Os buracos negros são o objeto mais misterioso de toda a ciência. Quaisquer questões relacionadas a eles são questões que afetam o universo como um todo. Definir buracos negros não é fácil. Segundo os físicos, esse fenômeno é uma espécie de produto da gravidade, que atingiu magnitudes colossais. Como resultado, as áreas aparecem no espaço tão densas que nem mesmo a luz consegue superar sua atração gravitacional. A substância absorvida pelo buraco negro se aquece e, mergulhando no "abismo", começa a emitir uma energia altíssima. Essa radiação também inclui os raios X, que podem ser detectados por telescópios próximos à órbita terrestre.
Sabe-se que os buracos negros "engolem" não apenas objetos físicos próximos, mas também luz. Por isso, são invisíveis; é possível detectar a presença de tais fenômenos no espaço apenas com base em sinais indiretos.
Os buracos negros aparecem após a morte de grandes estrelas (são observados principalmente em quasares distantes, nos núcleos em explosão de galáxias). Os buracos negros têm uma série de propriedades absolutamente fantásticas: as propriedades do espaço mudam dentro deles, o tempo fica mais lento. Esses dois componentes fundamentais de nosso estar em uma zona única são torcidos em um funil; os teóricos acreditam que em suas profundezas o espaço e o tempo decaem em quanta.
Na verdade, estamos lidando com uma armadilha gravitacional, da qual não há saída. Além disso, este abismo simplesmente carece … da superfície observada. Se as estrelas de nêutrons têm fortes campos magnéticos e pulsações estritamente periódicas de raios X, então os buracos negros são caracterizados por flutuações incalculáveis de radiação. Aliás, mais uma característica: esse fenômeno é único na quantidade de energia acumulada nele. Não há objetos no universo que contenham mais do que buracos negros. Na verdade, temos diante de nós uma fonte inesgotável!
O buraco negro apareceu originalmente no papel quando, no século 18, cientistas - Mitchell e Laplace - chamaram a atenção para a "predição" contida na teoria newtoniana. Uma solução matemática para este problema foi vista mais tarde. No início do século 19, Pierre Laplace falou pela primeira vez sobre a possibilidade teórica da existência de buracos negros. No famoso "Curso de Física Teórica", Lev Landau e Yevgeny Lifshits chamaram esse enigma do Universo de a mais bela de todas as teorias existentes, e Max Born o admirou "como uma criação de arte".
Esse objeto evoca esse tipo de atitude em praticamente toda a comunidade científica. Mas, aparentemente, o físico americano K. Thorne falou mais poeticamente: “De todas as invenções da mente humana, dos unicórnios e quimeras à bomba de hidrogênio, a mais fantástica é a imagem de um buraco negro, cuja fronteira nada pode cruzar, e mesmo a luz é retardada por ela estrangulamento."
Em nossa época, usando telescópios orbitais para observação, os cientistas estabeleceram fatos interessantes. No final das contas, os buracos negros são divididos em dois tipos. O primeiro deles inclui objetos massivos, cujas dimensões são da ordem das três massas de nossa estrela. O segundo é o chamado supermassivo (variando de um milhão a um bilhão de massas solares). Agora, os especialistas fixaram a localização de cerca de 20 buracos negros massivos e cerca de 200 supermassivos. Além disso, foram identificados mais cerca de 220 locais, nos quais esses objetos podem estar localizados.
“O principal mistério do Universo” nunca cessa de dar aos pesquisadores informações para reflexão. Assim, muitas questões surgem em conexão com a descoberta de buracos negros pequenos, mas supermassivos. Por exemplo, o objeto localizado no centro da galáxia NGC 4395 na constelação Canine Hounds é curioso porque, ao contrário dos cálculos matemáticos, ele emite raios X com uma intensidade surpreendente. Este buraco negro é tão poderoso quanto seus "parentes" especialmente grandes no centro de outras galáxias. Mas essa "invisibilidade" é mais pesada que o Sol "apenas" 50.000 vezes, enquanto os buracos negros supermassivos comuns, como regra, são milhões e bilhões de vezes mais massivos que nossa estrela.
