Trong một thời gian dài, dường như các lỗ đen bí ẩn tồn tại độc quyền trong tâm trí của các nhà vật lý lý thuyết. Bây giờ, nhờ những thành tựu của khoa học hiện đại, nó đã trở nên rõ ràng: chúng thực sự tồn tại. Vào ngày 14 tháng 9 năm 2015, sóng hấp dẫn lần đầu tiên dao động trong không gian trong các máy dò LIGO của Mỹ. Bằng chứng về những gợn sóng của không-thời gian, được dự đoán bởi Albert Einstein (1879 ví1955) 100 năm trước, đồng thời là một bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại vật lý của các lỗ đen.
Tín hiệu đo đầu tiên GW150914 phát sinh từ hai lỗ đen với khối lượng mặt trời 36 và 29, từng bao quanh nhau dưới dạng hệ sao nhị phân, cho đến khi cuối cùng chúng hợp nhất thành một vật thể gồm 62 khối lượng mặt trời.
Vài tháng sau, các nhà nghiên cứu đã ghi lại sóng hấp dẫn từ nguồn GW151226 từ một hệ thống tương tự. Những sự kiện này đã gây sốc rất lớn cho cấu trúc không-thời gian. Và theo một cách ấn tượng, họ đã xác nhận sự tồn tại của quái vật vũ trụ vô danh này.
Nhưng những gì được biết đến với người đàn ông phổ biến về các lỗ đen? Chỉ cần một vài sự kiện một lần được học trong các lớp học thiên văn học. Hãy cố gắng bù đắp khoảng trống kiến thức này. Giới thiệu 10 sự thật thú vị hàng đầu về các lỗ đen trong không gian.
10. Có thể vô cùng lớn
Các lỗ đen siêu kích thước có thể đạt từ 105 đến 1010 khối lượng mặt trời. Hiện vẫn chưa rõ làm thế nào chúng phát sinh và phát triển. Các nhà nghiên cứu cho rằng có một lỗ đen siêu lớn ở hầu hết mọi trung tâm của thiên hà.
Hố đen, nằm ở trung tâm dải Ngân hà, cũng thuộc thể loại này với 3,6 triệu khối lượng mặt trời. Nếu một lỗ đen được bao quanh bởi một đĩa bụi khí quay, thì vật chất có thể nóng lên và bắt đầu phát sáng rất mạnh. Hiện tượng như vậy được gọi là thiên hà Seyfert hoặc chuẩn tinh.
9. Chúng hầu như không đáng chú ý
Lỗ đen rất khó tìm vì chúng không phát ra ánh sáng. Các tia sáng đi qua khỏi quỹ đạo của chúng do lực hấp dẫn rất lớn. Ngoài ra còn có những hố đen mà ngủ ngủ và chỉ hoạt động khi vật chất đến gần.
Vì các lỗ đen hấp thụ tất cả ánh sáng, như nhiều vật thể không gian sáng bóng trên bầu trời làm, các nhà thiên văn học không thể xác định chúng trực tiếp. Nhưng có một vài phím cho thấy sự hiện diện của lỗ đen.
Một mặt, lực hấp dẫn mạnh mẽ của lỗ đen thu hút mọi vật thể xung quanh. Các nhà thiên văn sử dụng những chuyển động thất thường này để suy ra sự hiện diện của một con quái vật vô hình đang ẩn náu gần đó.
Hoặc các vật thể có thể xoay quanh một lỗ đen và các nhà thiên văn học có thể tìm kiếm những ngôi sao dường như không di chuyển chút nào để tìm ra một ứng cử viên có khả năng cho danh hiệu hố đen. Vì vậy, các nhà thiên văn học vào cuối những năm 2000 đã xác định Nhân Mã A là một lỗ đen.
8. Lỗ đen - máy hút bụi khổng lồ
Một số nhà khoa học gọi lỗ đen là những cụm vật chất khổng lồ trong một không gian rất nhỏ. Họ cũng thừa nhận rằng lỗ đen hoạt động như một máy hút bụi không gian siêu mạnh.
Chúng thu hút vật chất, và sau đó hấp thụ nó không thương tiếc, giống như một cây ăn thịt trong một lỗ thông hơi sâu. Họ cũng bắt những ngôi sao khi rơi vào vùng thu hút của một lỗ đen như vậy. Trong trường hợp này, vật chất sao quay xung quanh một lỗ đen, nóng lên và phát sáng rực rỡ trước khi biến mất trong đó.
Năm 2010, các nhà nghiên cứu đã quan sát bằng kính viễn vọng cách một lỗ đen khổng lồ thực sự xé toạc một ngôi sao.
7. Ảnh hưởng đến thời gian
Theo Thuyết tương đối của Einstein, thời gian cho các nhà quan sát khác nhau tiến hành khác nhau. Ở tốc độ gần với tốc độ ánh sáng, thời gian trôi chậm hơn cho một cơ thể chuyển động. Đó là, tốc độ của ánh sáng là một giá trị tuyệt đối, không thực tế để đạt được, và thời gian luôn là tương đối.
Tại một thời điểm, Einstein đã kết luận rằng lực hấp dẫn xuất hiện là kết quả của độ cong của không-thời gian. Ông gọi một sự đều đặn như vậy là lý thuyết tương đối tổng quát. Trong không gian cong-thời gian, tất cả các yếu tố di chuyển dọc theo con đường ngắn nhất.
Lý thuyết tương đối tổng quát cho thấy tốc độ của thời gian phụ thuộc trực tiếp vào trường hấp dẫn.
Các lỗ đen có khối lượng lớn đến mức chúng uốn cong không-thời gian theo cách mà một sự cố không đáy xảy ra trong đó. Do đó, một khi ở đó, trở về là không thực tế.
6. Ném vật chất vào không gian
Lỗ đen cũng là một loại người ăn tạp, thường đưa ra vị trí của chúng. Khi chúng thu hút các ngôi sao xung quanh, lực hấp dẫn và lực từ mạnh mẽ của chúng làm quá nóng khí và bụi, khiến chúng phát ra bức xạ. Một phần của vật chất phát sáng này bao gồm một lỗ đen trong vùng xoáy được gọi là đĩa bồi tụ.
Đồng thời, vật chất bắt đầu rơi vào lỗ đen không nhất thiết phải ở đó. Lỗ đen đôi khi có thể ném stardust rơibiến nó thành một loại cục phóng xạ hùng mạnh.
5. Không phải phễu, mà là hình cầu
Trong hầu hết các sách giáo khoa và sách hướng dẫn thiên văn học, các lỗ đen được hiển thị dưới dạng phễu. Điều này là do chúng được hiển thị từ quan điểm của giếng hấp dẫn. Trong thực tế lỗ đen giống như một quả cầu ở dạng của chúng.
4. Tại sao màu đen
Mặc dù thực tế là lỗ đen không có vấn đề gì, nhưng nó có một bề mặt - chân trời sự kiện. " Theo một nghĩa nào đó, đây là một bộ giới hạn mà qua đó không có gì có thể xuyên qua bên ngoài - không phải là tín hiệu vô tuyến, thậm chí cả các hạt ánh sáng quay với tốc độ rất lớn. Từ đây xuất hiện từ "đen".
3. Các định luật vật lý không áp dụng ở trung tâm
Nếu một lỗ đen quay, chân trời sự kiện của nó bị biến dạng một chút. Tuy nhiên, không-thời gian của môi trường trực tiếp của nó và vật chất tồn tại ở đó xoay quanh nó. Vùng ảnh hưởng của lỗ đen này được gọi là ergosphere và có hình dạng của một ellipsoid. Vật chất, một khi đã xâm nhập vào nó từ bên ngoài, không nhất thiết phải lao thẳng vào cái bẫy không gian, nhưng trước tiên nó quay cùng với nó.
2. Không một lỗ đen nào giống như những cái khác
Các lỗ đen siêu lớn được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Einstein có thể có khối lượng tương đương với hàng tỷ mặt trời; những con quái vật không gian này có lẽ đang ẩn náu ở trung tâm của hầu hết các thiên hà.
Dải Ngân hà chứa lỗ đen siêu lớn của nó ở trung tâm, được gọi là Sagittarius A, nó nặng hơn bốn triệu lần so với Mặt trời của chúng ta.
Các thành viên nhỏ bé của gia đình lỗ đen vẫn còn trên lý thuyết. Những cơn lốc bóng tối nhỏ này có thể xuất hiện ngay sau khi Vũ trụ được hình thành do một vụ nổ lớn, khoảng 13,7 tỷ năm trước, và sau đó nhanh chóng bốc hơi.
Các nhà thiên văn học cũng nghi ngờ rằng trong vũ trụ có một lớp vật thể gọi là lỗ đen khối lượng trung bình, mặc dù bằng chứng về sự tồn tại của chúng vẫn còn gây tranh cãi.
1. Được mở bởi John Wheeler
John Archibald Wheeler đã đặt ra thuật ngữ "lỗ đen" vào năm 1967. Trước đó, "cha đẻ" của thuyết tương đối Albert Einstein đã xử lý các lỗ đen. Theo ông, lỗ đen là nơi không gian bị uốn cong mạnh đến mức ánh sáng không thể đi qua mà không bị hấp thụ.
Năm 1982, Hố lớn đầu tiên bên ngoài thiên hà của chúng ta đã được phát hiện trong Đám mây Magellan vĩ đại, ở khoảng cách khoảng 150.000 năm ánh sáng.