - على سبيل المثال ، يمكن أن تكون نجومًا منهارة في المراحل الأخيرة من الانهيار.
ثقب أسود غير دوار
بالنسبة للثقب الأسود غير الدوار ، يكون نصف قطر أفق الحدث هو نفسه نصف قطر الجاذبية. في أفق الحدث للمراقب الخارجي ، يتوقف مرور الوقت. المركبة الفضائية المرسلة إلى ثقب أسود ، من وجهة نظر مراقب بعيد ، لن تعبر أبدًا أفق الحدث ، ولكنها ستتباطأ باستمرار كلما اقتربت منه. كل ما يحدث تحت أفق الحدث ، داخل الثقب الأسود ، لا يمكن رؤيته بواسطة مراقب خارجي. رائد الفضاء في مركبته الفضائية قادر ، من حيث المبدأ ، على اختراق أفق الحدث ، لكنه لن يكون قادرًا على إرسال أي معلومات إلى مراقب خارجي. في الوقت نفسه ، من المحتمل أن يرى رائد الفضاء ، الذي يسقط بحرية تحت أفق الحدث ، كونًا آخر وحتى مستقبله. هذا يرجع إلى حقيقة أن الإحداثيات المكانية والزمانية داخل الثقب الأسود تغير الأماكن ، والسفر في الفضاء هنا يتم استبداله بالسفر في الوقت المناسب.
الثقب الأسود الدوار
خصائصه مدهشة أكثر. أفق حدثهم له نصف قطر أصغر ، وهو مغمور في ergosphere - منطقة من الزمكان يجب أن تتحرك فيها الأجسام باستمرار ، يلتقطها مجال الجاذبية الدوامة للثقب الأسود الدوار.
هذه الخصائص غير العادية للثقوب السوداء تبدو رائعة ببساطة ، لذلك غالبًا ما يكون وجودها في الطبيعة موضع تساؤل.
ثقب أسود في نظام نجمي ثنائي
في هذه الحالة ، فإن التأثيرات الأكثر وضوحًا للثقب الأسود ، لأن في النظام النجمي الثنائي ، يكون أحد النجوم عملاقًا لامعًا ، والآخر عبارة عن ثقب أسود. يتدفق الغاز من غلاف النجم العملاق إلى الثقب الأسود ، ويلتف حوله ، ويشكل قرصًا. طبقات من الغاز في القرص في مدارات لولبية تقترب من الثقب الأسود وتسقط فيه. ولكن قبل أن يسقط على حافة الثقب الأسود ، يسخن الغاز نتيجة الاحتكاك لدرجة حرارة هائلة تصل إلى ملايين الدرجات وينبعث في نطاق الأشعة السينية. من انبعاث الأشعة السينية ، تم العثور على الثقوب السوداء في الأنظمة النجمية الثنائية.
استنتاج
يُعتقد أن الثقوب السوداء الضخمة تنشأ في مراكز التجمعات النجمية المدمجة. ربما يكون مصدر الأشعة السينية في كوكبة Cygnus ، Cygnus-X-1 ، مثل هذا الثقب الأسود.
لا يستبعد علماء الفلك أنه في الماضي ، كان من الممكن أن تنشأ الثقوب السوداء في بداية تمدد الكون ، لذلك من الممكن تكوين ثقوب سوداء صغيرة جدًا.
تؤكد قيم كتل عدد كبير من النجوم النيوترونية والثقوب السوداء صحة تنبؤات نظرية النسبية لأينشتاين. في السنوات الأخيرة ، أصبحت مشكلة فرضية الثقب الأسود في الكون حقيقة قائمة على الملاحظة. وهذا يعني مرحلة جديدة نوعيًا في دراسة الثقوب السوداء وخصائصها المذهلة ، وهناك أمل في اكتشافات جديدة في هذا المجال.
2007-09-12 / فلاديمير بوكروفسكي
تموت الثقوب السوداء قبل أن تولد. على الأقل هذا ما يقوله الفيزيائيون النظريون الأمريكيون من جامعة كيس ويسترن ريزيرف في أوهايو. لقد توصلوا إلى صيغ رياضية تشير إلى أن الثقوب السوداء ببساطة لا يمكن أن تتشكل. إذا كانت هذه الصيغ صحيحة ، فربما ينهار البناء الكوني الأكثر أهمية في القرن العشرين.
ما هو الثقب الأسود؟ نعلم جميعًا ، لقد تم إبلاغنا بذلك عدة مرات. هذا جسم فائق الكتلة ، وخطورته مروعة ببساطة. بمجرد أن يقترب منه شيء ما على مسافة من المركز ، يسمى أفق الحدث ، فلن يكون كل شيء أبدًا أي شيء ، سواء كان جسمًا ماديًا ، سواء كان مجرد كمية من الإشعاع الكهرومغناطيسي - فوتون ، وهو أيضًا جسم مادي ، ولكن في نفس الوقت ، لا يمكن للموجة الكهرومغناطيسية الهروب مرة أخرى. وهكذا ، لم يعرف لابلاس العظيم بعد عن الفوتونات ، فقد حدد مرة واحدة الثقب الأسود ، ثم في عام 1916 تنبأ به الفيزيائي الألماني شوارزشيلد ، على الرغم من أن مصطلح "الثقب الأسود" لم يقترح إلا في عام 1967.
حسنًا ، أنت لا تعرف أبدًا ، جسم فائق الكتلة يمتص كل ما هو قريب عن غير قصد - ما هو الشيء المميز في مساحتنا ، والذي يفوق كل الخيال؟ هناك شيء خاص - تم تقديمه من قبل أينشتاين ، ولكن ليس هو نفسه ، ولكن بمساعدة نظريته النسبية. وفقًا لهذه النظرية ، فإن أي شيء يقع في الثقب الأسود يقع في نقطة حسابية. الحفرة فارغة تمامًا ، باستثناء النقطة ذاتها. وعند هذه النقطة ، لوحظ أمر مستحيل تمامًا - ما يسمى بالتفرد: القسمة على صفر ، والكثافة اللانهائية ، ومن هنا تأتي النتائج الأكثر روعة. على سبيل المثال ، الاختراق في عالم موازٍ أو حركة لحظية إلى نقطة أخرى في فضائنا.
لكن من غير المعتاد إلى حد ما أن يكون لعالمنا قسمة على صفر من وجهة نظر الفيزياء ، فقد أربكني دائمًا بطريقة ما. كما يمكن أن يكون فقط في الرياضيات ، ولكن في الواقع - أبدًا.
في عام 1976 ، اكتشف الفيزيائي البريطاني الشهير ستيفن هوكينج التأثير الكمومي ، والذي بفضله لا يزال ينبعث منه الثقب الأسود ، أي الجسم الذي لا تستطيع جاذبيته ، بحكم التعريف ، إطلاق الضوء في الخارج. لقد أظهر أنه إذا كان هناك زوج "جسيم - جسيم مضاد" ، متصلين معًا ميكانيكيًا كميًا ، وسقط أحد هذه الجسيمات في حفرة ، فيمكن للجسيم الحر المتبقي سحبه من هناك. الآن يبدو أن منظري كليفلاند قد أثبتوا أن التبخر الناتج عن الثقب الأسود شديد لدرجة أنه سيتبخر دون أن يكون لديه وقت للتشكل.
كيف فعلوا ذلك ومدى صوابهم في استنتاجاتهم ، دعونا لا نخمن ، فلنترك الأمر لزملائهم ليحكموا. لكن في الواقع ، تم التعبير عن الشكوك حول وجود الثقوب السوداء لفترة طويلة ، ومن وقت لآخر تظهر منشورات يثبت مؤلفوها عدم وجود ثقوب سوداء. على الرغم من حقيقة أنه تم بالفعل فتح عدة مئات حتى الآن. يقول منظرو كليفلاند: "لكن هذه ليست ثقوبًا سوداء". "إنها مجرد أجسام فضائية فائقة الكتلة."
عضو مراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم أناتولي تشيريباشوك ، مدير معهد الدولة الفلكي المسمى على اسم جامعة ستيرنبرغ موسكو الحكومية MV Lomonosov ، أنا حذر بشأن هذا في التعليقات.
قال في مقابلة مع مراسل NG ، "في الواقع ، هناك بعض الالتباس في المصطلحات هنا. نرى أجسامًا في السماء تتصرف تمامًا مثل الثقوب السوداء التي يجب أن تتصرف ، ونعتقد أنها ثقوب سوداء ، ونحن نسميها كذلك ، لكن يبقى أن نثبت أن هذه أجسام ليس لها سطح. لكن هناك العديد من المؤشرات غير المباشرة على عدم وجود سطح لها ".
لا ترى Cherepashchuk شيئًا جديدًا في حقيقة أن الثقوب السوداء تتبخر: "إنها كلها تتبخر. إذا كانت كتلة الثقب الأسود لا تتجاوز كتلة متوسط الجبل ، على سبيل المثال ، لينين هيلز في موسكو ، أي 1015 جرامًا ، فسوف يتبخر حقًا في لحظة واحدة ، بفعل انفجار ؛ في حين أن الثقوب التي كتلتها عدة شموس ستستغرق آلاف المرات الكونية لتتبخر تمامًا. ومع ذلك ، هناك نظريات غريبة تأخذ في الاعتبار حقيقة أن فضائنا ليس له 4 أبعاد ، بل 11 ، ووفقًا لهذه الأبعاد الإضافية ، يتبخر الثقب الأسود أيضًا. وبالتالي ، فإن عملية التبخر أسرع بكثير مما هي عليه في الفضاء رباعي الأبعاد العادي. بمعنى ما ، العمل الذي تتحدث عنه هو بمثابة استمرار منطقي لهذه النظريات. لكن ، أكرر ، هناك الكثير من الأدلة غير المباشرة على وجود الثقوب السوداء ".
الثقوب السوداء هي مناطق من مادة كثيفة في الفضاء لها جاذبية قوية بحيث لا يمكن لأي أجسام عالقة في مجال الجاذبية للثقب الأسود أن تتركها. حتى الضوء الذي يمر من خلاله تجتذبه الثقوب السوداء. ستتم مناقشة ما يفكر فيه العلم بشأن وجود الثقوب السوداء في مقالتنا.
الثقوب السوداء هي مناطق من مادة كثيفة في الفضاء لها جاذبية قوية بحيث لا يمكن لأي أجسام عالقة في مجال الجاذبية للثقب الأسود أن تتركها. حتى الضوء الذي يمر من خلاله تجتذبه الثقوب السوداء. ستتم مناقشة ما يفكر فيه العلم بشأن وجود الثقوب السوداء في مقالتنا.
تسمى حدود الثقوب السوداء "أفق الحدث" ، ويسمى حجمها "نصف قطر الجاذبية".
تم اكتشاف الثقوب السوداء ، مثل العديد من الظواهر الفيزيائية الأخرى ، في البداية من الناحية النظرية فقط. تنبع احتمالية وجودها من بعض معادلات أينشتاين ، فهي تتقارب مع نظرية الجاذبية (لكن من غير المعروف مدى صحتها) ، والتي تؤكد ، من الناحية النظرية ، وجودها مرة أخرى.
في عصرنا ، تم تأكيد إمكانية تكوين الثقوب السوداء من خلال النظرية النسبية العامة التي تم التحقق منها تجريبياً (GTR). تظهر بانتظام بيانات جديدة يتم تحليلها وتفسيرها في إطار النظرية المذكورة أعلاه والتي تؤكد وجود بعض الأجسام الفلكية التي تتزامن جزئيًا مع علامات الثقوب السوداء التي تبلغ كتلتها 105-1010 كتلة شمسية. لذلك ، من المستحيل الاستعداد لوجود الثقوب السوداء بنسبة مائة بالمائة.
يوجد اليوم خياران واقعيان وخياران افتراضيان لإنشاء ثقوب سوداء: الضغط السريع الكارثي لنجم هائل أو مركز جزء من المجرة ؛ وبناءً عليه ، نشأ ثقوب سوداء نتيجة الانفجار العظيم وظهور طاقات عالية في التفاعلات النووية.
هناك أجسام تسمى الثقوب السوداء لمجرد تطابق بعض خصائصها مع الثقوب السوداء ، على سبيل المثال ، النجوم ، والتي هي في المراحل الأخيرة من انهيار الجاذبية. لا تعلق الفيزياء الفلكية الحديثة أهمية كبيرة على هذا الاختلاف ، لأن المظاهر المرصودة لنجم "شبه منهار" وثقب أسود "حقيقي" نظريًا متطابقتان عمليًا.
الثقوب السوداء ليست دائمة. للوهلة الأولى ، يبدو أن هذه الأجسام تسحب كل شيء من حولها فقط ، ولكن وفقًا لنظرية الجاذبية الكمومية ، يجب أن يشع الثقب الأسود ، الممتص ، باستمرار ، بينما يفقد طاقته. كلما زاد فقدان "كتلة الطاقة" ، ارتفعت درجة حرارة الإشعاع وسرعته ، مما يؤدي في النهاية إلى حدوث انفجار. ليس معروفًا ما تبقى من الثقب الأسود أم لا ، لكن الإجابة على هذا السؤال ستعطى من خلال نظرية الجاذبية الكمومية ، والتي سيعملون عليها بجد في العقدين المقبلين.
ثلاث نظريات عن وجود الثقوب السوداء
هناك ثلاث نظريات مثيرة للاهتمام حول وجود الثقوب السوداء:
هناك عدد محدود من الثقوب السوداء في الكون ، وهي موجودة في كل مجرة ، وبالتالي ، يمكن أن تكون وسيلة للتحرك في الفضاء ، نوعًا من النقل الآني - دخلت هذا الثقب الأسود ، وتركت أخرى. علاوة على ذلك ، يمكنك "تنظيم" ليس فقط المكان الذي تصل إليه ، ولكن أيضًا الوقت.
وفقًا لنظرية هيو إيفريت عن تعددية العوالم ، فإن عدد الأكوان لا نهائي. بفضل هذا ، ظهرت فرضية مفادها أن الثقوب السوداء هي ممر إلى عالم آخر. قد تختلف القوانين الفيزيائية في جميع الأكوان ، لكن نقاط التفتيش فقط - الثقوب السوداء - لا تتزعزع ، وإن لم تكن أبدية.
تمتص الثقوب السوداء كل شيء في مجال الجاذبية. إذا وقع شخص على ثقب أسود - مراقب داخلي ، ونظر إليه شخص ما - مراقب خارجي ، فمن الناحية النظرية يمكن أن يحدث الموقف التالي: شخص يسقط على ثقب أسود سيرى كيف يتباطأ الوقت بالنسبة له ويتوقف لمدة الخلود والوقت "المحيط" ، وفقًا لنظرية عالم الرياضيات الإنجليزي والفيزيائي النظري بنروز ، فإن وقت تطور الكون يتزايد بمعدل بحيث أنه ، المراقب الداخلي ، لديه وقت لرؤية انهيار الفضاء ، وجميع الحقائق الموجودة ، وجميع الأشياء التي تم القبض عليها مرة واحدة في الثقب الأسود. من وجهة نظر مراقب خارجي ، فإن المراقب الداخلي سوف يطير صعودًا إلى الثقب الأسود ويتوقف ، كما لو كان ينتظر شيئًا ما. الكون ، حسب النظرية ، لا يسمح بوجود مراقبين داخليين وخارجيين في نفس الوقت. بعد دقيقة من الوقت الذاتي لشخص قفز إلى ثقب أسود ، ولكن بعد مليارات السنين من وجهة نظر مراقب خارجي ، سوف يفاجأ الشخص الساقط برؤية كيف يبدأ أصدقاؤه "الخارجيون" المسنون كثيرًا في عند الوقوع في ثقبه ، وسيبدأ ثقبه الأسود "الأصلي" في الاندماج مع جميع الثقوب السوداء الأخرى ... وبالتالي ، سيصبح كل المراقبين الخارجيين داخليًا في نفس الوقت ، والآن هم جميعًا يطيرون معًا نحو انهيار الكون.
مع الأخذ في الاعتبار الحقائق المذكورة أعلاه عن وجود الثقوب السوداء ، هناك من يدحضها. تجادل أستاذة الفيزياء لورا مارسيني هوتون من نورث كارولينا بأن الثقوب السوداء ببساطة لا يمكن أن توجد. تجادل في هذا من خلال حقيقة أنه لا يوجد دليل مباشر على وجودها ، وقد يكون الدليل غير المباشر خاطئًا. ومع ذلك ، هذه مجرد نظرية حتى الآن.
في هذه المرحلة من التطور ، لا يستطيع العلم تأكيد أو نفي وجود الثقوب السوداء. يبقى انتظار ملاحظات جديدة وتحليلها وبعض الإجابات اللاحقة على هذه الأسئلة.
ربما يكون تلسكوب هابل الفضائي قد قدم لأول مرة دليلاً واضحًا على وجود الثقوب السوداء. لاحظ اختفاء المادة التي تسقط في منطقة عمل الثقب الأسود ، وراء ما يسمى "أفق الحدث".
تغير لون نبضات الضوء الخافتة المرصودة لتيارات الغاز الساخن في الطيف فوق البنفسجي ثم اختفت ، مشكلة دوامة حول جسم ضخم ومضغوط يسمى Cygnus XR-1. تشبه آلية السقوط هذه ، على سبيل المثال ، سقوط الماء على حافة شلال ، مع تشابه واضح مع الحسابات النظرية لسقوط المادة في ثقب أسود.
أفق الحدث هو منطقة من الفضاء تحيط بالثقب الأسود ، وبمجرد أن لا تتمكن المادة أبدًا من مغادرة هذه المنطقة والسقوط في الثقب الأسود. لا يزال بإمكان الضوء التغلب على القوة الهائلة للجاذبية وإرسال التدفقات الأخيرة من المادة المختفية ، ولكن لفترة قصيرة فقط ، حتى تسقط المادة المتساقطة في ما يسمى بمنطقة التفرد ، والتي لم يعد بإمكان الضوء تجاوزها.
وفقًا للنظريات المعروفة ، لا يمكن لأي جسم فلكي آخر غير الثقب الأسود أن يكون له منطقة أفق حدث.
تم التعرف على الثقوب السوداء من خلال ملاحظة أنماط شفط (فيضان) كتل الغازات النجمية فيها. بتقدير مقدار الكتلة التي تذهب إلى منطقة صغيرة من الفضاء ، يمكنك تحديد مقدار المساحة التي يشغلها الثقب الأسود وكتلته.
حتى الآن ، لم ير أحد قط مادة سقطت بالفعل في منطقة أفق الحدث ، وسقطت في ثقب أسود. عادة ، لوحظت صورة تدفق بسيط للمادة من نجم مجاور لثقب أسود. في الوقت نفسه ، كان الثقب الأسود محاطًا بشكل كروي بكتلة من الغاز المتدفق ، وكان يشبه نفسه نجمًا صغيرًا في المظهر ، ولكنه ينبعث ضوءًا في طيف قريب من الأشعة فوق البنفسجية أو النيوترونات.
تم إخفاء هذا السر عن الجمهور لفترة طويلة. قام العلماء بتحليل هذه البيانات بدقة والتحقق منها.
لم ير هابل نفسه ، بالطبع ، منطقة أفق الحدث - فهذه مساحة صغيرة جدًا من الفضاء على هذه المسافة بحيث لا يمكن تقديرها. قام هابل بقياس التقلبات الفوضوية في الضوء فوق البنفسجي للغاز المغلي المحاصر في منطقة الجاذبية لثقب أسود. التقط هابل اللحظات الفريدة لـ "قطار النبضات الباهت" الذي تضاءل بسرعة كبيرة.
تتوافق هذه الآلية مع النظرية المقبولة عمومًا التي تنبأ بها العلماء: عندما تسقط المادة بالقرب من أفق الحدث ، يخفت الضوء المنبعث منها بسرعة ، لأنه كلما اقتربنا من مركز الثقب الأسود ، زادت قوة الجاذبية وطولت الموجات تصبح ، منتقلة تدريجيًا من طيف الأشعة فوق البنفسجية إلى نيوترون ، ثم تختفي تمامًا. هذا التأثير يسمى "الانزياح الأحمر".
اختفى الجزء المرصود من المادة المتساقطة من مجال رؤية تلسكوب هابل قبل أن يصل بالفعل إلى أفق الحدث. أخذ مقياس ضوئي هابل عالي السرعة عينات من نبضات الضوء بمعدل 100000 قياس في الثانية. أتاحت دقة الأشعة فوق البنفسجية لتلسكوب هابل رؤية وميض خافت للمواد المتساقطة على بعد 1000 ميل من أفق الحدث.
لقد توقعت النماذج الديناميكية سابقًا أن Cygnus XR-1 ينتمي إلى ثقب أسود ، ولا يمكن للغاز أن يسقط فيه مباشرة ، كما هو الحال في حفرة ، ولكنه يشكل دوامة على شكل قرص حلزوني أملس.
نعم هناك. الثقب الأسودتسمى منطقة الزمكان التي يكون فيها مجال الجاذبية قويًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه مغادرة هذه المنطقة. يحدث هذا إذا كان حجم الجسم أقل من نصف قطر جاذبيته rg.
ما هذا؟
يجب أن تنشأ الثقوب السوداء من قوي جدًا ضغط جماعي، بينما يزداد مجال الجاذبية بقوة بحيث لا ينبعث منه ضوء أو أي إشعاع آخر. للتغلب على الجاذبية والهروب من الثقب الأسود ، سيستغرق الأمر السرعة الفضائية الثانية- المزيد من الضوء. لكن وفقًا لنظرية النسبية ، لا يمكن لأي جسم أن يطور سرعة أكبر من سرعة الضوء. لذلك ، لا شيء يمكن أن يطير من الثقب الأسود. لا يمكن أن تأتي المعلومات من هناك أيضًا. من المستحيل معرفة مصير الشخص الذي سقط في الثقب الأسود. بالفعل بالقرب من الثقوب ، تتغير خصائص المكان والزمان بشكل كبير.
الاحتمال النظري لوجود مثل هذه المناطق من الزمكان يأتي من بعض الحلول الدقيقة لمعادلات أينشتاين. ببساطة، تنبأ أينشتاين بخصائص مذهلة للثقوب السوداء، وأهمها وجود أفق حدث عند الثقب الأسود. وفقًا لأحدث بيانات الرصد ، الثقوب السوداء موجودة ولها خصائص مذهلة. ينتج وجود الثقوب السوداء من نظرية الجاذبية: إذا كانت هذه النظرية صحيحة ، فإن وجود الثقوب السوداء يكون صحيحًا. لذلك ، يجب فهم العبارات حول الدليل المباشر لوجود الثقوب السوداء بمعنى تأكيد وجود أجسام فلكية ، كثيفة وكبيرة جدًا ، وكذلك امتلاك بعض الخصائص الأخرى التي يمكن ملاحظتها والتي يمكن تفسيرها على أنها ثقوب سوداء للنسبية العامة. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يُطلق على الثقوب السوداء أجسامًا لا تتوافق تمامًا مع التعريف أعلاه ، ولكن فقط تلك التي تقترب في خصائصها من مثل هذا الثقب الأسود - على سبيل المثال ، يمكن أن تكون نجومًا منهارة في المراحل الأخيرة من الانهيار.
ثقب أسود غير دوار
بالنسبة للثقب الأسود غير الدوار ، يكون نصف قطر أفق الحدث هو نفسه نصف قطر الجاذبية. في أفق الحدث للمراقب الخارجي ، يتوقف مرور الوقت. المركبة الفضائية المرسلة إلى ثقب أسود ، من وجهة نظر مراقب بعيد ، لن تعبر أبدًا أفق الحدث ، ولكنها ستتباطأ باستمرار كلما اقتربت منه. كل ما يحدث تحت أفق الحدث ، داخل الثقب الأسود ، لا يمكن رؤيته بواسطة مراقب خارجي. رائد الفضاء في مركبته الفضائية قادر ، من حيث المبدأ ، على اختراق أفق الحدث ، لكنه لن يكون قادرًا على إرسال أي معلومات إلى مراقب خارجي. في الوقت نفسه ، من المحتمل أن يرى رائد الفضاء ، الذي يسقط بحرية تحت أفق الحدث ، كونًا آخر وحتى مستقبله. هذا يرجع إلى حقيقة أن الإحداثيات المكانية والزمانية داخل الثقب الأسود تغير الأماكن ، والسفر في الفضاء هنا يتم استبداله بالسفر في الوقت المناسب.
الثقب الأسود الدوار
خصائصه مدهشة أكثر. أفق حدثهم له نصف قطر أصغر ، وهو مغمور في ergosphere - منطقة من الزمكان يجب أن تتحرك فيها الأجسام باستمرار ، يلتقطها مجال الجاذبية الدوامة للثقب الأسود الدوار.
هذه الخصائص غير العادية للثقوب السوداء تبدو رائعة ببساطة ، لذلك غالبًا ما يكون وجودها في الطبيعة موضع تساؤل.
ثقب أسود في نظام نجمي ثنائي
في هذه الحالة ، فإن التأثيرات الأكثر وضوحًا للثقب الأسود ، لأن في النظام النجمي الثنائي ، يكون أحد النجوم عملاقًا لامعًا ، والآخر عبارة عن ثقب أسود. يتدفق الغاز من غلاف النجم العملاق إلى الثقب الأسود ، ويلتف حوله ، ويشكل قرصًا. طبقات من الغاز في القرص في مدارات لولبية تقترب من الثقب الأسود وتسقط فيه. ولكن قبل أن يسقط على حافة الثقب الأسود ، يسخن الغاز نتيجة الاحتكاك لدرجة حرارة هائلة تصل إلى ملايين الدرجات وينبعث في نطاق الأشعة السينية. من انبعاث الأشعة السينية ، تم العثور على الثقوب السوداء في الأنظمة النجمية الثنائية.
استنتاج
يُعتقد أن الثقوب السوداء الضخمة تنشأ في مراكز التجمعات النجمية المدمجة. ربما يكون مصدر الأشعة السينية في كوكبة Cygnus ، Cygnus-X-1 ، مثل هذا الثقب الأسود.
لا يستبعد علماء الفلك أنه في الماضي ، كان من الممكن أن تنشأ الثقوب السوداء في بداية تمدد الكون ، لذلك من الممكن تكوين ثقوب سوداء صغيرة جدًا.
تؤكد قيم كتل عدد كبير من النجوم النيوترونية والثقوب السوداء صحة تنبؤات نظرية النسبية لأينشتاين. في السنوات الأخيرة ، أصبحت مشكلة فرضية الثقب الأسود في الكون حقيقة قائمة على الملاحظة. وهذا يعني مرحلة جديدة نوعيًا في دراسة الثقوب السوداء وخصائصها المذهلة ، وهناك أمل في اكتشافات جديدة في هذا المجال.