10 detalii incredibile despre găurile negre
Imaginați-vă o acumulare de materie atât de densă încât nimic nu poate scăpa de atracţia ei gravitaţională. Niciun satelit, nicio planetă și nici măcar lumina. Acestea sunt găurile negre: un loc unde atracţia gravitaţională este foarte mare şi care se dovedesc a fi foarte periculoase pentru orice s-ar apropia de ele.
Comparație între mărimea Sistemului Solar și mărimea găurii negre din clusterul galactic Phoenix
Dar cum s-au format găurilor negre și de ce sunt ele importante? Mai jos vă prezentăm 10 detalii incredibile pe care ar trebui să le cunoaşteţi despre aceste obiecte fascinante.
1. Nu puteți vedea în mod direct o gaură neagră
Deoarece o gaură neagră este într-adevăr „neagră”, lumina nu poate scăpa de atracţia ei gravitaţională şi este imposibil pentru noi să detectăm o gaură neagră, în mod direct, prin intermediul instrumentelor noastre de observaţie, indiferent de ce fel de radiații electromagnetice utilizăm în acest scop (lumina, raze X). Soluţia este să observăm efectele produse de gaura neagră asupra mediului său înconjurător, după cum ne indică NASA. De exemplu, să presupunem că o stea se apropie prea mult de o gaură neagră. Aceasta va începe să tragă de stea și într-un final o va rupe în bucăți. În momentul în care materia ce provine de la stea începe să se scurgă, în mod accelerat, spre gaura neagră, aceasta va deveni tot mai fierbinte și va emite radiaţii X cu o energie foarte mare.
2. Atenție! Calea Lactee conţine, cel mai probabil, o gaură neagră
În mod firesc, următoarea întrebare ar fi: cât este de periculoasă o gaură neagră? Există un pericol iminent ca Pământul să fie înghițit de o gaură neagră? Răspunsul este nu, afirmă astronomii, deși există, probabil, o gaură neagră supermasivă care se află ascunsă în centrul galaxiei noastre. Din fericire, noi suntem departe de acest monstru (N.t. Sistemul Solar se află la aproximativ 28.000 ani-lumină distanță de Centrul Galactic), dar putem observa cu siguranță efectele produse de această gaură neagră de la distanţă. De exemplu: Agenția Spațială Europeană afirmă că aceasta este de patru milioane de ori mai masivă decât Soarele și că este înconjurată de un gaz fierbinte.
Sagittarius A. Credit: NASA
3.Stelele muribunde creează găuri negre stelare
Să analizăm cazul unei stele care este de aproximativ 20 de ori mai masivă decât Soarele nostru. Soarele îşi va încheia viața în liniște. Atunci când combustibilul său nuclear se va termina, el se va transforma încet într-o stea pitică albă. Acest lucru nu se întâmplă în cazul celor mai multe stele masive. Atunci când aceşti monştri stelari rămân fără combustibil nuclear, gravitaţia va învinge presiunea din interiorul lor şi în acest fel forma stabilă a acestora nu mai poate fi menţinută. Când presiunea cauzată de reacțiile nucleare se reduce brusc, potrivit Space Telescope Science Institute, steaua suferă un colaps gravitaţional violent și se prăbuşeşte în interiorul său, în timp ce alte straturi ale sale sunt aruncate în spațiu. Aceasta se numește o supernovă. Miezul rămas se prăbușește într-o singularitate, un loc de densitate infinită și aproape fără niciun volum. Acesta este un alt nume pentru o gaură neagră.
4. Găurile negre au o gamă largă de mărimi
Din punctul de vedere al mărimii lor, există cel puțin trei tipuri de găuri negre, afirmă NASA, ce variază de la cele foarte mici până la cele care domină centrul unei galaxii. Găurile negre primordiale sunt cele mai mici dintre ele având mărimea unui atom şi masa cât a unui munte. Găurile negre stelare, cel mai frecvent tip întâlnit, au o masă ce poate fi de 20 de ori mai mare decât cea a Soarelui nostru și se crede că în interiorul galaxiei Calea Lactee acestea sunt, probabil, într-un număr de ordinul zecilor. De asemenea, mai există găurile negre gigantice din centrele galaxiilor care sunt denumite „găuri negre supermasive”. Acestea au o masă mai mare de un milion de ori decât cea a Soarelui. Modul în care s-au format aceşti monştri cosmici este încă în curs de examinare.
