המיתוס הגדול ביותר של החור השחור

המיתוס הגדול ביותר של החור השחור
המיתוס הגדול ביותר של החור השחור
Anonim

חורים שחורים הם אזורים בחלל החיצון בהם יש כל כך הרבה מסה בנפח קטן שיש אופק אירועים - שטח של מרחב שממנו שום דבר, אפילו לא אור, יכול להימלט. אבל זה לא אומר שחורים שחורים מוצצים חומר. הם פשוט מושכים אותה.

חורים שחורים הם אולי האובייקטים המוזרים והמדהימים ביותר ביקום. שם, מסת עצומה מתרכזת בכמות קטנה מאוד, וחורים שחורים מתמוטטים בהכרח למצב של ייחוד, מוקף באופקי אירועים שמעבר להם שום דבר לא יכול ללכת. אלה הם האובייקטים הצפופים ביותר ביקום. כאשר משהו מתקרב אליהם מדי, כוחות החור השחור קורעים אותו. כאשר חומר, אנטי חומר או קרינה חוצים את אופק האירועים, הם פשוט נופלים למרכז החור השחור, מגדילים אותו ומוסיפים למסה שלו.

המאפיינים האלה של חורים שחורים אכן קיימים, וכולם נכונים. אך יש רעיון אחד הקשור לכך, שהוא בדיה מוחלטת: שחורים שחורים יונקים את החומר הנמצא סביבם. זה רחוק מאוד מהאמת, וזהו עיוות מוחלט של תמונת הכבידה. המיתוס הגדול ביותר לגבי חורים שחורים הוא שהם מוצצים חומר. והנה האמת המדעית.

באופן עקרוני ומבחינה מעשית, חור שחור יכול להיווצר במגוון דרכים. כוכב מאסיבי גדול יכול להגיע לסופרנובה, שהליבה המרכזית שלה מתמוטטת ויוצרת חור שחור. אתה יכול לראות כיצד שני כוכבי נויטרונים מתמזגים, ואם הם עוברים רף מסה מסוים, אז התוצאה היא חור שחור חדש. או מקבץ ענקי של חומר (כוכב על -מסיבי או ענן ענק של גז מתכווץ) מתמוטט והופך ישירות לחור שחור.

אם יש מספיק מסה בנפח שטח מרוכז מספיק, נוצר סביבו אופק אירועים. מחוץ לאופק האירוע, נוכל להתרחק ממנו אם נתרחק מהחור השחור במהירות האור. אבל אם אנחנו בתוך אופק האירוע, אז גם במהירות האור, שהיא גבול המהירות הקוסמית, כל מסלול תנועה עדיין יוביל אותנו למרכז החור השחור, כלומר לייחודיות. פשוט בלתי אפשרי לברוח מחור שחור תוך כדי אופק האירוע.

אבל לחפצים מחוץ לחור השחור יש גם הרבה בעיות. חורים שחורים הם כה מסיביים שאם נתקרב לאחד מהם, אנו מתחילים לחוות כוחות גאות משמעותיים. ייתכן שאתה מכיר את כוחות הגאות והגאות האלה אם אתה יודע מהו הירח וכיצד הוא מתקשר עם כדור הארץ.

אין ספק, הירח וכדור הארץ יכולים להיחשב כנקודות חומר הממוקמות במרחק גדול יחסית של 380 אלף קילומטרים זה מזה. אך למעשה, כדור הארץ אינו נקודה, אלא אובייקט שתופס נפח מסוים ואמיתי למדי. אזורים מסוימים בכדור הארץ קרובים יותר לירח מאחרים. אלה הקרובים יותר, חווים את כוח הכבידה יותר מהממוצע. אלה רחוקים יותר חווים פחות כוח הכבידה הממוצע.

אבל יש תכונות אחרות מלבד ההבדל במרחק. כמו כל האובייקטים הפיזיים, כדור הארץ הוא תלת מימדי. המשמעות היא ש"החלק העליון "וה"תחתון" של כדור הארץ (במבט מהירח) נמשכים פנימה, לכיוון מרכזו ביחס לאותם החלקים הנמצאים באמצע.

עם כל זה, אם נגרע את הכוח הממוצע הקיים בכל נקודה על כדור הארץ, נראה כי נקודות שונות על פני השטח נחשפות לכוחות חיצוניים מהירח בדרכים שונות.קווים של כוחות אלה מרכיבים את הכוחות היחסיים הפועלים על האובייקט, ומסבירים מדוע העצם בהשפעת כוח הגאות נמשך אליו ונדחס בניצב לכיוון כוח זה.

ככל שאנו מתקרבים יותר לאובייקט מאסיבי כך גדלים כוחות הגאות. הם גדלים אפילו מהר יותר מכוח הכבידה! מכיוון שחורים שחורים הם מסיביים אך קומפקטיים מאוד, הם יוצרים את כוחות הגאות החזקים ביותר ביקום. מסיבה זו, כאשר אנו מתקרבים אל החור השחור, אנו נמתחים יותר ויותר ונעשים כמו ספגטי דק.

על סמך זה, קל מאוד להבין מדוע חור שחור יכול למצוץ אותנו פנימה. ככל שאנו מתקרבים אליה, כך כוח הכבידה הופך חזק יותר, וכוח הגאות מתחיל להתמתח ולקרוע אותנו.

עם זאת, הרעיון שאנו יכולים להישאב לתוך חור שחור אינו נכון. כל חלקיק המרכיב אובייקט שנמצא בהשפעת חור שחור עדיין מציית לחוקי הפיזיקה הידועים, כולל כלל עקמומיות המרחב-זמן מהיחסות הכללית.

כן, בגלל נוכחות המסה, מרקם החלל מעוקל, והחור השחור הוא הצטברות המסה הגדולה ביותר ביקום. אבל זה גם נכון שצפיפות המסה הזו לא משפיעה בשום צורה על עקמומיות החלל. אם גמד לבן, כוכב נויטרונים או חור שחור עם אותה מסה מוצב במקום השמש, כוח פעולת הכבידה על כדור הארץ לא ישתנה. המרחב סביבנו מעוקל במסה הכוללת כולה, ולצפיפות אין שום קשר לזה.

מרחוק, חור שחור נראה כמו כל מסה אחרת ביקום. אבל אם נתקרב אליו במרחק מינימלי של כמה רדיוסים של כדור השוורצשילד, אז נתחיל להבחין בסטיות מכוח המשיכה הניוטוני. עם זאת, החור השחור עדיין פועל פשוט כמרכז כובד, וחפצים המתקרבים אליו מסתובבים במסלול רגיל: עיגול, אליפסה, פרבולה או היפרבולה בקירוב טוב מאוד.

כוחות גאות ושפל יכולים לגרום לאובייקטים מתקרבים להימתח ולהתפרק. וככל שהחומר מצטבר סביב החור השחור בצורת דיסק הצטברות, יכולות להתעורר השלכות נוספות כגון שדות מגנטיים, חיכוך וחימום. בשל השפעה נוספת זו, חלק מהעניין יאט וייבלע על ידי החור השחור, אך רובו עדיין יישאר בחוץ.

העובדה נותרה שחורים שחורים אינם שואבים דבר. לכל שאר האובייקטים הרגילים (ירחים, כוכבי לכת, כוכבים) יש את אותם הכוחות שיש לחור שחור. בכל מקרה, הכל רק כוח משיכה. ההבדל הגדול ביותר הוא שחורים שחורים צפופים יותר מרוב האובייקטים, תופסים הרבה פחות נפח בחלל החיצון ויכולים להיות הרבה יותר מסיביים מכל אובייקט אחר. שבתאי עף בשקט במסלולו סביב השמש, אך אם במקום השמש במרכז שביל החלב נניח חור שחור, שמסתו פי ארבעה מיליון ממסת כוכבנו, אזי כוחות הגאות יפרצו את שבתאי, להפוך אותו לטבעת ענקית, וזה יהפוך לחלק בלתי נפרד מדיסק הצבירה החור השחור הזה. ואם יש מספיק חיכוך, חימום והאצה בנוכחות שדות כבידה, חשמל ומגנטי הנוצרים מחומר, אז עם הזמן הוא ייפול פנימה וייבלע.

נראה רק שחורים שחורים סופגים חומר, מכיוון שהם מסיביים מאוד, וכוחות גאות וחומר המצטברים סביב החור השחור יכולים לקרוע עצמים חיצוניים לחתיכות, ולאחר מכן חלק מאובייקט כזה, בהשפעת כוח המשיכה, יהיה בתוך דיסק הצבירה, ועם הזמן ובתוך החור השחור עצמו.אבל חור שחור הוא מאוד בררן, והרוב המכריע של העניין שעובר קרוב אליו נזרק החוצה בצורה כזו או אחרת. ורק חלק קטן נכנס לאופק האירועים, מה שמאלץ את החור השחור לצמוח בהדרגה.

אם נחליף את כל המסה ביקום בחור שחור בעל המסה המתאימה, ואז נסיר את כל מה שיוצר חיכוך, נניח, דיסקים של צבירה, אז החור השחור יונק מעט מאוד. החלקיקים יעברו חיכוך רק עקב קרינת גלי הכבידה, שיעברו בזמן החלל המעוקל שנוצר על ידי החור השחור. על פי התיאוריה של איינשטיין, רק החומר שנמצא בפנים ובמרכזו של מסלול מחזורי יציב ייספג בפנים. זה זניח לעומת מה שנמצא בתוך אופק האירוע במציאות הפיזית שלנו.

כתוצאה מכך, יש לנו רק את כוח הכבידה ואת זמן החלל המעוקל הנובע מנוכחות המונים אלה. הרעיון שחורים שחורים מוצצים משהו הוא המיתוס הגדול ביותר. הם גדלים בגלל כוח הכבידה, ותו לא. אבל זה די והותר ביקום.

מוּמלָץ: