Niekedy koncom 60. rokov sa v populárnom vedeckom rádiu vysielanom BBC objavil jeden z najznámejších fyzikov minulého storočia John Wheeler (1911-2008). Dlho a farebne hovoril o rôznych kozmických zázrakoch a nakoniec sa obrátil k bolestivej otázke o všetkých druhoch „nesprávnych pozorovaní a mýtických predmetov“.
Americký vedec tu netrpezlivo vychádzal z hypotézy existencie „zamrznutých“(tmavých, zamrznutých) hviezd, ktoré sa mu zvlášť nepáčili. Vyjadril svoje pohŕdanie týmito „fyzickými a matematickými predstavami“a nazval ich „čiernymi dierami“. Takže s ľahkou rukou Wheelera sa v médiách objavil obrazový výraz „čierna diera“a potom vo vedeckých prácach.
Dno bez dna vesmírneho času
Dnes nazývame čiernou dierou výsledok najúžasnejšieho prírodného fenoménu - pádu „vo vnútri“obrovských nebeských telies. V latinčine znamená kolaps „padlý“, a preto astronómovia často nazývajú čiernymi dierami „kolaps“. Majú taký super-silný „koncentrátor“gravitačného poľa, že z nich nemôže uniknúť nič vrátane svetla.
Historicky čiernym dieram predchádzali tmavé hviezdy objavené „na špičke peria“britským astronómom John Michell (1724-1793). Na základe Newtonovej teórie univerzálnej gravitácie Michell opísal také hviezdy, ktorých gravitačná sila udržiavala dokonca lúče svetla. Prirodzene, nebolo by možné si všimnúť takú úplne čiernu hviezdu. Michell načrtol svoje výpočty na jednom zo stretnutí Kráľovskej spoločnosti v Londýne v roku 1784 a okamžite sa dostal do paľby. Akonáhle, astronómia tej doby nepoznala také javy!
Myšlienka temných hviezd, alebo, ako sa dnes hovorí, „newtoniánskych“čiernych dier, bola dlho pochovaná vo vedeckých archívoch. Pripomínalo sa to iba v dobe Alberta Einsteina (1879-1955) a jeho teórie univerzálnej gravitácie. Einsteinova teória spájala gravitáciu so zakrivením vesmíru a okamžite pritiahla pozornosť mnohých fyzikov.
Propagačné video:
Jeho kolega na berlínskej akadémii vied Karl Schwarzschild (1873-1916) dokázal, že niekedy veľmi koncentrované gigantické masy môžu tvoriť akýsi bezedný lievik časopriestoru.
V blízkosti Schwarzschildovho kolapsu by sa muselo stať úžasných vecí: srdce človeka by začalo biť menej a menej, jeho hodiny by beznádejne zaostávali a svetlo okolo by sa začervenolo. Samotný tok času by sa spomalil až do tuhnutia blízko podmienečnej hranice čiernej diery, ako rieka v mraze. Čo uvidíme v hĺbke kolapsového kolapsu?
Bohužiaľ, dochádza k tak zvláštnym veciam, že je jednoducho nemožné popísať ich populárne. Aj keď veľa fyzikov argumentuje o vnútornej štruktúre čiernych dier, teoreticky už našli uplatnenie.
Metro medzi galaxiami
Pred viac ako 30 rokmi sa slávny spisovateľ astronómie a sci-fi Carl Sagan rozhodol napísať román o medzihviezdnom cestovaní a zároveň si dopriať prázdnu fantáziu, ale na stránkach svojej knihy vytvoriť „skutočný“extradimenzionálny tunel. Aby prediskutoval podrobnosti, obrátil sa na popredného teoretického fyzika Kipa Thorneho, ktorý s nadšením začal pracovať.
Thorne a jeho spolupracovníci presvedčivo matematicky dokázali, že časopriestorový kanál sa dá nielen umelo vytvoriť, ale aj udržiavať v „pracovnom“stave. Takto vytvorená „červia diera“v časopriestore by spojila nielen vzdialené kúty našej Galaxie, ale aj metagalaktické rozšírenie.
Spolupráca spoločností Sagan a Thorne viedla k bestsellerom science fiction, ktorý sa čoskoro stal základom pre veľmi zábavný film s rovnakým menom. Medzi galaxiami je skutočne akýsi „metro“, po ktorom putuje hlavná postava. Medzitým Wheeler kritizoval nielen čierne diery, ale všetky druhy prechodov podpriestorov medzi nimi. S veľkým sarkasmom ich nazval červami, červami a červami. Je to jednoducho úžasné, ale tieto výrazy sa najskôr dostali do lexikónu novinárov a potom sa presunuli do vedeckých diel.
Literatúra sci-fi často hovorí o najexotickejších spôsoboch prekračovania priestoru a času. Zrodila sa aj akási taktika budúcich „hviezdnych vojen“, keď sa bojová flotila pozemšťanov „ponorí“do podpriestoru čiernej diery a zrazu sa objaví priamo na základniach nepriateľských mimozemšťanov a okamžite sa ponáhľa s miliardami parcí.
