Negdje krajem 60-ih jedan od najpoznatijih fizičara prošlog stoljeća, John Wheeler (1911.-2008.), Pojavio se u popularnom znanstvenom radio programu BBC-a. Dugo i živopisno je razgovarao o raznim kozmičkim čudima, a na kraju se okrenuo mučnom pitanju o svim vrstama "pogrešnih opažanja i mitskih predmeta".
Ovdje je američki znanstvenik s nestrpljenjem skočio na hipotezu o postojanju "smrznutih" (tamnih, smrznutih) zvijezda, što mu se posebno nije svidjelo. Izražavajući prezir prema tim „fizičkim i matematičkim fantazijama“, nazvao ih je „crnim rupama“. Tako se laganom Wheelerovom rukom figurativni pojam "crna rupa" pojavio u medijima, a potom i u znanstvenim radovima.
Donji otvori prostora i vremena
Danas crnu rupu nazivamo rezultatom najčudesnijeg prirodnog fenomena - pada „unutar sebe“masivnih nebeskih tijela. Na latinskom, kolaps znači "pao", zbog čega astronomi često nazivaju crne rupe "kolapsima". Imaju tako super jak "koncentrator" gravitacijskog polja da iz njih ne može pobjeći ništa, uključujući svjetlost.
Povijesno su crnim rupama prethodile tamne zvijezde koje je britanski astronom John Michell (1724.-1773.) Otkrio "na vrhu perja". Na temelju Newtonove teorije univerzalne gravitacije, Michell je opisao takve zvijezde, čija je sila gravitacije zadržavala čak i zrake svjetlosti. Naravno, bilo bi nemoguće primijetiti tako potpuno crnu zvijezdu. Michell je iznio svoje proračune na jednom od sastanaka Kraljevskog društva u Londonu 1784. i odmah je zapao u vatru. Uostalom, astronomija toga vremena nije poznavala takve pojave!
Dakle, ideja o tamnim zvijezdama, ili, kako ih danas nazivaju, "Newtonovim" crnim rupama, dugo je bila zakopana u znanstvenim arhivima. Sjećao se samo u doba Alberta Einsteina (1879.-1955.) I njegove teorije univerzalne gravitacije. Einsteinova teorija povezala je gravitaciju sa zakrivljenjem prostora i odmah je privukla pozornost mnogih fizičara.
Promotivni video:
Njegov kolega s Berlinske akademije znanosti Karl Schwarzschild (1873-1916) uspio je pokazati da ponekad vrlo koncentrirane gigantske mase mogu tvoriti svojevrsni dno lijevka prostora-vremena.
Nevjerojatne bi se stvari morale dogoditi u blizini kolapsara Schwarzschilda: nečije srce počelo bi sve manje udarati, sat bi beznadno zaostajao, a svjetlo okolo postajalo bi crveno. Sam protok vremena usporio bi, sve do skrućivanja blizu uvjetne granice crne rupe, poput rijeke u mrazu. Pa, što ćemo vidjeti u dubini kolapsarskog kolapsa?
Jao, tamo se događaju toliko neobične stvari da ih je jednostavno nemoguće popularno opisati. Međutim, iako se mnogi fizičari raspravljaju o unutarnjoj strukturi crnih rupa, teoretski su već našli primjenu.
Metro između galaksija
Prije više od 30 godina slavni pisac astronoma i znanstvene fantastike Carl Sagan odlučio je napisati roman o međuzvjezdanim putovanjima i istodobno se ne upuštati u praznu maštu, već stvoriti "pravi" ekstradimenzionalni tunel na stranicama svoje knjige. Kako bi raspravio pojedinosti, obratio se uglednom teorijskom fizičaru Kipu Thorneu, koji se s oduševljenjem počeo baviti poslom.
Thorne i njegovi suradnici matematički su dokazali da se prostorno-vremenski kanal ne može samo umjetno stvoriti, već i održavati u "radnom" stanju. Na taj način stvorena "crvotočina" u prostor-vremenu povezala bi ne samo udaljene kutke naše Galaksije, već i metagalaktičke prostore.
Sagan i Thorneova suradnja doveli su do znanstvenofantastičnog bestselera Kontakt, koji je ubrzo postao osnova za istoimeni zabavni film. Između galaksija doista postoji svojevrsni "metro", duž kojeg glavni lik putuje. U međuvremenu, Wheeler je kritizirao ne samo crne rupe, već i sve vrste prijelaza pod-prostora između njih. S velikim sarkazmom nazvao ih je "crvotočine", "crvotočine" i "crvotočine". To je jednostavno nevjerojatno, ali ti su izrazi prvo ušli u leksikon novinara, a zatim prešli na znanstvena djela.
Znanstvenofantastična literatura često govori o najegzotičnijim načinima za prevazilaženje prostora i vremena. Čak se rodila i neka vrsta taktike budućih "zvjezdanih ratova", kada se borbena flota zemljaka "zaroni" u podprostoru crne rupe i odjednom se pojavi ravno u bazama neprijateljskih stranaca, odmah žureći milijardama parseksa.
Međutim, sudeći po astronomskim promatranjima, za crne rupe bit će potrebni Titanski napori da ih se "ukroti", jer su oni najopasniji svemirski objekti koji čine "reljef" Svemira.
Svemirski kanibali
Astronomi često bilježe monstruozne navale energije koje dolaze iz dalekog svemira. To mogu biti odjeci dramatičnih procesa smrti planeta i zvijezda u vrtačama crnih rupa. Svemirska čudovišta razdvajaju plinovito tijelo nenamjerno približavajuće se zvijezde i potpuno "progutaju" manja nebeska tijela - planete, komete i asteroide.
Crna rupa privlači stranu usko leteće zvijezde okrenutu prema njoj mnogo jače od suprotne strane. Ta moćna sila plima rasteže zvijezdu i uzrokuje pad plina iz zvijezde u crnu rupu. Astronomi su zaključili da se crne rupe ne rađaju ogromno, već da postupno rastu zbog plinova i zvijezda galaksija.
Među crnim rupama nalaze se i veliki fidgeti koji se brzo kreću unutar zvjezdanih otoka galaksija. Zajedno sa sjedećim kolegama, ti svemirski kanibali ne samo da proždiru planetarne sustave poput našeg solarnog, već gutaju i oblake prašine i plina koji se protežu između zvjezdanih grozdova.
Astronomi su odavno primijetili da su u manjim galaksijama crne rupe manje masivne, s masom nešto većom od nekoliko milijuna solarnih masa. Crne rupe u središtima divovskih galaksija uključuju milijarde solarnih masa - činjenica je da se konačna masa crne rupe formira tijekom stvaranja galaksije. U nekim se slučajevima crne rupe povećavaju ne samo apsorpcijom plina iz pojedine galaksije, već i spajanjem galaksija, što rezultira spajanjem njihovih crnih rupa.
U samom središtu Mliječnog puta je jezgra naše Galaksije, u kojoj je skriven misteriozni objekt Strijelac A *. Astronomi vjeruju da je to glavni kandidat za ulogu crne rupe s masom od oko četiri milijuna solarnih masa.
Periodično, naš lokalni "kanibal" proždire ovu ili onu zvijezdu. A zatim posebni rendgenski teleskopi registriraju "krik smrti" svjetiljke u obliku rendgenskog pulsa. Uz njegovu pomoć, naši unutarnji organi se proučavaju u sobi za rendgen.
Međutim, crne rupe mogu biti prilično mirne, tvoreći sustave dvostruke zvijezde s običnim zvijezdama. Međutim, ova se idila također završava tragično, te će se nakon stotina milijuna, a možda i milijardi godina, udaljenost između crne rupe i zvijezde svesti na kritičnu granicu. Kretanje zvijezde postat će nestabilno i nakon nekoliko okretaja oko crnog čudovišta nestat će u svojoj utrobi.
Misterija Tunguskog meteorita
U principu, može se stvoriti i umjetna crna rupa. Da biste to učinili, potrebno je bilo koju masu komprimirati na veličinu gravitacijskog radijusa (polumjer sfere na kojoj gravitacijska sila stvorena masom unutar ove sfere teži do beskonačnosti), a tada će i ona sama početi katastrofalno sažimati - propadati.
Istina, to je vrlo teško učiniti, jer što je manje mase, to je manji gravitacijski polumjer. Na primjer, gravitacijski polumjer zemlje je oko jedan centimetar, a da bi Mjesec pretvorio u crnu rupu, morao bi se komprimirati na veličinu velike molekule.
Ipak, uz pomoć modela mikroskopskih rupa ili, kako ih se češće naziva, mikrokolopera, ponekad pokušavaju objasniti sve vrste tajanstvenih pojava. Dakle, postoji hipoteza da poznati meteorit Tunguska nije bio ništa drugo do minijaturna crna rupa koja je lutala prostranstvom Svemira.
Mogli bismo, naravno, jednostavno odbaciti takve izume, ali ovdje se javljaju znatiželjne pojedinosti: potpuna odsutnost ostataka meteorita, neobična priroda eksplozije i oprečna opažanja putanje leta.
Postoje ideje da je takav mikrokolni sar imao potpuno zemaljsko podrijetlo. Činjenica je da je upravo tijekom pada meteorita Tunguska veliki američki izumitelj Nikola Tesla (1856-1943) testirao određeni valovni rezonator na zadivljujućoj kuli Wondercliffe koji je uz pomoć "stojećih valova svjetskog električnog etera" trebao prenositi energiju širom planete.
Urbane legende govore kako je kolosalni plazmoid letio nad Podkamennaya Tunguska, odmah se srušivši u crnu mini rupu. Taj je proces izazvao uragan energije, zabilježen kao Tungusko čudo.
Postoji i verzija ove hipoteze, u kojoj je sam Tunguski meteorit bio upravo minijaturna crna rupa koja je velikom brzinom prodrla na naš planet.
Koliko su vjerojatni zaključci teorijskih fizičara? Postoje li uistinu prostorni tuneli u prostoru-vremenu ili je ovo samo vrsta "fizičke i matematičke fantazije"? I najvažnije pitanje: je li moguće predložiti bilo kakve stvarne eksperimente kako bi se stvorile umjetne crvotočine u podprostoru koje vode u prostor drugih dimenzija?
Je li LHC sudbinski stroj ili generator mikrokolopsara?
Proračuni pokazuju da se mikroskopske crne rupe mogu pojaviti u eksperimentima na akceleratorima čestica, poput poznatog Velikog hadronskog sudarača (LHC) pokrenutog u CERN-u.
Princip rada LHC-a teoretski je vrlo jednostavan: zamislite cijev u kojoj dva divovska topa pucaju jedan prema drugom posebnim projektilima - osnovnim česticama koje čine atome. Kad se ti mikroskopski projektili susretnu, oni se raspršuju poput vatrometa svih vrsta fragmenata, među kojima može postojati mikroskopska crna rupa.
Ako fizičari LHC-a otkriju te mikro-predmete, onda će znanstvena senzacija daleko nadmašiti nedavno otkriće "božje čestice" - Higgsovog bozona.
Neki znanstvenici smatraju da su mikro kolapsi vrlo opasni predmeti koji mogu dovesti do planetarne katastrofe. Pokretanje LHC-a bilo je popraćeno prosvjedima, a skupina fizičara čak je tužila CERN kao organizaciju koja ugrožava čovječanstvo u smrtnoj opasnosti.
Na kraju su se strasti donekle smirile, jer su fizičari jasno pokazali da svakog trenutka lavine kozmičkih čestica padaju na zemljinu površinu, znatno prelazeći energiju produkata sudara u LHC-u. Ipak, struje kozmičkih zraka ultra visoke energije ne predstavljaju nikakvu opasnost i ne stvaraju mikroskopske crne rupe.
