Vegye figyelembe a titokzatos és láthatatlan fekete lyukak az Univerzumban: érdekességek, Einstein kutatásai, szupermasszív és köztes típusok, elmélet, szerkezet.
- az egyik legérdekesebb és legtitokzatosabb objektum világűr. Nagy a sűrűségük, és a gravitációs erő olyan erős, hogy még a fény sem tud túllépni rajta.
Albert Einstein először 1916-ban beszélt a fekete lyukakról, amikor megalkotta az általános relativitáselméletet. Maga a kifejezés 1967-ben keletkezett John Wheelernek köszönhetően. Az első fekete lyukat pedig 1971-ben „jegyezték fel”.
A fekete lyukak osztályozása három típust foglal magában: csillagtömegű fekete lyukak, szupermasszív és közepes tömegű fekete lyukak. Mindenképpen nézze meg a fekete lyukakról szóló videót, hogy sokat tanuljon Érdekes tényekés közelebbről is megismerheti ezeket a titokzatos űrképződményeket.
Amikor egy csillag kifogy az üzemanyagból, elindíthatja az önpusztítás folyamatát. Ha tömege háromszorosa a Nap tömegének, akkor a maradék mag neutroncsillaggá vagy fehér törpévé válna. De a nagyobb csillag átalakul fekete lyukká.
Az ilyen tárgyak kicsik, de hihetetlen sűrűséggel rendelkeznek. Képzeld el, hogy előtted egy város méretű tárgy van, de tömege háromszorosa a Napénak. Ez hihetetlenül hatalmas gravitációs erőt hoz létre, amely magához vonzza a port és a gázt, növelve a méretét. Meg fogsz lepődni, de több száz millió csillagos fekete lyuk található benne.
Természetesen az univerzumban semmi sem hasonlítható a félelmetes szupermasszív fekete lyukakhoz. Több milliárdszor nagyobbak a Nap tömegénél. Úgy gondolják, hogy ilyen objektumok szinte minden galaxisban léteznek. A tudósok még nem ismerik a képződési folyamat minden bonyodalmát. Valószínűleg a környező por és gáz tömegének felhalmozódása miatt nőnek.
Talán több ezer kis fekete lyuk egyesülésének köszönhetik méretüket. Vagy egy egész csillaghalmaz összeomolhat.
Fekete lyukak a galaxisok középpontjában
Olga Silchenko asztrofizikus egy szupermasszív fekete lyuk felfedezéséről az Androméda-ködben, John Kormendy kutatása és a sötét gravitációs testek:
A kozmikus rádióforrások természete
Anatolij Zasov asztrofizikus a szinkrotronsugárzásról, a távoli galaxisok magjában lévő fekete lyukakról és a semleges gázról:
A közelmúltban a tudósok megállapították az újfajta- átlagos tömegű fekete lyukak (köztes). Akkor alakulhatnak ki, amikor egy halmazban lévő csillagok láncreakcióban ütköznek. Ennek eredményeként a központba esnek, és szupermasszív fekete lyukat képeznek.
2014-ben a csillagászok egy köztes típust fedeztek fel egy spirálgalaxis karjában. Nagyon nehéz megtalálni őket, mert kiszámíthatatlan helyeken helyezkedhetnek el.
mikro fekete lyukak
Eduard Boos fizikus az LHC biztonságáról, a mikrofekete lyuk születéséről és a membrán koncepciójáról:
A fekete lyukak rendkívül masszív tárgyak, de viszonylag szerény helyet fednek le. Ezenkívül hatalmas gravitációjuk van, nem engedik, hogy tárgyak (és még fény is) elhagyják területüket. Közvetlenül azonban nem láthatók. A kutatóknak a fekete lyuk táplálásakor kibocsátott sugárzás felé kell fordulniuk.
Érdekes módon megesik, hogy a fekete lyuk felé tartó anyag kipattan az eseményhorizontról, és kidobódik. Ebben az esetben fényes anyagsugarak képződnek, amelyek relativisztikus sebességgel mozognak. Ezek a kibocsátások nagy távolságra rögzíthetők.
- csodálatos tárgyak, amelyekben a gravitációs erő olyan hatalmas, hogy képes meghajlítani a fényt, meghajlítani a teret és eltorzítani az időt.
A fekete lyukakban három réteg van: a külső és a belső eseményhorizont és a szingularitás.
A fekete lyuk eseményhorizontja az a határ, ahonnan a fénynek esélye sincs kiszabadulni. Amint egy részecske átlépi ezt a határt, nem tud távozni. A belső régiót, ahol a fekete lyuk tömege található, szingularitásnak nevezzük.
Ha a klasszikus mechanika szemszögéből beszélünk, akkor semmi sem hagyhat fekete lyukat. De a kvantum elvégzi a maga korrekcióját. A tény az, hogy minden részecskének van antirészecskéje. Tömegük azonos, de töltésük eltérő. Ha keresztezik egymást, megsemmisíthetik egymást.
Ha egy ilyen pár az eseményhorizonton kívül történik, akkor az egyiket be lehet húzni, a másodikat pedig taszítja. Emiatt a horizont zsugorodhat, és a fekete lyuk összeomolhat. A tudósok még mindig próbálják tanulmányozni ezt a mechanizmust.
növekedés
Szergej Popov asztrofizikus a szupermasszív fekete lyukakról, a bolygóképződésről és az anyagfelszaporodásról a korai Univerzumban:
A leghíresebb fekete lyukak
Ha nagyobb kapacitással, akkor a fekete lyuk egy olyan terület a térben, amelyben akkora tömeg koncentrálódik, hogy egyetlen objektum sem kerülheti el a gravitációs hatást. Amikor a gravitációról van szó, az Albert Einstein által javasolt általános relativitáselméletre támaszkodunk. A vizsgált objektum részleteinek megértéséhez lépésről lépésre haladunk.
Képzeljük el, hogy a bolygó felszínén vagy, és feldobsz egy sziklát. Ha nincs meg a Hulk ereje, nem lesz képes elegendő erőt kifejteni. Ekkor a kő felemelkedik egy bizonyos magasságra, de a gravitációs nyomás hatására visszaesik. Ha megvan a zöld erősember rejtett potenciálja, akkor elegendő gyorsulást tud adni az objektumnak, aminek köszönhetően az teljesen elhagyja a gravitációs hatás zónáját. Ezt "futósebességnek" hívják.
Ha képletre bontjuk, akkor ez a sebesség a bolygó tömegétől függ. Minél nagyobb, annál erősebb a gravitációs markolat. Az indulási sebesség attól függ, hogy pontosan hol tartózkodik: minél közelebb van a központhoz, annál könnyebb kiszállni. Bolygónk indulási sebessége 11,2 km/s, de 2,4 km/s.
Közeledünk a legérdekesebbhez. Tegyük fel, hogy van egy hihetetlen tömegkoncentrációjú tárgy egy apró helyen. Ebben az esetben a szökési sebesség meghaladja a fénysebességet. És tudjuk, hogy semmi sem mozog gyorsabban ennél a mutatónál, ami azt jelenti, hogy senki sem tud legyőzni egy ilyen erőt és megszökni. Még egy fénysugár sem képes rá!
A 18. században Laplace a tömeg szélsőséges koncentrációjáról elmélkedett. Után általános elmélet relativitáselmélet Karl Schwarzschild képes volt megtalálni matematikai megoldás hogy az elméleti egyenlet hasonló objektumot írjon le. További közreműködést tett Oppenheimer, Wolkoff és Snyder (1930-as évek). Ettől a pillanattól kezdve az emberek komolyan megvitatták ezt a témát. Világossá vált, hogy ha egy hatalmas csillag kifogy az üzemanyagból, nem képes ellenállni a gravitációs erőnek, és fekete lyukba kell zuhannia.
Einstein elméletében a gravitáció a tér és idő görbületének megnyilvánulása. A helyzet az, hogy a szokásos geometriai szabályok itt nem működnek, és a hatalmas objektumok torzítják a téridőt. A fekete lyuk bizarr tulajdonságokkal rendelkezik, így a torzulása a legtisztábban látható. Például egy objektumnak van "eseményhorizontja". Ez a gömb felülete, amely a lyuk jellegzetességét jelzi. Vagyis ha átléped ezt a határt, akkor nincs visszaút.
Szó szerint ez az a hely, ahol a menekülési sebesség megegyezik a fény sebességével. Ezen a ponton kívül a szökési sebesség kisebb, mint a fénysebesség. De ha a rakétája képes felgyorsulni, akkor lesz elég energia a meneküléshez.
Maga a horizont geometriailag meglehetősen furcsa. Ha messze van, úgy érzi, mintha egy statikus felületet nézne. De ha közelebb érsz, akkor rájössz, hogy fénysebességgel halad kifelé! Most már értem, miért könnyű belépni, de miért olyan nehéz elmenekülni. Igen, ez nagyon zavaró, mert valójában a horizont áll, de ugyanakkor fénysebességgel rohan. Ez olyan, mint Alice-nél, akinek a lehető leggyorsabban kellett futnia, hogy a helyén maradjon.
A horizont elérésekor a tér és az idő olyan erős torzulást tapasztal, hogy a koordináták elkezdik leírni a sugárirányú távolság és a kapcsolási idő szerepét. Vagyis az "r", amely a középponttól való távolságot jelöli, átmenetivé válik, a "t" pedig mostantól a "térbeliségért" felelős. Ebből kifolyólag egy kisebb r-vel sem tudod abbahagyni a mozgást, ahogyan a jövőbe sem tudsz normális időben bejutni. Egy szingularitáshoz jutsz, ahol r = 0. Lehet rakétákat dobni, maximumra járatni a motort, de nem tudsz elmenekülni.
A "fekete lyuk" kifejezést John Archibald Wheeler alkotta meg. Ezt megelőzően "kihűlt csillagoknak" hívták őket.
Emil Akhmedov fizikus a fekete lyukak, Karl Schwarzschild és az óriási fekete lyukak tanulmányozásáról:
Kétféleképpen lehet kiszámítani, hogy mekkora valami. Megnevezheti a tömeget, vagy azt, hogy mekkora területet foglal el. Ha az első kritériumot vesszük, akkor a fekete lyuk tömegének nincs konkrét határa. Bármilyen mennyiséget felhasználhat, amíg a megfelelő sűrűségre tudja tömöríteni.
A legtöbb ilyen képződmény a hatalmas csillagok halála után jelent meg, így várhatóan súlyuk egyenértékű lesz. Az ilyen lyuk tipikus tömegének 10-szer nagyobbnak kell lennie, mint a napé - 10 31 kg. Ezen túlmenően minden galaxisnak rendelkeznie kell egy központi szupermasszív fekete lyukkal, amelynek tömege milliószorosan meghaladja a Nap tömegét - 10 36 kg.
Minél masszívabb a tárgy, annál nagyobb tömeget foglal magában. A horizont sugara és tömege egyenesen arányos, vagyis ha egy fekete lyuk tömege 10-szer nagyobb, mint egy másik, akkor a sugara tízszer nagyobb. A naptömegű lyuk sugara 3 km, ha pedig milliószor nagyobb, akkor 3 millió km. Úgy tűnik, ezek hihetetlenül masszív dolgok. De ne felejtsük el, hogy a csillagászat számára ezek standard fogalmak. A nap sugara eléri a 700 000 km-t, míg egy fekete lyuk négyszer többet.
Tegyük fel, hogy nincs szerencséje, és a hajója menthetetlenül egy szupermasszív fekete lyuk felé tart. Nincs értelme harcolni. Csak lekapcsoltad a motorokat, és elindultál az elkerülhetetlen felé. Mi várható?
Kezdjük a súlytalansággal. Szabadesésben vagy, így a legénység, a hajó és minden részlet súlytalan. Minél közelebb ér a lyuk közepéhez, annál jobban érzi az árapályt. gravitációs erők. Például a lábai közelebb vannak a középponthoz, mint a feje. Aztán kezded úgy érezni, mintha megfeszítenének. A végén csak darabokra fogsz szakadni.
Ezek az erők egészen addig észrevehetetlenek, amíg a központ 600 000 km-es körzetébe nem ér. Már túl van a horizonton. De egy hatalmas tárgyról beszélünk. Ha egy naptömegű lyukba zuhansz, az árapály-erők 6000 km-re elnyelnek a központtól, és széttépnek, mielőtt elérnéd a horizontot (ezért küldünk egy nagy lyukba, hogy meghalj a lyukban, nem útközben) .
Mi van belül? Nem akarok csalódást okozni, de semmi figyelemre méltó. Előfordulhat, hogy egyes tárgyak megjelenése torz, semmi más nem szokványos. Még a horizont átlépése után is látni fogod a körülötted lévő dolgokat, amint veled mozognak.
Mennyi ideig fog tartani mindez? Minden a távolságtól függ. Például egy nyugalmi pontból indult ki, ahol a szingularitás a lyuk sugarának 10-szerese. Mindössze 8 percet vesz igénybe a horizont megközelítése, majd további 7 másodpercig tart a szingularitás elérése. Ha egy kis fekete lyukba esik, akkor minden gyorsabban fog megtörténni.
Amint átlépsz a horizonton, rakétákat lőhetsz, sikoltozhatsz és sírhatsz. 7 másodperced van minderre, amíg el nem éred a szingularitást. De semmi sem ment meg. Szóval csak élvezze az utazást.