5. În jurul găurilor negre se întâmplă lucruri ciudate cu timpul
Acest lucru este cel mai bine evidenţiat dacă considerăm cazul unei persoane (să-i spunem Unlucky ) care cade într-o gaură neagră, în timp ce o altă persoană (să-i spunem Lucky) priveşte prăbuşirea acesteia. Din perspectiva lui Lucky, ceasul lui Unlucky pare a ticăi din ce în ce mai lent. Acest lucru este în conformitate cu teoria relativității generale a lui Einstein care (simplu spus) afirmă că timpul se scurge diferit în funcţie de cât de repede ne deplasăm, mai ales atunci când această deplasare are loc la viteze apropiate de cea a luminii. Gaura neagră deformează timpul și spațiul atât de mult încât timpul lui Unlucky pare să se scurgă mai lent. Cu toate acestea, din perspectiva lui Unlucky, ceasul său funcționează normal, dar ceasul lui Lucky ticăie mai rapid.
6. Prima gaură neagră a fost descoperită prin observarea razelor X
Cygnus X-1 a fost observată pentru prima dată în anii 1960, dar ea nu a fost identificată ca fiind o gaură neagră timp de aproximativ un deceniu. Potrivit NASA, această gaură neagră este de 10 ori mai masivă decât Soarele. În apropiere sa se află o stea supergigantă albastră care este de aproximativ 20 de ori mai masivă decât Soarele şi care pierde masă din cauza găurii negre. În acest fel se generează emisii de raze X.
7. Este posibil ca cea mai apropiată gaură neagră de noi să nu se afle la 1.600 ani-lumină depărtare
În urmă cu câțiva ani o estimare eronată a distanţei la care se află V4641 Sagitarii a condus la apariţia a numeroase știri în care se relata că cea mai apropiată gaură neagră de Pământ se află incredibil de aproape, la doar 1.600 ani-lumină depărtare de noi. Nu destul de aproape pentru a fi considerată periculoasă, dar mai aproape decât se credea. Cu toate acestea, cercetări ulterioare au arătat că această gaură neagră este, cel mai probabil, mai departe de noi. Analizându-se rotația stelei sale companion, printre alți factori, a rezultat că aceasta s-ar afla la mai mult de 20.000 ani-lumină distanţă de noi.
8. Nu suntem siguri dacă există găuri de vierme
Un subiect popular în literatură science-fiction se referă la ceea ce se întâmplă dacă cineva cade într-o gaură neagră. Unii cred că aceste obiecte cosmice ar fi un fel de găuri de vierme către alte părți ale Universului, ceea ce ar face posibilă deplasarea cu o viteză mai mare decât cea a luminii. Așa cum se arată în acest articol din Smithsonian Magazine, orice este posibil, deoarece mai avem încă multe de descoperit în fizică. „Din moment ce nu avem încă o teorie de încredere care să unifice relativitatea generală cu mecanica cuantică, nu cunoaştem structurile posibile din spațiu-timp care ar putea găzdui găurile de vierme”, a spus Abi Loeb din partea Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Gaură de vierme Schwarzschild.
9. Găurile negre sunt periculoase, dar doar dacă ne apropiem prea mult de ele
Ca şi în cazul unor animale sălbatice aflate în spatele unor cuști de protecţie, este bine să studiaţi o gaură neagră atâta timp cât vă aflaţi departe de orizontul evenimentelor. Gândiţi-vă la acesta ca la câmpul gravitațional al unei planete. Această zonă este punctul fără de întoarcere, dacă vă apropiaţi prea mult de ea atunci nu mai există nicio speranță de salvare. Dar puteți observa în siguranță gaura neagră din afara acestei zone. Prin extensie, aceasta înseamnă că este, probabil, imposibil ca o gaură neagră să înghită tot ce există în Univers (cel puţin fără o revizuire majoră a fizicii sau a modului nostru de înțelegere a Cosmosului).
10. Găurile negre apar tot timpul în science-fiction
Sunt atât de multe filme științifico-fantastice în care apar găurile negre încât este imposibil să le indicăm aici pe toate. De exemplu, în Interstellar călătoriile prin Univers presupun apropierea de o gaură negră. Event Horizon explorează ideea unor găuri negre artificiale, un subiect care se întâlneşte şi în Star Trek. Despre găurile negre se mai vorbeşte, de asemenea, în Battlestar: Galactica, Stargate: SG1 și în multe, multe alte filme.
Traducere şi adaptare după 10 Amazing Facts You Should Really Know About Black Holes