S druge strane, računalni modeli pokazuju da ako bi Zemlju posjetio mini otvor, ona bi odmah pala u središte našeg planeta i počela se okretati oko njega, apsorbirajući magmu. No, bez obzira koliko se ovaj proces mogao činiti zloslutnim, trebat će nekoliko milijardi godina da se nekako ispostavi na površini. Dakle, sasvim je moguće da već dugo živimo s crnom rupom pod nogama …
Budućnost svemira i života u crnoj rupi
Nije poznato hoće li čovječanstvo postojati u milijardama godina, ali u optimalnoj verziji astronomi daleke budućnosti moći će promatrati potpuno drugačiju Metagalaksiju - vidljivi Univerzum. Većina zvijezda će izgorjeti, a svjetiljke poput sunca pretvorit će se u superzvučene patuljke. U isto vrijeme, masivnije zvijezde postat će crne rupe koje su još manje i imaju tako snažno gravitacijsko polje da ga čak ni svjetlost ne može prevladati.
Međutim, ti se ostaci i dalje vrte oko galaktičkog središta s razdobljem od oko 100 milijuna godina. Sudari između ostataka neke će od njih izbaciti iz galaksije. Ostatak će se smjestiti u orbite bliže središtu i na kraju će se okupiti, tvoreći divovsku crnu rupu u središtu Galaksije, koja će jednog dana progutati svu materiju.
Što će to biti - kraj života i razum u našem Univerzumu?
Ne žurimo, jer neke moderne teorije predviđaju da čak i u strašnim dubinama crnih rupa mogu postojati čitavi planeti koji se vrte neodređeno oko središnje točke. Prema preliminarnim proračunima, takvi planeti mogu biti čak i jarko osvijetljeni zbog fotona koji su izvana zarobljeni u zamku rupe i rotiraju se zajedno s drugim tijelima u istoj stabilnoj orbiti.
Ostaje nam još samo posljednje pitanje: može li život postojati na planetama crne rupe? Prema nekim teoretičarima, to je moguće. Štoviše, bježeći od kozmičkih kataklizmi naša buduća visoko razvijena civilizacija može naći pravo utočište u dubini supermasivne crne rupe koja zauzima jezgru Mliječnog puta.
Naravno, kolonizatori crnih rupa morat će riješiti niz grandioznih zadataka, poput suprotstavljanja kolosalnim plimnim silama i zaštite od najjačeg zračenja. Međutim, s gledišta evolucije razuma, civilizacija koja je uspjela prodrijeti u crnu rupu imat će doista nevjerojatne tehnologije koje mogu riješiti najfantastičnije probleme.
Možda će tijekom nekoliko tisućljeća ljudska civilizacija biti potpuno slobodna za otvaranje portala u druge svjetove. U ovom slučaju mogu se pojaviti razne mogućnosti: crvotočine između udaljenih dijelova naše Galaksije, podzemni tuneli između galaksija na samom rubu Svemira, mostovi između prošlosti i budućnosti, crvotočine u drugim svjetovima.
Tada se čovječanstvo budućnosti ne boji nikakve kozmičke katastrofe i moći će slobodno putovati kroz različite svemire odabirom povoljnog staništa. Štoviše, shvativši kako se rađaju svemiri i zašto imaju različita svojstva, supercivilizacija može započeti traženje gotovih kroz grla crnih rupa i stvaranje novih svjetova, prilagođenih životu i ne podložnih svim vrstama kataklizmi.
Dakle, što crne rupe kriju u sebi? Put u druge svjetove, bezgranična energija budućnosti, posljednji dah Univerzuma ili civilizacija drugih svjetova?
Moguće je da će trenutna generacija učenika i školaraca znati odgovore na neka od ovih pitanja. Jedva čekamo taj uzbudljivi trenutak kada će astronomi napokon moći izravno izučavati "kandidate za gravitacijske kolapse".
Oleg FAYG