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A presença de pequenos "mistérios do Universo", mas especialmente poderosos, pode explicar as propriedades de um dos tipos de galáxias ativas. Acredita-se que existam "invisíveis" em seu centro; essas galáxias são menos brilhantes do que os quasares, mas emitem grandes quantidades de raios-X.
Buracos negros supermassivos irradiam muito mais energia para o universo do que todas as estrelas combinadas. Além disso, muitos desses objetos foram presumivelmente formados relativamente recentemente; os pesquisadores acreditam que pelo menos 15% de todos os buracos negros supermassivos se originaram quando o universo tinha metade de sua idade.
No momento, o "invisível" também continua crescendo. Nos últimos dois ou três anos, ficou claro que o Universo não está apenas se expandindo, mas também fazendo isso com uma aceleração bastante razoável. É fornecido por enormes massas invisíveis de matéria. Os misteriosos "pontos em branco" do universo produzem 30% da energia devido à qual ocorre a expansão. Mas de onde vêm outros 70 por cento ainda é desconhecido (os cientistas chamam essa parte de "energia escura do Universo").
As massas dos objetos misteriosos que se formam como resultado do colapso das nuvens de gás são de milhões a bilhões de vezes a massa das estrelas. As dimensões dessas "ilhas de escuridão" são comparáveis ao tamanho de nosso sistema solar. Além disso, de acordo com os astrônomos, os buracos negros supermassivos estão contidos no centro da maioria das galáxias. O nosso com você também não é exceção à regra geral. Além disso, observações recentes de "invisíveis" supermassivos orbitando uns aos outros no centro de NGC 6240 (na constelação de Ophiuchus) sugeriram que, no caso de uma fusão de galáxias, seus buracos negros também se fundem. Esse processo leva várias centenas de bilhões de anos para ser concluído.
Na verdade, os buracos negros são elementos inexplorados do nosso Universo, uma espécie de "manchas brancas". Mesmo assim, a física moderna realmente requer que esse fenômeno exista. E em quantidade suficiente. E há, na verdade, surpreendentemente muitas dessas fontes galácticas ativas. Na faixa de raios-X, vemos 10 vezes mais galáxias do que nos levantamentos ópticos mais detalhados!
Então, descobriu-se que esse fenômeno é bastante comum no Universo. Portanto, na última década, surgiu uma nova direção científica promissora - a demografia dos buracos negros. Ele estuda a distribuição desses objetos misteriosos no espaço e sua interação com outros objetos materiais.
Stephen Hawking, um homem que é chamado de "o cientista mais misterioso do nosso tempo", dedica atenção especial ao estudo dos buracos negros. A propósito, ele é o chefe do departamento em Cambridge, que já foi ocupado por Isaac Newton. Deve ser mencionado aqui que este brilhante físico britânico, com 12 graus científicos, vencedor do Prêmio Nobel (1998) e da Ordem de Honra, membro da Royal Scientific Society da Grã-Bretanha e da US National Academy of Sciences, vem sofrendo de uma forma rara de esclerose atrófica há quase um quarto de século, que o transformou em aleijado. Hawking se move apenas graças a uma cadeira de rodas com motor elétrico, dá aulas na universidade usando um sintetizador de voz eletrônico (sua própria fala arrastada é entendida apenas por professores próximos - sua esposa e três filhos). O contato do cientista com o ambiente externo é proporcionado por um único computador,que este homem único controla com o único dedo ativo de sua mão esquerda …
Com base em anos de trabalho, Hawking concluiu que a evaporação quântica dos buracos negros é inevitável. Isso significa que esses objetos morrem. Uma tentativa interessante de correlacionar o tamanho e a massa dos incríveis "pontos brancos" do universo. Em particular, os cálculos do cientista britânico mostraram: um buraco negro pesando um bilhão de toneladas (a massa de uma montanha) teria … o tamanho de um nêutron ou um próton. Aliás, o professor está convencido de que o tempo de formação da misteriosa “invisibilidade” ultrapassa o tempo de vida do próprio Universo! É verdade que a teoria quântica dos buracos negros ainda não existe, o que significa que os processos apontados por Stephen Hawking ainda não são totalmente compreendidos.
A grande atenção dos cientistas ao problema da existência do "invisível" é explicada por razões muito boas. Há relativamente pouco tempo, o telescópio americano Hubble registrou um fato interessante, mas não muito agradável: o buraco negro GROJ 1655-40 da constelação de Escorpião está indo direto para o nosso sol. O monstro desconhecido está, é claro, longe de nós - a uma distância de 6.000 anos-luz. No entanto, há motivos para preocupação. A velocidade deste objeto inspira respeito: são 40.000 quilômetros por hora! No curso de seu movimento, o buraco negro "come" as estrelas. Aparentemente, o mesmo acontecerá em um futuro longe de ser brilhante e com nosso próprio sol. E enquanto os cientistas estão tentando descobrir o que é esse ataque.
Stephen Hawking, no verão de 2004, anunciou que havia revelado completamente o segredo dos buracos negros - o principal mistério do espaço. Para isso, o astrofísico combinou a teoria da relatividade e a mecânica quântica em uma única teoria. Hawking argumenta que os buracos negros não são de forma alguma enormes "valas comuns" de estrelas, algum tipo de substância "que tudo consome". Ainda na década de 1970, o cientista provou que a troca de energia entre um determinado objeto e o espaço externo é perfeitamente possível. Os buracos negros - “o lugar onde o conceito clássico de espaço e tempo é destruído, assim como todas as leis conhecidas da física” - não é o fim do universo. Eles ejetam fluxos de raios e são objetos comuns em evolução.
No entanto, essa descoberta causou um paradoxo: o professor britânico garantiu que a energia que vem do buraco negro não contém nenhuma "informação" sobre a matéria absorvida. Então, após a evaporação da "invisibilidade", nenhum traço dela permanece, portanto, nenhuma informação permanece. E isso é contrário a todas as leis da mecânica quântica. Stephen Hawking vem tentando resolver esse paradoxo há 30 anos.
Agora o professor acredita que misteriosos "pontos em branco" ainda permitem que as informações saiam; então, cair em um buraco negro "não é uma passagem só de ida". De acordo com a teoria de Hawking, os "invisíveis" não têm um horizonte de eventos claramente definido que esconde tudo neles do mundo exterior, e não destrói os corpos em queda completamente e sem deixar rastros. Em vez disso, as vítimas da armadilha gravitacional continuam a emitir energia por longos períodos de tempo enquanto o "buraco negro está apenas se formando". “Mas depois, o horizonte se abre e libera informações sobre o que caiu para dentro, para que possamos verificar o passado e prever o futuro”, garante o cientista. É verdade que sua próxima declaração decepcionou imediatamente os fãs de ficção científica: “Se você cair em um buraco negro, sua massa-energia será devolvida ao nosso universo,mas em uma forma desfigurada."
By the way, o misterioso "invisível", como se viu, é capaz de "cantar"! Ou seja, as ondas sonoras emanam deles. Por exemplo, um objeto semelhante da constelação de Perseu (cerca de 250 milhões de anos-luz da Terra) constantemente "ronrona" a nota correspondente a si bemol, e 57 oitavas abaixo da primeira oitava. O que é isso? Evidência do processo pelo qual a nuvem de poeira ao redor do buraco negro é aquecida? Aparentemente sim. Mas ainda assim, a imaginação pinta um quadro que está muito longe da ciência: depois de ouvir outro lote de suposições e palpites sobre sua própria pessoa, o grandioso "invisível" continua a rir ironicamente dos cientistas, cantando para si mesmo uma simples canção do Tempo …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova
