Los agujeros negros son el objeto más misterioso de toda la ciencia. Cualquier pregunta relacionada con ellos son preguntas que afectan al universo en su conjunto. Definir los agujeros negros no es fácil. Según los físicos, este fenómeno es una especie de producto de la gravedad, que ha alcanzado magnitudes colosales. Como resultado, aparecen áreas en el espacio tan densas que incluso la luz no puede superar su atracción gravitacional. La sustancia absorbida por el agujero negro se calienta y, al sumergirse en el "abismo", comienza a emitir una energía muy alta. Esta radiación también incluye rayos X, que pueden ser detectados por telescopios en órbita cercana a la tierra.
Se sabe que los agujeros negros "tragan" no sólo los objetos físicos cercanos, sino también la luz. Por eso son invisibles; es posible detectar la presencia de tales fenómenos en el espacio solo sobre la base de signos indirectos.
Los agujeros negros aparecen después de la muerte de grandes estrellas (se observan principalmente en cuásares distantes, en los núcleos explosivos de las galaxias). Los agujeros negros tienen una serie de propiedades absolutamente fantásticas: las propiedades del espacio cambian dentro de ellos, el tiempo se ralentiza. Estos dos componentes fundamentales de nuestro estar en una zona única se retuercen en un embudo; los teóricos creen que en sus profundidades el espacio y el tiempo se descomponen en cuantos.
De hecho, estamos ante una trampa gravitacional, de la que no hay salida. Además, este abismo simplemente carece … de la superficie observada. Si las estrellas de neutrones tienen campos magnéticos fuertes y pulsaciones de rayos X estrictamente periódicas, los agujeros negros se caracterizan por fluctuaciones de radiación incalculables. Por cierto, una característica más: este fenómeno es único por la cantidad de energía acumulada en él. No hay objetos en el universo que contengan más que agujeros negros. De hecho, ¡tenemos ante nosotros una fuente inagotable!
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El agujero negro apareció originalmente en papel cuando, en el siglo XVIII, los científicos - Mitchell y Laplace - llamaron la atención sobre la "predicción" contenida en la teoría newtoniana. Más tarde se vio una solución matemática a este problema. A principios del siglo XIX, Pierre Laplace habló por primera vez sobre la posibilidad teórica de la existencia de agujeros negros. En el famoso "Curso de Física Teórica", Lev Landau y Yevgeny Lifshits llamaron a este acertijo del Universo la más hermosa de todas las teorías existentes, y Max Born lo admiró "como una creación de arte".
Este objeto evoca este tipo de actitud entre prácticamente toda la comunidad científica. Pero, al parecer, el físico estadounidense K. Thorne expresó la más poética: “De todas las invenciones de la mente humana, desde los unicornios y las quimeras hasta la bomba de hidrógeno, la más fantástica es la imagen de un agujero negro, cuyo borde nada puede cruzar, e incluso la luz se retrasa. dominio absoluto.
En nuestro tiempo, utilizando telescopios en órbita para la observación, los científicos han establecido hechos interesantes. Al final resultó que, los agujeros negros se dividen en dos tipos. El primero de ellos incluye objetos masivos, cuyas dimensiones son del orden de tres masas de nuestra estrella. El segundo es el llamado supermasivo (que varía de un millón a mil millones de masas solares). Ahora los especialistas han fijado la ubicación de unos 20 agujeros negros masivos y unos 200 supermasivos. Además, se identificaron alrededor de 220 lugares más, en los que se pueden ubicar estos objetos.
“El principal misterio del Universo” nunca deja de dar a los investigadores información para reflexionar. Entonces, surgen muchas preguntas en relación con el descubrimiento de agujeros negros pequeños pero supermasivos. Por ejemplo, el objeto ubicado en el centro de la galaxia NGC 4395 en la constelación Canine Hounds es curioso porque, contrariamente a los cálculos matemáticos, emite rayos X de una intensidad sorprendente. Este agujero negro es tan poderoso como sus "parientes" especialmente grandes en los centros de otras galaxias. Pero esta "invisibilidad" es más pesada que el Sol "sólo" 50.000 veces, mientras que los agujeros negros supermasivos ordinarios, por regla general, son millones y miles de millones de veces más masivos que nuestra estrella.
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La presencia de pequeños "misterios del Universo", pero especialmente poderosos, puede explicar las propiedades de uno de los tipos de galaxias activas. Se cree que hay "invisibles" en su centro; estas galaxias son menos brillantes que los cuásares, pero emiten grandes cantidades de rayos X.
Los agujeros negros supermasivos irradian mucha más energía hacia el universo que todas las estrellas juntas. Además, es de suponer que muchos de estos objetos se formaron relativamente recientemente; los investigadores creen que al menos el 15 por ciento de todos los agujeros negros supermasivos se originaron cuando el universo tenía la mitad de su edad.
Por el momento, los "invisibles" también siguen creciendo. En los últimos dos o tres años, ha quedado claro que el Universo no solo se está expandiendo, sino que también lo está haciendo con una aceleración bastante decente. Lo proporcionan enormes masas invisibles de materia. Los misteriosos "espacios en blanco" del universo producen el 30 por ciento de la energía debido a la cual se produce la expansión. Pero aún se desconoce de dónde proviene otro 70 por ciento (los científicos llaman a esta parte "la energía oscura del Universo").
Las masas de los objetos misteriosos que se forman como resultado del colapso de las nubes de gas son de millones a miles de millones de veces la masa de las estrellas. Las dimensiones de tales "islas de oscuridad" son comparables al tamaño de nuestro sistema solar. Además, según los astrónomos, los agujeros negros supermasivos están contenidos en el centro de la mayoría de las galaxias. El nuestro contigo tampoco es una excepción a la regla general. Además, observaciones recientes de "invisibles" supermasivos orbitando entre sí en el centro de NGC 6240 (en la constelación de Ophiuchus) sugirieron que en el caso de una fusión de galaxias, sus agujeros negros también se fusionan. Este proceso tarda varios cientos de miles de millones de años en completarse.
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De hecho, los agujeros negros son elementos inexplorados de nuestro Universo, una especie de "manchas blancas". Sin embargo, la física moderna realmente requiere que exista este fenómeno. Y en cantidad suficiente. Y sorprendentemente, hay muchas fuentes galácticas activas de este tipo. ¡En el rango de rayos X, vemos 10 veces más galaxias que en los estudios ópticos más detallados!
Entonces, resultó que este fenómeno es bastante común en el Universo. Por lo tanto, en la última década ha surgido una nueva dirección científica prometedora: la demografía de los agujeros negros. Estudia la distribución de estos misteriosos objetos en el espacio y su interacción con otros objetos materiales.
Stephen Hawking, un hombre que es llamado "el científico más misterioso de nuestro tiempo", presta especial atención al estudio de los agujeros negros. Por cierto, es el jefe del departamento en Cambridge, que una vez estuvo ocupado por Isaac Newton. Cabe mencionar aquí que este brillante físico británico, que tiene 12 grados científicos, ganador del Premio Nobel (1998) y la Orden de Honor, miembro de la Royal Scientific Society de Gran Bretaña y de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, padece desde hace casi un cuarto de siglo una rara forma de esclerosis atrófica, que lo convirtió en lisiado. Hawking se mueve solo gracias a una silla de ruedas con un motor eléctrico, da conferencias en la universidad usando un sintetizador de voz electrónico (su propio habla arrastrada solo es entendida por profesores cercanos: su esposa y tres hijos). El contacto del científico con el entorno externo lo proporciona una computadora única,que este hombre único controla con el único dedo activo de su mano izquierda …
Basándose en años de trabajo, Hawking concluyó que la evaporación cuántica de los agujeros negros es inevitable. Esto significa que estos objetos mueren. Un intento interesante de correlacionar el tamaño y la masa de las asombrosas "manchas blancas" del universo. En particular, los cálculos del científico británico mostraron: un agujero negro que pesa mil millones de toneladas (la masa de una montaña) tendría … el tamaño de un neutrón o un protón. Por cierto, el profesor está convencido de que el tiempo de formación de la misteriosa "invisibilidad" supera la vida útil del propio Universo. Es cierto que la teoría cuántica de los agujeros negros aún no existe, lo que significa que los procesos señalados por Stephen Hawking actualmente no se comprenden completamente.
La gran atención de los científicos al problema de la existencia de "invisibles" se explica por muy buenas razones. Hace relativamente poco tiempo, el telescopio estadounidense Hubble registró un hecho interesante, pero no demasiado agradable: el agujero negro GROJ 1655-40 de la constelación de Escorpio se dirige directamente hacia nuestro Sol. El monstruo desconocido está, por supuesto, lejos de nosotros, a una distancia de 6.000 años luz. Sin embargo, existe un motivo de preocupación. La velocidad de este objeto inspira respeto: ¡es de 40.000 kilómetros por hora! En el curso de su movimiento, el agujero negro "come" las estrellas. Al parecer, sucederá lo mismo en un futuro lejano y brillante y con nuestro propio Sol. Y mientras los científicos están tratando de averiguar qué es este ataque.
Stephen Hawking, en el verano de 2004, anunció que había revelado por completo el secreto de los agujeros negros, el principal misterio del espacio. Para ello, el astrofísico combinó la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica en una sola teoría. Hawking sostiene que los agujeros negros no son de ninguna manera enormes "fosas comunes" de estrellas, una especie de sustancia "que todo lo consume". En la década de 1970, el científico demostró que el intercambio de energía entre un objeto dado y el espacio externo es bastante posible. Los agujeros negros - "el lugar donde se destruye el concepto clásico de espacio y tiempo, así como todas las leyes conocidas de la física" - no es el fin del universo. Expulsan corrientes de rayos y son objetos ordinarios en evolución.
Sin embargo, este descubrimiento provocó una paradoja: el profesor británico aseguró que la energía proveniente del agujero negro no contiene ninguna "información" sobre la materia absorbida. Luego, después de la evaporación de la "invisibilidad", no queda ni rastro de ella, por lo tanto, no queda información. Y esto es contrario a todas las leyes de la mecánica cuántica. Stephen Hawking lleva 30 años intentando resolver esta paradoja.
Ahora el profesor cree que los misteriosos "espacios en blanco" todavía permiten que salga información; entonces caer en un agujero negro "no es un billete de ida". Según la teoría de Hawking, los "invisibles" no tienen un horizonte de eventos claramente definido que oculte todo en ellos del mundo exterior, y no destruyen los cuerpos que caen por completo y sin dejar rastro. En cambio, las víctimas de la trampa gravitacional continúan emitiendo energía durante largos períodos de tiempo mientras el "agujero negro se está formando". “Pero luego, el horizonte se abre y libera información sobre lo que ha caído hacia adentro, para que podamos comprobar el pasado y predecir el futuro”, asegura el científico. Es cierto que su siguiente declaración decepcionó de inmediato a los fanáticos de la ciencia ficción: “Si caes en un agujero negro, tu masa-energía será devuelta a nuestro universo,pero en forma desfigurada ".
Por cierto, los misteriosos "invisibles", como resultó, ¡son capaces de "cantar"! Es decir, las ondas sonoras emanan de ellos. Por ejemplo, un objeto similar de la constelación de Perseo (a unos 250 millones de años luz de la Tierra) constantemente "ronronea" la nota correspondiente a Si bemol, y 57 octavas por debajo de la primera octava. ¿Qué es? ¿Evidencia del proceso por el cual se calienta la nube de polvo que rodea al agujero negro? Aparentemente si. Pero aún así, la imaginación pinta un cuadro que está muy lejos de la ciencia: después de escuchar otra porción de suposiciones y conjeturas sobre su propia persona, el grandioso "invisible" continúa riéndose irónicamente de los científicos, cantándose una simple canción del Tiempo …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova
