Czarne dziury
- poczujchemiedonauk3
- 18 mar 2024
- 3 minut(y) czytania
autorka: Hanna Starzec
Źródło: NASA Science
Czarne dziury są fascynującym obiektem rozważań wielu astronomów. Często występują w filmach science-fiction jako tunel czasoprzestrzenny, portal do innego uniwersum czy ogromna niszczarka. Jednak czym tak naprawdę są, jak powstają i czy da się przeżyć wpadnięcie do jednej z nich?
Co to jest czarna dziura?
Czarna dziura jest obszarem, gdzie siła przyciągania jest tak duża, że nic nie może się stamtąd wydostać. Znajduje się wewnątrz własnego horyzontu zdarzeń, czyli obszaru w którym prędkość potrzebna do ucieczki przekracza prędkość światła- granicę prędkości kosmosu. Oznacza to, że żaden obiekt, nawet światło, nie może jej opuścić.
Rodzaje czarnych dziur
Astronomowie zwykle dzielą je na trzy główne rodzaje w zależności od rozmiaru. Trzeba zaznaczyć, że granice są przybliżone i dość luźne. Naukowcy podejrzewają też, że może istnieć inny, czwarty rodzaj czarnych dziur, nazywany pierwotnym, który uformował się sekundy po powstaniu całego wszechświata, jednak jego istnienia (jeszcze) nie udowodniono.
Gwiazdowa czarna dziura - jej masa jest od 20 do 150 razy większa od masy słońca. Powstaje w wyniku kolapsu grawitacyjnego - gdy gwiazda nie ma już wystarczająco energii, aby zapobiec zapadaniu się, pod wpływem własnej grawitacji następuje potężny wybuch nazywany supernową. W środku pozostaje żelazne jądro, które nie przestaje się zapadać i tworzy gwiazdę neutronową. Jeżeli ciało jest dość duże, również nie wytrzymuje własnego ciężaru, zapada się. Tak tworzy gwiazdową czarną dziurę.
Supermasywna czarna dziura - czarna dziura o masie rzędu setek tysięcy, milionów, a nawet miliardów mas Słońca. Prawdopodobnie każda galaktyka, włącznie z naszą Drogą Mleczną, posiada takową w swoim centrum. Nie jest jednak pewne, jak te obiekty powstały. Przypuszczalnie mogły w ciągu pierwszego miliarda lat wraz z zapadaniem się supermasywnych gwiazd, a ze względu na to, że mogą, ‘’żywić’’ się mniejszymi obiektami i łączyć się z innymi czarnymi dziurami, urosły do takich rozmiarów.
Pośrednie czarne dziury - są to czarne dziury o masie pomiędzy dwoma powyższymi. Naukowcy uważają, że powinna istnieć ciągłość między rozmiarami czarnych dziur i aktywnie ich szukają, jednak istnienia tych obiektów również nie udowodniono.
Jak znajduje się czarne dziury?
Skoro nie emitują ani nie odbijają światła, są praktycznie niemożliwe do oglądania przez teleskopy. Jest jednak kilka sposobów na ich wykrycie:
Pierwszym z nich jest zaobserwowanie pierścieni złożonych z gazów i pyłów otaczających czarne dziury. Takie pierścienie nazywane są akrecyjnymi dyskami. Drugim sposobem jest wykrycie fal grawitacyjnych, czyli zmarszczek czasoprzestrzeni, które tworzą się w wyniku przemieszczania się w przestrzeni kosmicznej masywnych, bardzo szybko poruszających się obiektów. Można też zaobserwować określony sposób krążenia gwiazd wokół czarnej dziury, co sprawia siła przyciągania supermasywnej czarnej dziury. Ostatnim sposobem jest wykrycie wyizolowanych czarnych dziur poprzez obserwację zaginającego i zniekształcającego się światła pochodzącego z innych obiektów.
Czy Słońce może stać się czarną dziurą?
Skoro czarne dziury powstają poprzez eksplozję gwiazd, czy nasze słońce też mogłoby zostać takim obiektem? Odpowiedź brzmi: nie, jest na to jeden prosty powód - Słońce jest po prostu za małe, a dokładniej, ma za małą masę. Więc za około 5 milionów lat Słońce po wyczerpaniu paliwa wodorowego w jądrze zacznie ewoluować w czerwonego olbrzyma a nie w czarną dziurę.
Co gdyby wpadło się do czarnej dziury?
Zależy to od jej rodzaju. Jeżeli ktoś trafiłby do gwiazdowej, zapewne zamieniłby się w kilometrowy sznur protonów na etapie horyzontu zdarzeń. Sytuacja byłaby trochę inna w przypadku supermasywnej czarnej dziury, gdyż siły grawitacyjne na horyzoncie zdarzeń są znacznie słabsze. Oznacza to, że można byłoby trafić do czarnej dziury i nawet się nie zorientować. Niestety nie oznacza to, że szanse przetrwania byłyby nawet odrobinę większe. Każda czarna dziura posiada punkt centralny, osobliwość, w której grawitacja jest nieskończona a wszystko kompresowane jest tam w nieskończenie mały punkt. Można więc powiedzieć, że szanse przeżycia po wpadnięciu do czarnej dziury są zerowe.
Źródła:
Bogusz Kinasiewicz. Skąd wiadomo, że to, co widzimy, jest czarną dziurą? „Foton”
„Black Hole Types’’. NASA Science. https://science.nasa.gov/universe/black-holes/types/
Francis Reddy. NASA. https://www.nasa.gov/universe/what-are-black-holes/
David J. Eicher. „Could you survive falling into a black hole?” https://www.astronomy.com/science/what-would-happen-if-you-fell-into-a-black-hole/
https://pl.wikipedia.org/wiki/Gwiazdowa_czarna_dziura
„Black Hole Basics”. NASA. https://science.nasa.gov/universe/black-holes/
Comments