Tegyük fel, hogy halálra van ítélve, és egy lyukba esel, és a barátod/barátnőd messziről figyel. Nos, ő másképp fogja látni a dolgokat. Észre fogja venni, hogy közelebb a horizonthoz lassulsz. De még ha az ember száz évig ül is, nem várja meg, amíg eléri a horizontot.
Próbáljuk meg elmagyarázni. A fekete lyuk egy összeomló csillagból származhatott. Mivel az anyag megsemmisül, Cyril (legyen a barátod) látja annak csökkenését, de soha nem fogja észrevenni a horizont közeledését. Ezért nevezték őket "fagyott csillagoknak", mert úgy tűnik, hogy egy bizonyos sugárral megfagynak.
Mi a helyzet? Nevezzük optikai csalódásnak. Egy lyuk kialakításához nincs szükség a végtelenre, ahogy a horizonton sem. Ahogy közeledsz, a fénynek tovább tart, amíg eléri Cyrilt. Pontosabban, az átmenetből származó valós idejű sugárzás örökre a horizonton marad. Már jó ideje átlépted a vonalat, és Kirill még mindig a fényjelzést figyeli.
Vagy megközelítheted a másik oldalról is. Az idő hosszabbra nyúlik a horizont közelében. Például van egy szupererős hajója. Sikerült megközelítenie a horizontot, ott maradni néhány percig, és élve kijutni Kirillhez. kit fogsz látni? Idős ember! Számodra sokkal lassabban telt az idő.
Akkor mi igaz? Illúzió vagy játék az idővel? Minden a fekete lyuk leírására használt koordinátarendszertől függ. Ha a Schwarzschild-koordinátákra támaszkodunk, akkor a horizonton való áthaladáskor az időkoordináta (t) a végtelennek felel meg. Ennek a rendszernek a mutatói azonban homályos képet adnak arról, hogy mi történik az objektum közelében. A horizontvonalon minden koordináta torz (szingularitás). De mindkét koordinátarendszert használhatja, így két válasz érvényes.
A valóságban egyszerűen láthatatlanná válsz, és Cyril még sok idő elteltével sem lát többé. Ne feledkezzünk meg a vöröseltolódásról. Megfigyelhető fényt bocsátasz ki egy bizonyos hullámhosszon, de Cyril hosszabb hullámhosszon fogja látni. A hullámok meghosszabbodnak, ahogy közelednek a horizonthoz. Ezenkívül ne felejtsük el, hogy bizonyos fotonokban sugárzás fordul elő.
Például az átmenet pillanatában elküldi az utolsó fotont. Egy bizonyos véges időben (egy szupermasszív fekete lyuk esetében körülbelül egy óra) éri el Cyrilt.
Természetesen nem. Ne feledkezzünk meg az eseményhorizont létezéséről sem. Csak erről a területről nem lehet kijutni. Elég csak nem közeledni hozzá, és nyugodtnak érezni magát. Ráadásul azzal biztonságos távolság ez a tárgy tűnik a legközönségesebbnek.
Hawking információs paradoxona
Emil Akhmedov fizikus a gravitáció elektromágneses hullámokra gyakorolt hatásáról, a fekete lyukak információs paradoxonáról és a tudomány kiszámíthatóságának elvéről:
Ne essen pánikba, mert a Nap soha nem fog átváltozni ilyen objektummá, mert egyszerűen nincs elég tömege. Sőt, megőrzi jelenlegi állapotát megjelenés még 5 milliárd év. Aztán átkerül a vörös óriás színpadára, elnyeli a Merkúrt, a Vénuszt és jól átsüti bolygónkat, majd közönséges fehér törpe lesz belőle.
De engedjük át a fantáziát. Így a nap fekete lyuk lett. Először is, a sötétség és a hideg azonnal beborít bennünket. A Föld és más bolygók nem szívódnak be a lyukba. Továbbra is normál pályán keringenek az új objektum körül. Miért? Mert a horizont csak 3 km-t ér majd el, és a gravitáció nem tud velünk mit kezdeni.
Igen. A látható megfigyelésre természetesen nem hagyatkozhatunk, mivel a fény nem szökik ki. De vannak közvetett bizonyítékok. Például egy olyan területet lát, ahol fekete lyuk lehet. Hogyan ellenőrizhető? Kezdje a testsúly mérésével. Ha azt látja, hogy egy területen túl sok van belőle, vagy láthatatlannak tűnik, akkor jó úton halad. Két keresési pont létezik: a galaktikus központ és a röntgen bináris rendszerek.
Így 8 galaxisban találtak hatalmas központi objektumokat, amelyek atommagjainak tömege egymilliótól egymilliárd napelemig terjed. A tömeget a csillagok és a gázok középpontja körüli forgási sebességének megfigyelésével számítják ki. Minél gyorsabb, annál nagyobb tömegnek kell lennie ahhoz, hogy pályán tartsák őket.
Ezeket a hatalmas objektumokat két okból tekintik fekete lyukaknak. Nos, egyszerűen nincs más lehetőség. Nincs masszívabb, sötétebb és kompaktabb. Emellett létezik egy elmélet, amely szerint minden aktív és nagy galaxisban van egy ilyen szörnyeteg a központban. Ez azonban nem 100%-os bizonyíték.
De két közelmúltbeli megállapítás az elmélet mellett szól. "Vízmaser" rendszert észleltek a legközelebbi aktív galaxis közelében ( erős forrás mikrohullámú sugárzás) a mag közelében. Interferométer segítségével a tudósok megjelenítették a gázsebesség eloszlását. Vagyis fél fényéven belül mérték a sebességet a galaktikus központban. Ez segített nekik megérteni, hogy van benne egy hatalmas tárgy, amelynek sugara eléri a fél fényévet.
A második lelet még meggyőzőbb. A kutatók röntgensugarak segítségével a galaktikus atommag spektrumvonalára bukkantak, ami a közeli atomok jelenlétét jelzi, amelyek sebessége hihetetlenül nagy (a fénysebesség 1/3-a). Ráadásul a sugárzás megfelelt a vöröseltolódásnak, ami a fekete lyuk horizontjának felel meg.
Egy másik osztály található a Tejútrendszerben. Ezek csillagszerű fekete lyukak, amelyek szupernóva-robbanás után keletkeznek. Ha külön léteznének, akkor még közel sem vennénk észre. De szerencsénk van, mert a legtöbb bináris rendszerben létezik. Könnyű megtalálni őket, mivel a fekete lyuk meghúzza szomszédja tömegét, és gravitációval befolyásolja. A „kitépett” anyag akkréciós korongot képez, amelyben minden felmelegszik, ami azt jelenti, hogy erős sugárzást hoz létre.
Tegyük fel, hogy sikerült találnia egy bináris rendszert. Hogyan lehet megérteni, hogy egy kompakt tárgy fekete lyuk? Ismét a tömegekhez fordulunk. Ehhez mérje meg a szomszédos csillag keringési sebességét. Ha ilyen kis mérethez képest hihetetlenül nagy a tömeg, akkor nincs több lehetőség.
Ez egy összetett mechanizmus. Stephen Hawking hasonló témát vetett fel még az 1970-es években. Azt mondta, hogy a fekete lyukak nem éppen „feketék”. Vannak kvantummechanikai hatások, amelyek hatására sugárzás keletkezik. Fokozatosan a lyuk zsugorodni kezd. A sugárzás sebessége a tömeg csökkenésével növekszik, így a lyuk jobban kisugárzik, és feloldódásáig felgyorsítja az összehúzódás folyamatát.
Ez azonban csak egy elméleti séma, mert senki sem tudja pontosan megmondani, mi történik az utolsó szakaszban. Egyesek úgy gondolják, hogy kicsi, de stabil lábnyom marad. Modern elméletek még nem találtak ki jobbat. De maga a folyamat hihetetlen és összetett. A paramétereket görbült téridőben kell kiszámítani, és maguk az eredmények nem ellenőrizhetők a szokásos körülmények között.
Itt használhatja az energiamegmaradás törvényét, de csak rövid ideig. Az univerzum a semmiből képes energiát és tömeget létrehozni, de ezeknek gyorsan el kell tűnniük. Az egyik megnyilvánulása a vákuum-ingadozás. A részecskék és antirészecskék párjai a semmiből nőnek ki, egy bizonyos rövid ideig léteznek, és kölcsönös megsemmisülésben pusztulnak el. Amikor megjelennek energia egyensúly elromlott, de az eltűnés után minden helyreáll. Fantasztikusnak tűnik, de ezt a mechanizmust kísérletileg megerősítették.
Tegyük fel, hogy az egyik vákuum-ingadozás egy fekete lyuk horizontja közelében hat. Lehet, hogy az egyik részecske befelé esik, míg a második kiszabadul. A menekülő magával viszi a lyuk energiájának egy részét, és a szemlélő szemébe eshet. Úgy tűnik neki, hogy a sötét tárgy egyszerűen kibocsátott egy részecskét. De a folyamat megismétlődik, és folyamatos sugárzást látunk a fekete lyukból.
Már mondtuk, hogy Cyrilnek úgy tűnik, hogy a végtelenre van szüksége ahhoz, hogy átlépje a horizontot. Ezenkívül megemlítették, hogy a fekete lyukak véges időintervallum után elpárolognak. Tehát amikor eléri a horizontot, a lyuk eltűnik?
Nem. Amikor Kirill megfigyeléseit ismertettük, nem beszéltünk a párolgási folyamatról. De ha ez a folyamat jelen van, akkor minden megváltozik. A barátod látni fogja, hogy a látóhatár felett repülsz éppen a párolgás pillanatában. Miért?
Cyrilt egy optikai csalódás uralja. Az eseményhorizontban kibocsátott fény hosszú ideig tart, amíg eljut egy baráthoz. Ha a lyuk örökké tart, akkor a fény a végtelenségig terjedhet, és Kirill nem várja meg az átmenetet. De ha a lyuk elpárolgott, akkor semmi sem állítja meg a fényt, és a sugárzás robbanásának pillanatában eljut a sráchoz. De téged már nem érdekel, mert régen meghaltál a szingularitásban.
Az általános relativitáselmélet képletei rendelkeznek érdekes tulajdonság- szimmetria az időben. Például bármely egyenletben elképzelheti, hogy az idő visszafelé folyik, és más, de mégis helyes megoldást kap. Ha ezt az elvet alkalmazzuk a fekete lyukakra, akkor fehér lyuk születik.
A fekete lyuk egy bizonyos terület, ahonnan semmi sem menekülhet. De a második lehetőség egy fehér lyuk, amelybe semmi sem eshet. Valójában mindent taszít. Bár matematikai szempontból minden simának tűnik, de ez nem bizonyítja a természetben való létezésüket. Valószínűleg nem, valamint egy módja annak, hogy megtudja.
Eddig a pontig a fekete lyuk klasszikusáról beszéltünk. Nem forognak és mentesek az elektromos töltéstől. De az ellenkező változatban a legérdekesebb kezdődik. Például bejuthatsz, de elkerülheted a szingularitást. Sőt, a "belseje" képes érintkezni a fehér lyukkal. Vagyis egyfajta alagútban találod magad, ahol a fekete lyuk a bejárat, a fehér lyuk pedig a kijárat. Az ilyen kombinációt féregjáratnak nevezik.
Érdekes módon egy fehér lyuk bárhol lehet, még egy másik univerzumban is. Ha sikerül kezelni az ilyen féreglyukakat, akkor gyors szállítást biztosítunk a tér bármely területére. És még menőbb - az időutazás lehetősége.
De ne pakoljon a hátizsákjába, amíg nem tud néhány dolgot. Sajnos nagy a valószínűsége annak, hogy nincsenek ilyen képződmények. Már mondtuk, hogy a fehér lyukak matematikai képletek következtetései, nem pedig valódi és megerősített objektumok. És az összes megfigyelt fekete lyuk az anyag esését okozza, és nem képez féreglyukat. A végső állomás pedig a szingularitás.
A fekete lyukak az egyik legfurcsább jelenség az univerzumban. Mindenesetre az emberi fejlődés ezen szakaszában. Ez egy végtelen tömegű és sűrűségű, ezáltal vonzású tárgy, amelyen túl még a fény sem tud elszabadulni – ezért a lyuk fekete. Egy szupermasszív fekete lyuk egy egész galaxist magába tud húzni, és nem fullad meg, az eseményhorizonton túl pedig az ismerős fizika csikorogni kezd, és csomóvá csavarodik. Másrészt a fekete lyukak potenciális átmeneti "odúkká" válhatnak a tér egyik csomópontjából a másikba. A kérdés az, hogy milyen közel kerülhetünk egy fekete lyukhoz, és vajon tele lesznek-e következményei?
A galaxisunk közepén található szupermasszív fekete lyuk, a Sagittarius A* nem csak a közeli objektumokat szívja magába, hanem erőteljes rádiósugárzást is kibocsát. A tudósok régóta próbálták látni ezeket a sugarakat, de a lyukat körülvevő szórt fény zavarta őket. Végül 13 teleszkóp segítségével tudták áttörni a fényzajt, amelyek egyetlen erőteljes rendszerré egyesültek. Ezt követően felfedezték érdekes információ a korábban titokzatos sugarakról.
Néhány napja, március 14-én hagyta el ezt a világot korunk egyik legkiválóbb fizikusa,
Minden ember, aki megismerkedik a csillagászattal, előbb-utóbb erős kíváncsiságot tapasztal az univerzum legtitokzatosabb objektumai - a fekete lyukak - iránt. Ők a sötétség igazi mesterei, akik képesek "lenyelni" minden közelben elhaladó atomot, és még a fényt sem hagyják elszökni – olyan erős a vonzásuk. Ezek a tárgyak igazi kihívást jelentenek a fizikusok és csillagászok számára. Az előbbiek még mindig nem értik, mi történik a fekete lyukba esett anyaggal, utóbbiak pedig bár a fekete lyukak létezésével magyarázzák az űr legnagyobb energiaigényű jelenségeit, soha nem volt lehetőségük megfigyelni egyiket sem. közvetlenül. Beszélünk ezekről a legérdekesebb égi objektumokról, megtudjuk, mit fedeztek fel már, és mi az, amit még tudni kell, hogy fellebbentse a titok fátylát.
A "fekete lyuk" (angolul - fekete lyuk) elnevezést 1967-ben John Archibald Wheeler amerikai elméleti fizikus javasolta (lásd a bal oldali képet). Egy égitest kijelölésére szolgált, amelynek vonzása olyan erős, hogy még a fény sem engedi el magát. Ezért "fekete", mert nem bocsát ki fényt.
közvetett megfigyelések
Ez az oka ennek a rejtélynek: mivel a fekete lyukak nem világítanak, nem látjuk őket közvetlenül, és kénytelenek vagyunk megkeresni és tanulmányozni őket, csak közvetett bizonyítékokat használva arra, hogy létezésük a környező térben marad. Más szóval, ha egy fekete lyuk elnyel egy csillagot, akkor nem láthatjuk a fekete lyukat, de megfigyelhetjük erős gravitációs mezőjének pusztító hatásait.
Laplace intuíciója
Annak ellenére, hogy a gravitáció hatására magába omlott csillag evolúciójának hipotetikus végső szakaszát jelző "fekete lyuk" kifejezés viszonylag nemrégiben jelent meg, az ilyen testek létezésének lehetősége egyre inkább felmerült. mint két évszázaddal ezelőtt. Az angol John Michell és a francia Pierre-Simon de Laplace egymástól függetlenül feltételezte a "láthatatlan csillagok" létezését; míg a dinamika szokásos törvényein és a törvényen alapultak gravitáció Newton. Ma a fekete lyukak megkapták a magukét helyes leírás Einstein általános relativitáselméletén alapul.
A „Statement of the system of the world” (1796) című művében Laplace ezt írta: „A Földével azonos sűrűségű fényes csillag, amelynek átmérője 250-szer nagyobb, mint a Nap átmérője, gravitációs vonzása miatt, nem engedné, hogy a fénysugarak eljussanak hozzánk. Ezért lehetséges, hogy a legnagyobb és legfényesebb égitestek emiatt láthatatlanok.
Legyőzhetetlen Gravitáció
Laplace ötlete a menekülési sebesség fogalmán alapult (a második térsebesség). A fekete lyuk olyan sűrű objektum, hogy vonzereje még a természetben a legnagyobb sebességet fejlesztő fényt is képes visszatartani (majdnem 300 000 km/s). A gyakorlatban a fekete lyukból való kiszabaduláshoz fénysebességnél nagyobb sebességre van szükség, de ez lehetetlen!
Ez azt jelenti, hogy egy ilyen csillag láthatatlan lenne, mivel még a fény sem lenne képes legyőzni erős gravitációját. Einstein ezt a tényt a gravitációs tér hatására bekövetkező fényeltérülés jelenségével magyarázta. A valóságban egy fekete lyuk közelében a téridő annyira ívelt, hogy a fénysugarak útjai is magukba záródnak. Ahhoz, hogy a Napot fekete lyukká alakítsuk, teljes tömegét egy 3 km sugarú golyóba kell koncentrálnunk, a Földnek pedig 9 mm sugarú golyóvá kell alakulnia!
Körülbelül tíz évvel ezelőtt a megfigyelések kétféle fekete lyuk létezését sugalmazták: a csillagokat, amelyek tömege a Nap tömegéhez hasonlítható vagy kissé meghaladja, és a szupermasszív, amelyek tömege több százezertől sok millió naptömegig terjed. Azonban viszonylag nemrégiben a röntgenképek és spektrumok Nagy felbontású feladó mesterséges műholdak mint a "Chandra" és a "HMM-Newton", előtérbe helyezték a harmadik típusú fekete lyukat - tömeggel közepes méretű ezerszeresével haladja meg a Nap tömegét.
A csillagos fekete lyukak korábban váltak ismertté, mint mások. Akkor keletkeznek, amikor egy nagy tömegű csillag a végén evolúciós út kifogy a nukleáris üzemanyagból, és saját gravitációja hatására magába omlik. A csillagrobbanásnak („szupernóva-robbanásként” ismert) katasztrofális következményei vannak: ha egy csillag magja több mint 10-szerese a Nap tömegének, egyetlen nukleáris erő sem tud ellenállni a gravitációs összeomlásnak, amely a csillagok megjelenését eredményezi. egy fekete lyuk.
A szupermasszív fekete lyukak, amelyeket először néhány aktív galaxis magjában észleltek, más eredetűek. Születésükkel kapcsolatban több hipotézis is létezik: egy csillag-fekete lyuk, amely évmilliókon keresztül felemészti az összes körülvevő csillagot; fekete lyukak egyesített klasztere; egy kolosszális gázfelhő, amely közvetlenül egy fekete lyukba omlik. Ezek a fekete lyukak a világűr legenergiásabb objektumai közé tartoznak. Nagyon sok galaxis központjában találhatók, ha nem az összesben. A mi Galaxisunkban is van egy ilyen fekete lyuk. Néha egy ilyen fekete lyuk jelenléte miatt ezeknek a galaxisoknak a magjai nagyon fényessé válnak. Galaxisok fekete lyukakkal a közepén, körülvéve nagy mennyiség A lehulló anyagból származó, és ezért kolosszális mennyiségű energia előállítására képes anyagokat "aktívnak", a magjukat pedig "aktív galaktikus magoknak" (AGN) nevezik. Például a kvazárok (a megfigyelésünk számára elérhető tőlünk legtávolabbi űrobjektumok) aktív galaxisok, amelyekben csak egy nagyon fényes magot látunk.
Közepes és "mini"
Egy másik rejtély továbbra is a közepes tömegű fekete lyukak, amelyek a legújabb tanulmányok szerint egyes gömbhalmazok, például az M13 és az NCC 6388 középpontjában lehetnek. Sok csillagász szkeptikus ezekkel az objektumokkal kapcsolatban, de néhányan legújabb kutatás közepes méretű fekete lyukak jelenlétére utal még galaxisunk középpontja közelében is. Stephen Hawking angol fizikus egy elméleti feltételezést is megfogalmazott a fekete lyuk negyedik típusának létezéséről - egy "mini-lyukról", amelynek tömege mindössze egymilliárd tonna (ami körülbelül egy nagy hegy tömegével egyenlő). Ez körülbelül elsődleges tárgyakról, vagyis azokról, amelyek az Univerzum életének első pillanataiban jelentek meg, amikor a nyomás még nagyon magas volt. Létezésüknek azonban még nem tárták fel a nyomát.
Alig néhány éve fény gyulladt ki a fekete lyukak felett. A folyamatosan fejlődő műszereknek és technológiáknak (földi és űrbeli egyaránt) köszönhetően ezek a tárgyak egyre kevésbé rejtélyesek; pontosabban az őket körülvevő tér kevésbé lesz titokzatos. Valójában, mivel maga a fekete lyuk láthatatlan, csak akkor ismerhetjük fel, ha elegendő anyag (csillagok és forró gáz) veszi körül, amely kis távolságban kering körülötte.
Kettős rendszerek figyelése
Néhány csillag fekete lyukat fedeztek fel egy csillagnak egy láthatatlan bináris társ körüli keringési mozgásának megfigyelésével. A fekete lyukakat kereső asztrofizikusok kedvenc megfigyelési tárgyai a szoros kettős rendszerek (vagyis két egymáshoz nagyon közel álló csillagból állnak), amelyekben az egyik kísérő láthatatlan.
A fekete lyuk (vagy neutroncsillag) jelenlétét jelzi az erős röntgensugárzás, amelyet egy összetett mechanizmus okoz, amely sematikusan a következőképpen írható le. Erőteljes gravitációja miatt egy fekete lyuk ki tudja tépni az anyagot a kísérőcsillagból; ez a gáz lapos korong formájában oszlik el, és spirálisan esik a fekete lyukba. A lehulló gáz részecskéinek ütközéséből származó súrlódás több millió fokra melegíti fel a korong belső rétegeit, ami erőteljes röntgensugárzást okoz.
Röntgen megfigyelések
A galaxisunkban és a szomszédos galaxisokban lévő objektumok röntgensugárzásával több évtizede végzett megfigyelések lehetővé tették a kompakt bináris források kimutatását, amelyek közül körülbelül egy tucat fekete lyuk jelölteket tartalmazó rendszer. A fő probléma egy láthatatlan égitest tömegének meghatározása. A tömeg értéke (bár nem túl pontos) a kísérő mozgásának tanulmányozásával, vagy ami sokkal nehezebb, a beeső anyag röntgenintenzitásának mérésével állapítható meg. Ezt az intenzitást egy egyenlet köti össze a test tömegével, amelyre ez az anyag esik.
Nobel díjas
Valami hasonló mondható el számos galaxis magjában megfigyelt szupermasszív fekete lyukakról, amelyek tömegét a fekete lyukba hulló gáz keringési sebességének mérésével becsülik meg. Ebben az esetben egy nagyon nagy tárgy erőteljes gravitációs tere okozza gyors növekedés a galaxisok középpontjában keringő gázfelhők sebességét a rádiótartományban, valamint az optikai nyalábokban végzett megfigyelések tárják fel. A röntgentartományban végzett megfigyelések megerősíthetik az anyag fekete lyukba zuhanása által okozott fokozott energiafelszabadulást. A röntgensugarak kutatását az 1960-as évek elején az olasz Riccardo Giacconi kezdte, aki az USA-ban dolgozott. 2002-ben ítélték oda Nóbel díj elismerése volt az asztrofizikában végzett úttörő hozzájárulásának, amely röntgenforrások felfedezéséhez vezetett az űrben.
Galaxisunk nem mentes a fekete lyuk jelölt objektumok jelenlététől. Szerencsére ezen objektumok egyike sincs elég közel hozzánk ahhoz, hogy veszélyt jelentsen a Föld vagy a Naprendszer létére. Ellenére nagyszámú megjegyezte, kompakt röntgenforrások (és ezek a legvalószínűbb jelöltek a fekete lyukak megtalálására), nem vagyunk biztosak abban, hogy valóban tartalmaznak fekete lyukakat. E források közül az egyetlen, amelynek nincs alternatív változata, a közeli bináris Cygnus X-1, vagyis a Cygnus csillagkép legfényesebb röntgenforrása.
Ez a rendszer, amelynek keringési ideje 5,6 nap, egy nagyon fényes kék csillagból áll nagy méretű(átmérője 20-szor nagyobb, mint a Napé, tömege pedig körülbelül 30-szor), még a távcsőben is könnyen megkülönböztethető, és egy láthatatlan második csillag, amelynek tömegét több naptömegre (legfeljebb 10-re) becsülik. A tőlünk 6500 fényévnyire található második csillag tökéletesen látható lenne, ha közönséges csillag lenne. Láthatatlansága, a rendszer erőteljes röntgensugarai és végül a tömegbecslése arra készteti a legtöbb csillagászt, hogy azt higgye, hogy ez az első megerősített felfedezés egy csillagszerű fekete lyukról.
Kétségek
Vannak azonban szkeptikusok is. Köztük van a fekete lyukak egyik legnagyobb kutatója, Stephen Hawking fizikus. Még fogadást is kötött amerikai kollégájával, Keel Thorne-nal, aki határozottan támogatja a Cygnus X-1 fekete lyukak közé sorolását.
A Cygnus X-1 objektum természetéről szóló vita nem Hawking egyetlen fogadása. Miután több évtizedet szentelt a fekete lyukak elméleti tanulmányozásának, megbizonyosodott arról, hogy korábbi elképzelései tévesek ezekről a titokzatos objektumokról. Hawking különösen azt feltételezte, hogy az anyag a fekete lyukba zuhanás után örökre eltűnik, és ezzel együtt minden információs poggyásza is eltűnik. . Ebben annyira biztos volt, hogy 1997-ben fogadást kötött ebben a témában amerikai kollégájával, John Preskill-lel.
A hiba beismerése
2004. július 21-én, a dublini Relativitástudományi Kongresszuson elmondott beszédében Hawking elismerte, hogy Preskillnek igaza volt. A fekete lyukak nem vezetnek az anyag teljes eltűnéséhez. Sőt, van egy bizonyos fajta "memóriájuk". A bennük elhelyezkedő nyomok nyomai lehetnek annak, amit felszívtak. Így "elpárolgó" (vagyis lassan kibocsátó sugárzás miatt kvantumhatás), visszaküldhetik ezt az információt az univerzumunknak.
