https://bodybydarwin.com
Slider Image

Meghal egy fekete lyuk valaha?

2020

Misty Bentz csillagász szeretné, ha tudná, hogy a fekete lyukak nem szopnak. "Ők nem kozmikus porszívók, akik körbejárnak, és mindent szívnak, amit mond." Csak a gravitációt használják, ugyanúgy, mint minden más. "

Kozmikus ivószalma helyett a fekete lyuk olyan hely az univerzumban, amely annyira hatalmas és sűrű, hogy a jelentős gravitációs vonzódása alatt álló személyek nem tudják elmenekülni.

A fekete lyukak az utóbbi időben nagyon sok hírek között vannak, a galaxisunk közepén lévő szupermasszív fekete lyuk közelében található rajttól a leggyorsabban növekvő fekete lyukig, amelyet valaha megfigyeltünk, amely naponta napi tömegének felel meg., a legtávolabbi fekete lyukhoz, amelyet valaha észleltek, az univerzum hajnaláig. A fekete lyukak a kezdetektől kezdve egészen a jövőbeli potenciális haláláig a világegyetem lenyűgöző részét képezik. Itt van a történet, ahogy azt most értjük, az elejétől a végéig.

A csillagtömegű fekete lyuk életével halállal kezdődik. Születik, amikor egy olyan csillagnak, amely legalább tízszer hatalmasabb, mint a Napunk, elfogy az üzemanyag, már hidrogénnel olvadva a héliumba és a héliumba más elemekbe, a szénből és az oxigénből egészen a vasig a csillag magjában. Súlyos fémszívével nincs más dolga, hogy összekapcsolódjon. Elérte élettartama végét, és felrobban, és a külső rétegeket heves robbanás közben küldi ki, amikor a mag összeomlik.

„Ha elegendő tömeg van - a Nap tömegének háromszorosa a csillag közepén -, akkor ez fekete lyukká alakul. Ezeket a csillagtömegű fekete lyukakat nevezzük, mert tömegük hasonló egy csillaghoz ”- mondja Bentz, a Georgia State University csillagásza.

Ez a kapcsolat a fekete lyuk megszületése és az azt alkotó csillag halála között meglehetősen általános jelenség az egész világegyetemben. A csillagok és a fekete lyukak szorosan összefonódnak, különösen az univerzum azon területein, ahol a csillagképződés nagy sebességgel csorog.

Valójában igazán gyakori, hogy hol találják meg az új csillagokat, ahol az új csillagok kialakulnak, mert a legtömegebbek nem élnek nagyon hosszú ideig. Rögtön eltűntek - mondja Bentz. Egy csillag élettartama a tömegétől függ. A legtömegebb csillagok sokkal rövidebb életet élnek, mert csak nagyon gyorsan elégenek az üzemanyaggal

Amit a Bentz egy „újrahasznosítási programnak” hív, a fekete lyukak létrehozása valójában új csillagok kialakulását is szikrázhatja. Amikor új csillagcsoport alakul ki, ezek közül a legtömegebbek nagyon gyorsan elhalnak, rövid életük végén felrobbannak. Ezek a lökéshullámok több gázt és port tömörítenek, hogy több csillag kezdjen képződni. Akkor ezek közül a legtömegebb rövide élettartamot fog élni és felrobban, ami új sokkhullámokat bocsát ki, és több csillagot alkot. A csillagok halálának ez a láncreakciója vadonatúj csillagok születését okozza - mondja Bentz.

A csillagtömegű fekete lyukak azonban csak egy kis része a képnek. Sokkal furcsább a szupermasszív fekete lyukak, az óriási vadállatok, amelyek eredete sokkal homályosabb. Megfigyelték őket a galaxisok központjában, beleértve a sajátunkat is, és úgy tűnik, kissé eltérő módon alakítják ki őket, mint kisebb honfitársaik.

Egy szupermasszív fekete lyuk, amint azt látjuk, tömegének millió vagy milliárd szorosa van a Nap tömegének. De nem így indult, kisebb lett. Tehát a kérdés az, hogy miként alakultak ki és hogyan sikerült ilyen nagyra nőni? - mondja Jillian Bellovary, a Queensborough Közösségi Főiskola elméleti asztrofizikusa.

A csillagászok tudják, hogy a szupermasszív fekete lyukak nagyon nagyok, nagyon gyorsak lettek, körülbelül 13 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg. Bellovary szerint ezen a ponton már látjuk, hogy vannak fekete lyukak, amelyek milliárdszorosa a Nap tömegének. Tudjuk, hogy valóban az univerzum korai szakaszában léteztek, és ez furcsa, mert az egész tömeg nagyon kicsi helyen van, és tudni akarjuk, hogy hogyan került oda.

Ez kissé csirke vagy tojás jellegű probléma - mondja Bentz. A nagyon korai világegyetemben lehetséges, hogy fekete lyukakat alakítottunk ki az igazán túl sűrű régiók közvetlen összeomlásából. Lehet, hogy az anyag gravitációs összeomlásnak indult, majd egészen egy fekete lyukba zuhant, és valójában nem alakított ki csillagokat vagy ilyesmit.

A másik lehetőség az, hogy talán a szupermasszív fekete lyukak a korai galaxisokban kezdték megindulni, mivel kisebb csekély fekete lyukak képződtek és összeilleszkedtek a csecsemő galaxisok központjában.

Bellovary szerint ezeknek a korai szupermasszív fekete lyukaknak az elődei valószínűleg közepes méretűek voltak, és nagyobbnak kellett volna lenniük, mint puszta csillagtömegű fekete lyuknak, amely nem lenne képes elég gyorsan növekedni egy ilyen rövid idő a korai világegyetem behemótjainak kialakításához, amelyeket megfigyeltünk.

A szupermasszív fekete lyuknak valamilyen ugrási indítással kell rendelkeznie, túl kicsi lehet, amikor kialakul, mert akkor nem lesz elég ideje hatalmasvá válni. Tehát közepes méretűnek kell lennie, amikor kialakul.

A kutatók még mindig megpróbálják kitalálni, hogy az első fekete lyukak hogyan alakultak volna ki a korai világegyetem forró gázából és porából. Általában, amikor egy ilyen anyag összeomlik, csillagokat képez. Tehát lehet, hogy valami más van a korai világegyetem kémiájában, ami segített meggyújtani ezeket a kezdeti fekete lyukakat.

"A korai világegyetemben ez a gáz valószínűleg csak hidrogénből és héliumból készült, mert ezek voltak az egyetlen elem, amelyet a Nagyrobbanás során készítettek, és minden más a csillagok belsejében készült. Ha még nem rendelkezik csillagokkal, akkor nem van még más elem, amire Bellovary mondja: A korai világegyetem kémiája, valamint a gáz mozgása vagy mozgásának hiánya elősegíthette a fekete lyuk kialakulását az ilyen korai eonokban.

A fekete lyukak nemcsak örökké azonos méretűek maradnak. Megkapják (érdemtelen) jó hírnevüket, mert azokba eső dolgok soha nem kerülhetnek ki, és ehelyett hozzáadódnak a fekete lyuk kollektív tömegéhez, hagyva, hogy ez növekedjen.

„Nem számít, ha gáz esik rá, ha ez egy másik csillag, amely szétesik és ráes, ráadásul egy bolygója, amely szétesett és ráesett - bármi bemegy, ez hozzáteszi a hátsó tömegét lyuk. Ez az akkreditációs folyamat, amikor kis darab cuccot esznek hosszú ideig, ez az egyik módja annak, hogy a fekete lyukak növekedjenek az Univerzum történetében. ”- mondja Bentz.

"Úgy gondoljuk, hogy a leghatékonyabban növekedhetnek az, ha felszívják a gázt vagy felhalmozják a gázt" - mondja Bellovary. „A gáz beleesik egy fekete lyukba, amikor a víz leereszkedik a kádban: körbeforog, és belefolyik. A gáz hasonlóan viselkedik egy fekete lyukban. Gravitációs szempontból vonzza a fekete lyukat, de mozog, így a fekete lyuk körül korongba kezd vékonyodni, és végül beleesik. ”

A gázszerzés lehet a leghatékonyabb módszer a növekedéshez, ám a fekete lyukak nem kerülnek el az egyesülésektől. A fekete lyukak közötti ütközések a két láthatatlan tömeg egyesülésével végződnek, amit a tudósok megfigyelhetnek az Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory vagy LIGO segítségével, amely először gravitációs hullámokat fedezett fel két fekete lyuk egyesüléséből 2015-ben (a felfedezés bejelentése). 2016-ban érkezett).

„Első alkalommal tanulhatunk olyan dolgokat az univerzumról, amelyek nem tartalmaznak fényt. Mindig a fénytől és a szemünktől függünk. Fény nélkül nem tudnánk semmit az univerzumról. A fény csodálatos volt számunkra, de most először láthatunk olyan dolgokat, amelyeket lehetetlen látni a fénnyel, például a fekete lyukak összeolvadását ”- mondja Bellovary. "Soha nem tudnánk, mi történik gravitációs hullámok nélkül."

Nagyon nagy a különbség a szupermasszív és a csillagok tömegű fekete lyukak között, ahol minden esetben köztes fekete lyukaknak kell lenni - közepes méretű, Goldilocks által jóváhagyott fekete lyukaknak, amelyek pontosan illeszkednek kisebb és nagyobb unokatestvéreik közé.

Az egyetlen probléma az, hogy a kutatók még nem figyelték meg őket.

Ez nem azt jelenti, hogy nem léteznek köztes fekete lyukak, és sok kutató aktívan keresi őket. De ezeket nehéz felismerni a látható fény segítségével, ellentétben a közeli csillagtömegű fekete lyukakkal, amelyeket a csillagászok megfigyelhetnek a csillagok széttépésének, vagy a szupermasszív fekete lyukaknak, amelyek annyi gázt, port és tömeget vesznek fel, hogy az ütköző részecskék fényesebben ragyognak, mint bármi mást, amit az univerzumban láttunk.

"Amikor olyan köztes fekete lyukakról van szó, amelyeknek nincs annyi gravitációs erőük, nem hajlamosak olyan fényesen ragyogni" - mondja Bentz. Arra számítanak, hogy ők jobban ragyognak a fény röntgenhullámhosszain, és már vannak más tárgyak az Univerzumban, amelyek uralják az adott spektrumot.

"Kicsit nehéz megmondani őket más dolgoktól eltekintve" - ​​mondja Betnz. "Valószínűleg odakint vannak, csak nehezen találjuk meg azokat, amelyekben azt mondhatjuk:" Ó, persze, ezúttal határozottan ez az, és most mindenki hinni tud. ""

Bármi legyen is a méret, a fekete lyukak bizonyos szakaszokon - létezésükben, növekedésükön - keresztül élnek létezésük során. De meghalhatnak-e valaha? Stephen Hawking azt gondolta, hogy ez lehetséges lehet egy olyan fizikai mechanizmus révén, amelyet manapság Hawking sugárzásnak hívnak.

Az ötlet az, hogy ha egy fekete lyuk önmagában ült (nem tömegesedne többé), azt végül szubatomi részecskék elhasználhatják. Bentz elmagyarázza, hogy ez így jár: az egész világegyetemben szubatomi részecskék párjai közvetlenül egymás mellett léteznek. A pár egyik része részecske, a másik részecskeellenes, és általában közvetlenül azután, hogy a világegyetembe forrnak, egymásba simulnak és energiává válnak.

"Ez csak az energia átalakítása a tömeg átalakulásához az energiává, felbukkan és létezés közben" - mondja Bentz. „Ha ez történik egy fekete lyuk közelében, és a pár fele a fekete lyuk belsejében van, az egyik pedig az esemény horizontján kívül helyezkedik el, és a másik kívülről képes eljutni az esemény horizontjától - nos, akkor egy kis energiát ellopott a a fekete lyuk, és kifogyhat, és elveheti az energiát. ”

Ha ez a folyamat ismételten megtörténik anélkül, hogy több tömeg csatlakozna a fekete lyukhoz, akkor az egészet el lehet távolítani. De a fekete lyukak - akár csillagtömeg, akár szupermasszív, vagy bármi köztük - óriási időbe telik, még a fogak elkészítéséhez is.

Még nem volt elegendő idő az univerzumban, hogy meghaljon egy fekete lyuk, még akkor is, ha az univerzum legelején létre kellett hoznod. Olyan körülményekba fog belemenni, mint 1054 év, mielőtt az első fekete lyukak elhalnak - mondja Bentz.

A hihetetlen idő és a hatalmas méretbeli különbség a hatalmas vagy szupermasszív fekete lyukak és a szubatomi részecskék között azt jelenti, hogy a Hawking-sugárzás lassú szivárgását a fekete lyukból lehetetlen közvetlenül megfigyelni. A fekete lyuk analógokkal végzett laboratóriumi kísérletek azt mutatják, hogy Stephen Hawking elmélete valószínűleg igaza volt, ám még mindig sokat nem tudunk a fekete lyuk fennállásának lehetséges végéről.

Valójában még mindig rengeteg, hogy általában nem tudunk a fekete lyukakról, de a kutatók, mint például Bentz és Bellovary, azon törekszenek, hogy kitöltsék a megértésünk szerint ezeket a hiányzó üregeket.

Bentz azt vizsgálja, hogy masszív lehet a távoli galaxisok központjában levő szupermasszív fekete lyukak. Megvizsgálja a fekete lyukak mérete és a galaxisok tulajdonságai közötti összefüggéseket is. Reméli, hogy megfigyelései segíthetnek számítógépes modellekben, amelyek segítik az embereket kitalálni, hogyan alakulnak a fekete lyukak az idő múlásával, és válaszolnak a kérdésekre. az univerzum kialakulásáról.

Bellovary a 2030-as évekre tervezett, a lézerinterferométer Űrantennán, vagy a LISA-n dolgozik, amely három űrhajót mutat be, amelyek egy 2, 5 millió kilométer távolságra helyezkednek el a Föld pályája mögött. Helyi alapú gravitációs hullámdetektor lesz, hasonló a LIGO-hoz, de szupermasszív fekete lyuk összeolvadásokra összpontosít, nem pedig csillagtömegű fekete lyuk összeolvadásokra.

Nagyon izgatott vagyok ettől, mert betekintést nyújt nekünk azokba a dolgokba, amelyeket fény segítségével soha nem láthatunk, és megtanít nekünk, hogyan nőnek a fekete lyukak, milyen gyakran egyesülnek egymással, hogy tömeget kapjon az ütközés vagy a gáz felhalmozódása, hogyan képződnek, hány ilyen van, vannak olyan helyeken, ahol nem láthatjuk őket, mindenféle dolog, amire soha nem lenne képes válaszolni fény segítségével - mondja Bellovary.

A fekete lyukak érdekes, hatalmasak és még mindig ismeretlenek, de van egy dolog, amelyben a kutatók biztosak. Ezek nem veszélyesek. Nincs olyan, amely közel áll hozzánk, és nem kell aggódnunk róluk - mondja Bellovary. Sok-sok más dolog miatt kell aggódni.

Bentz határozottan egyetért. Ezek extrémek, de nem félelmesek - mondja. Ha lefelé néz az emberek attól, hogy attól tartanak, hogy fekete lyukak futnak körül a galaxist felfaló világok és csillagrendszerek körül, szeretne rámutatni, hogy ha Napunkat egy ugyanolyan tömegű fekete lyukkal cserélnénk, akkor nem sok történne a Földdel Keringő pályája. A Föld csak úgy körbejáratja körülötte, ahogy mindig is volt. Csak nagyon sötét és hideg lenne. A fekete lyukba kellene esnünk, hogy gúnyolódjunk, és ha beleesnénk a Napba, az is nagyon rossz lenne.

A fekete lyukak olyan távol vannak tőlünk, hogy nem veszélyesek. Csak akkor [veszélyes], ha közel állsz egymáshoz, akkor már túl késő számodra. Mondja Bellovary.

Amazon Dash Wand Review: Alexa, segíts nekem még több pénzt költeni az Amazon-on

Amazon Dash Wand Review: Alexa, segíts nekem még több pénzt költeni az Amazon-on

A Föld víz eredete nagy rejtély - de van még egy darab a puzzle-ból

A Föld víz eredete nagy rejtély - de van még egy darab a puzzle-ból

Primer az emberek ősi eredetére a Földön

Primer az emberek ősi eredetére a Földön