A csillagászoknak még mindig sok kétsége van a csillagászati fekete lyukak jelenlétével kapcsolatban galaxisunkban (mint például a Cygnus X-1 bináris rendszerhez tartozó); de sokkal kevésbé kétséges a szupermasszív fekete lyukak.
Galaxisunkban legalább egy szupermasszív fekete lyuk található. A Sagittarius A* néven ismert forrása pontosan a Tejútrendszer síkjának közepén található. Nevét azzal magyarázza, hogy ez a legerősebb rádióforrás a Nyilas csillagképben. Ebben az irányban helyezkedik el galaktikus rendszerünk geometriai és fizikai középpontja is. A tőlünk körülbelül 26 000 fényévnyire található szupermasszív fekete lyuk, amely a rádióhullámok forrásához, a Sagittarius A *-hoz kapcsolódik, tömege körülbelül 4 millió naptömegre becsülhető, és egy hasonló térfogatú térben található. a naprendszer térfogatához. A hozzánk való relatív közelsége (ez a szupermasszív fekete lyuk kétségtelenül a legközelebb van a Földhöz) utóbbi évek az objektum különösen mélyreható vizsgálaton esett át a Chandra űrobszervatórium segítségével. Konkrétan kiderült, hogy a röntgensugárzás erős forrása is (de nem olyan erős, mint az aktív galaktikus magokban lévő források). A Sagittarius A* lehet a szunnyadó maradványa annak, ami Galaxisunk aktív magja volt évmilliókkal vagy milliárdokkal ezelőtt.
Egyes csillagászok azonban úgy vélik, hogy van egy másik meglepetés is galaxisunkban. Egy második, átlagos tömegű fekete lyukról beszélünk, amely egy fiatal csillaghalmazt tart össze, és nem engedi, hogy egy szupermasszív fekete lyukba essenek, amely a Galaxis közepén található. Hogyan fordulhat elő, hogy egy fényévnél kisebb távolságra tőle egy csillaghalmaz, amelynek életkora alig érte el a 10 millió évet, vagyis csillagászati mércével mérve nagyon fiatal? A kutatók szerint a válasz abban rejlik, hogy a halmaz nem ott született (a központi fekete lyuk körüli környezet túlságosan ellenséges a csillagkeletkezéshez), hanem egy második fekete lyuk létezése miatt „rajzolták” oda. ez, amelynek tömege átlagos értékek.
A halmaz egyes csillagai, amelyeket a szupermasszív fekete lyuk vonzott, elkezdtek elmozdulni a galaktikus központ felé. Ahelyett azonban, hogy szétszóródnának az űrben, együtt maradnak a klaszter közepén elhelyezkedő második fekete lyuk vonzása miatt. Ennek a fekete lyuknak a tömege megbecsülhető abból a szempontból, hogy képes egy egész csillaghalmazt "pórázon" tartani. Úgy tűnik, hogy egy közepes méretű fekete lyuk körülbelül 100 év múlva kering a központi fekete lyuk körül. Ez azt jelenti, hogy a hosszú távú megfigyelések sok éven át lehetővé teszik számunkra, hogy „láthassuk”.
Egy szupermasszív csillag összeomlása következtében fekete lyuk keletkezik, amelynek magjából kifogy a nukleáris reakcióhoz szükséges "üzemanyag". A mag összehúzódásával a mag hőmérséklete emelkedik, és az 511 keV-nál nagyobb energiájú fotonok ütközve elektron-pozitron párokat alkotnak, ami katasztrofális nyomáscsökkenéshez és a csillag további összeomlásához vezet a csillag hatása alatt. saját gravitáció.
Ethan Siegel asztrofizikus megjelentette a "The Largest Black Hole in the Known Universe" című cikket, amelyben információkat gyűjtött a különböző galaxisokban lévő fekete lyukak tömegéről. Csak kíváncsi vagyok: hol van közülük a legmasszívabb?
Mivel a legsűrűbb csillaghalmazok a galaxisok középpontjában találhatók, ma már szinte minden galaxis közepén van egy hatalmas fekete lyuk, amely sok más galaxis egyesülése után keletkezett. Például a központban Tejút van egy fekete lyuk, amelynek tömege a galaxisunk körülbelül 0,1%-a, vagyis a Nap tömegének 4 milliószorosa.
Nagyon könnyű meghatározni a fekete lyuk jelenlétét a csillagok mozgásának pályájának tanulmányozásával, amelyekre egy láthatatlan test gravitációja hat.
De a Tejút egy viszonylag kicsi galaxis, amelynek nem lehet a legnagyobb fekete lyuk. Például nem messze tőlünk a Virgo-halmazban található a Messier 87 óriásgalaxis - körülbelül 200-szor nagyobb, mint a miénk.
Tehát egy körülbelül 5000 fényév hosszú anyagfolyam tör ki ennek a galaxisnak a középpontjából (a képen). Őrült anomália, írja Ethan Siegel, de nagyon jól néz ki.
A tudósok úgy vélik, hogy a galaxis középpontjából történő ilyen "kitörés" egyetlen magyarázata egy fekete lyuk lehet. A számítások azt mutatják, hogy ennek a fekete lyuknak a tömege körülbelül 1500-szor nagyobb, mint a Tejútrendszerben található fekete lyuk tömege, azaz körülbelül 6,6 milliárd naptömeg.
De hol van az univerzum legnagyobb fekete lyuka? Ha abból a számításból indulunk ki, hogy szinte minden galaxis központjában van egy ilyen objektum, amelynek tömege a galaxis tömegének 0,1%-a, akkor meg kell találnunk a legnagyobb tömegű galaxist. A tudósok erre a kérdésre is választ tudnak adni.
Az általunk ismert legnagyobb tömegű galaxis az Abell 2029-halmaz közepén található IC 1101, amely 20-szor távolabb van a Tejúttól, mint a Szűz-halmaz.
Az IC 1101-ben a középpont és a legtávolabbi szél távolsága körülbelül 2 millió fényév. Mérete kétszer akkora, mint a Tejútrendszer és legközelebbi galaxisunk, az Androméda távolsága. A tömeg majdnem megegyezik a Szűz teljes halmazának tömegével!
Ha van egy fekete lyuk az IC 1101 közepén (és lennie kell), akkor ez lehet a legnagyobb tömegű az ismert Univerzumban.
Ethan Siegel szerint lehet, hogy téved. Ennek oka az egyedülálló NGC 1277 galaxis. Ez nem túl nagy galaxis, valamivel kisebb, mint a miénk. A forgásának elemzése azonban hihetetlen eredményt mutatott: a középpontban lévő fekete lyuk 17 milliárd naptömeg, és ez már a galaxis teljes tömegének 17%-a. Ez rekord egy fekete lyuk tömegének egy galaxis tömegéhez viszonyított arányában.
Van egy másik jelölt az ismert univerzum legnagyobb fekete lyukára. A következő képen látható.
Az OJ 287 furcsa tárgyat blézárnak hívják. A blazárok az extragalaktikus objektumok egy speciális osztálya, egyfajta kvazár. Nagyon erős sugárzás jellemzi őket, amely az OJ 287-ben 11-12 éves ciklussal változik (kettős csúccsal).
Az asztrofizikusok szerint az OJ 287 egy szupermasszív központi fekete lyukat tartalmaz, amely egy másik kisebb fekete lyuk körül kering. 18 milliárd naptömegével a központi fekete lyuk az eddig ismert legnagyobb.
Ez a fekete lyukpár lesz az egyik legjobb kísérlet az általános relativitáselmélet, nevezetesen az általános relativitáselméletben leírt téridő deformáció tesztelésére.
mert relativisztikus hatások egy fekete lyuk perihéliumában, azaz a középponthoz legközelebb eső részen fekete lyuk a pálya pontjának fordulatonként 39°-kal kell elmozdulnia! Összehasonlításképpen, a Merkúr perihélium csak 43 ívmásodperccel tolódott el évszázadonként.
Nincs szépségében megbabonázóbb kozmikus jelenség, mint a fekete lyukak. Mint tudják, az objektum azért kapta a nevét, mert képes elnyelni a fényt, de nem tudja visszaverni. A hatalmas vonzerő miatt a fekete lyukak mindent beszívnak, ami a közelükben van - bolygókat, csillagokat, űrszemét. Ez azonban nem minden, amit a fekete lyukakról tudni kell, mivel sok van elképesztő tények róluk. 
Sokáig azt hitték, hogy minden benne marad, ami a fekete lyuk tartományába esik, de a legújabb kutatások eredménye az, hogy egy idő után a fekete lyuk minden tartalmát „kiköpi” az űrbe, de máshol. formában, mint az eredeti. Az eseményhorizont, amely a visszatérés pontjának számított űrobjektumok, kiderült, hogy csak ideiglenes menedékük, de ez a folyamat nagyon lassú. 
A Naprendszer csak egy része egy végtelen galaxisnak, amelyben rengeteg fekete lyuk található. Kiderült, hogy a Földet is fenyegeti kettő közülük, de szerencsére nagyon távol helyezkednek el - kb. 1600 fényév. Egy olyan galaxisban fedezték fel őket, amely két galaxis egyesülésének eredményeként jött létre. 
A tudósok csak azért láttak fekete lyukakat, mert közel kerültek a Naprendszerhez egy röntgenteleszkóp segítségével, amely képes rögzíteni ezen űrobjektumok által kibocsátott röntgensugarakat. A fekete lyukakat, mivel egymás mellett helyezkednek el, és gyakorlatilag egybeolvadnak, egy néven nevezték - Chandra a hindu mitológiából származó holdisten tiszteletére. A tudósok abban bíznak, hogy Chandra hamarosan azzá válik a hatalmas gravitációs erő miatt.
Előbb-utóbb a fekete lyuk minden tartalma kiszabadul, és csak a sugárzás marad. A tömeg elvesztésével a fekete lyukak idővel kisebbek lesznek, majd teljesen eltűnnek. Egy űrobjektum halála nagyon lassú, ezért nem valószínű, hogy a tudósok közül bármelyik is képes lesz látni, hogyan csökken a fekete lyuk, majd eltűnik. Stephen Hawking azzal érvelt, hogy az űrben lévő lyuk erősen összenyomott bolygó, és idővel elpárolog, kezdve a torzítás szélétől. 
A csillagok világítanak az űrben a fúziós tüzelőanyag-ellátásuknak köszönhetően. Amikor véget ér, a csillag hűlni kezd, és fehér törpéből fokozatosan feketévé válik. A lehűlt csillag belsejében a nyomás csökkenni kezd. A gravitációs erő hatására a kozmikus test zsugorodni kezd. Ennek a folyamatnak az a következménye, hogy a csillag felrobban, minden részecskéje szétrepül az űrben, ugyanakkor a gravitációs erők tovább hatnak, vonzzák a szomszédos űrobjektumokat, amelyeket aztán elnyel, növelve a teljesítményt. a fekete lyukról és annak méretéről. 
A Napnál több tízezerszer nagyobb fekete lyuk a Tejútrendszer kellős közepén található. A tudósok Nyilasnak nevezték, és a Földtől távol található 26 000 fényév. A galaxis ezen része rendkívül aktív, és nagy sebességgel nyel el mindent, ami közel van. Szintén gyakran "kiköpi" a kialudt csillagokat. 
Meglepő, hogy egy fekete lyuk átlagos sűrűsége még hatalmas méretét tekintve akár a levegő sűrűségével is egyenlő lehet. A fekete lyuk sugarának, vagyis az általa befogott objektumok számának növekedésével a fekete lyuk sűrűsége csökken, és ezt a fizika egyszerű törvényei magyarázzák. Így a legtöbb nagy testek az űrben valójában olyan könnyű lehet, mint a levegő.
Bármilyen furcsán is hangzik, különösen annak fényében, hogy a fekete lyukak valójában mindent elnyelnek, és ennek megfelelően elpusztítanak mindent, a tudósok komolyan gondolják, hogy ezek az űrobjektumok elindíthatják egy új Univerzum kialakulását. Tehát, mint tudják, a fekete lyukak nemcsak elnyelik az anyagot, hanem bizonyos időszakokban ki is engedhetik azt. Bármely fekete lyukból kikerült részecske felrobbanhat, és ebből egy új ősrobbanás lesz, és az ő elmélete szerint a mi Univerzumunk is így jelent meg, ezért lehetséges, hogy a ma létező Naprendszer, amelyben a Föld forog, rengeteg ember lakta, valamikor egy hatalmas fekete lyukból született. 
Amikor egy objektum közel kerül egy fekete lyukhoz, függetlenül attól, hogy mekkora a tömege, mozgása lelassul, és ez azért van, mert magában a fekete lyukban az idő lelassul, és minden nagyon lassan történik. Ez a fekete lyuk hatalmas gravitációs erejének köszönhető. Ugyanakkor, ami magában a fekete lyukban történik, az elég gyorsan történik, mert ha a megfigyelő oldalról nézné a fekete lyukat, akkor úgy tűnhet számára, hogy minden benne zajló folyamat lassan megy végbe, de ha belekerült a tölcsérét a gravitációs erők azonnal széttépnék.