Podľa astronomických pozorovaní si však čierne diery budú vyžadovať „titanické úsilie“pre svoje „skrotenie“, pretože sú to najnebezpečnejšie vesmírne objekty, ktoré tvoria „reliéf“vesmíru.
„Vesmírne kanibaly“
Astronómovia často zaznamenávajú príšery energie pochádzajúce zo vzdialeného priestoru. Môžu to byť ozveny dramatických procesov smrti planét a hviezd v štrbinách čiernych dier. Vesmírne príšery roztrhávajú plynné telo nevedomky priblíženej hviezdy a úplne „prehltnú“menšie nebeské telá - planéty, kométy a asteroidy.
Čierna diera priťahuje stranu tesne lietajúcej hviezdy oproti nej opačne. Táto silná prílivová sila napína hviezdu a spôsobuje pád plynu z hviezdy do čiernej diery. Astronómovia došli k záveru, že čierne diery sa nenarodia obrovské, ale že postupne rastú vďaka plynu a hviezdam galaxií.
Medzi čiernymi dierami sú tiež veľké fidgety, ktoré sa rýchlo pohybujú vo vnútri hviezdnych ostrovov galaxií. Tieto „vesmírne kanibaly“spolu so svojimi sedavými náprotivkami neustále zožierajú nielen planétové systémy, ako je naša slnečná, ale tiež prehĺtajú oblaky prachu a plynu, ktoré sa tiahnu medzi hviezdnymi zhlukami.
Astronómovia si už dlho všimli, že v menších galaxiách sú čierne diery menej masívne s hmotnosťou niečo málo cez niekoľko miliónov slnečných hmôt. Čierne diery v centrách obrovských galaxií zahŕňajú miliardy slnečných hmôt - faktom je, že konečná hmotnosť čiernej diery sa tvorí počas formovania galaxie. V niektorých prípadoch sa čierne diery zväčšujú nielen absorbovaním plynu z jednotlivej galaxie, ale aj zlúčením galaxií, čo vedie k zlúčeniu ich čiernych dier.
V samom strede Mliečnej dráhy je jadro našej Galaxie, v ktorej je skrytý tajomný objekt Strelec A *. Astronómovia sa domnievajú, že toto je hlavný uchádzač o úlohu čiernej diery s hmotnosťou asi štyri milióny slnečných hmôt.
Pravidelne tento miestny „kanibal“našej hltá túto alebo tú hviezdu. A potom špeciálne röntgenové teleskopy registrujú „výkrik smrti“svietidla vo forme röntgenového impulzu. To je s jeho pomocou, že naše vnútorné orgány sú študované v röntgenovej miestnosti.
Čierne diery však môžu byť celkom pokojné a môžu vytvárať dvojhviezdne systémy s obyčajnými hviezdami. Táto idyla však končí aj tragicky a po stovkách miliónov a možno miliárd rokov sa vzdialenosť medzi čiernou dierou a hviezdou zníži na kritický limit. Pohyb hviezdy sa stane nestabilným a po niekoľkých revolúciách okolo čiernej príšery zmizne v lone.
Tajomstvo meteoritu Tunguska
V zásade sa môže vytvoriť aj umelá čierna diera. Na tento účel je potrebné stlačiť akúkoľvek hmotu na veľkosť gravitačného polomeru (polomer gule, na ktorú má gravitačná sila vytvorená hmotou vnútri tejto gule sklon k nekonečnu) a potom sa sama začne katastroficky zmenšovať - zrúti sa.
Je pravda, že je to veľmi ťažké, pretože čím nižšia je hmotnosť, tým menší je gravitačný polomer. Napríklad gravitačný polomer Zeme je asi jeden centimeter, a aby sa Mesiac zmenil na čiernu dieru, musel by byť komprimovaný na veľkosť veľkej molekuly.
Napriek tomu sa pomocou modelov mikroskopických dier, alebo, ako sa častejšie volajú, mikrokolapsov, niekedy pokúšajú vysvetliť najrôznejšie záhadné javy. Existuje teda hypotéza, že slávny meteorit Tunguska nebol ničím iným ako miniatúrnou čiernou dierou putujúcou po rozľahlosti vesmíru.
Dalo by sa, samozrejme, takéto vynálezy jednoducho prepustiť, ale tu vyvstávajú zvláštne podrobnosti: úplná absencia zvyškov meteoritu, nezvyčajná povaha výbuchu a protichodné pozorovania letovej dráhy.
Existujú myšlienky, že taký mikroklapák mal úplne pozemský pôvod. Faktom je, že práve počas pádu meteoritu Tunguska veľký americký vynálezca Nikola Tesla (1856-1943) testoval určitý vlnový rezonátor na úžasnej veži Wondercliffe, ktorá mala pomocou „stojatých vĺn svetového elektrického éteru“prenášať energiu na celú planétu.
Mestské legendy hovoria, ako sa cez Podkamennaya Tunguska preletel kolosálny plazmoid, ktorý sa okamžite zrútil do čiernej mini-diery. Tento proces spôsobil hurikán energie zaznamenaný ako zázrak Tungusky.
Existuje aj verzia tejto hypotézy, v ktorej bol samotný meteorit Tunguska presne miniatúrnou čiernou dierou, ktorá prenikla na našu planétu veľkou rýchlosťou.
Aké prijateľné sú závery teoretických fyzikov? Existujú naozajstné červy v časopriestore, alebo je to len druh „fyzickej a matematickej fantázie“? A najdôležitejšia otázka: Je možné navrhnúť nejaké skutočné experimenty na vytvorenie umelých červí diery v kozmickom priestore vedúce do priestoru iných dimenzií?
Je LHC stroj doomsday alebo generátor mikrokolapsov?
Výpočty ukazujú, že pri pokusoch na urýchľovačoch častíc, ako je napríklad známy veľký hadrónový urýchľovač (LHC) zahájený v CERN, sa môžu objaviť mikroskopické čierne diery.
Princíp činnosti LHC je teoreticky celkom jednoduchý: predstavte si rúrku, v ktorej dve obrovské kanóny strieľajú proti sebe pomocou špeciálnych projektilov - elementárnych častíc, ktoré tvoria atómy. Keď sa tieto mikroskopické projektily stretnú, rozptýlia sa ako ohňostroje všetkých druhov úlomkov, medzi ktorými môžu byť mikroskopické čierne diery.
Ak fyzici LHC objavia tieto mikroobjekty, potom vedecký pocit ďaleko predbehne nedávny objav „bohovej častice“- Higgsovho bozónu.
Niektorí vedci sa domnievajú, že mikrokolapsy sú veľmi nebezpečné objekty, ktoré môžu viesť k planetárnym katastrofám. Spustenie LHC sprevádzali protesty a skupina fyzikov dokonca žalovala CERN ako organizáciu, ktorá ohrozuje ľudstvo smrteľným nebezpečenstvom.
Nakoniec vášne trochu ustúpili, pretože fyzici jasne ukázali, že každú chvíľu lavíny kozmických častíc padajú na zemský povrch, čo výrazne prevyšuje energiu kolíznych produktov v LHC. Prúdy kozmických lúčov s veľmi vysokou energiou však nepredstavujú žiadne nebezpečenstvo a nevytvárajú mikroskopické čierne diery.
Na druhej strane, počítačové modely ukazujú, že ak by Zem navštívila mini-diera, potom by okamžite padla do stredu našej planéty a začala sa točiť okolo, absorbovať magmu. Bez ohľadu na to, ako sa tento proces môže zdať zlý, bude trvať niekoľko miliárd rokov, kým sa nejako prejaví na povrchu. Je celkom možné, že už dlho žijeme s čiernou dierou pod nohami …
Budúcnosť vesmíru a život v čiernej diere
Nie je známe, či bude ľudstvo existovať v miliardách rokov, ale v optimálnej verzii budú môcť astronómovia vzdialenej budúcnosti pozorovať úplne iný metagalaxy - viditeľný vesmír. Väčšina hviezd vyhorí a slnečné lúče sa premenia na superdenzných trpaslíkov. Zároveň sa z masívnejších hviezd stanú čierne diery, ktoré sú ešte menšie a majú také silné gravitačné pole, že ho nemôže prekonať ani svetlo.
Tieto zvyšky sa však budú naďalej točiť okolo galaktického centra v období približne 100 miliónov rokov. Zrážky medzi zvyškami vyhodia niektoré z nich z galaxie. Zvyšok sa usadí na obežných dráhach bližšie k stredu a nakoniec sa spojí a vytvorí obrovskú čiernu dieru v strede galaxie, ktorá jedného dňa prehltne všetku hmotu.
Čo to bude - koniec života a rozum v našom vesmíre?
Neponáhľajte, pretože niektoré moderné teórie predpovedajú, že aj v hrozných hĺbkach čiernych dier môžu existovať celé planéty, ktoré sa otáčajú neurčito okolo centrálneho bodu. Podľa predbežných výpočtov môžu byť také planéty jasne osvetlené fotónmi zachytenými zvonka do pasce diery a rotujúcimi spolu s ostatnými teliesami na tej istej stabilnej obežnej dráhe.
Zostáva len posledná otázka: môže existovať život na planétach čiernej diery? Podľa niektorých teoretikov je to možné. Okrem toho, naša budúca rozvinutá civilizácia, utekajúca z kozmických kataklyzmov, môže nájsť skutočné útočisko v hĺbkach supermasívnej čiernej diery, ktorá zaberá jadro Mliečnej dráhy.
Kolonizátori čiernych dier budú musieť samozrejme vyriešiť celý rad grandióznych úloh, ako je napríklad boj proti kolosálnym prílivovým silám a ochrana pred najsilnejším tokom žiarenia. Z hľadiska vývoja rozumu však bude mať civilizácia, ktorej sa podarilo preniknúť do čiernej diery, skutočne fantastické technológie, ktoré dokážu vyriešiť naj fantastické problémy.
Možno bude v priebehu niekoľkých tisícročí ľudská civilizácia úplne slobodná pri otváraní portálov do iných svetov. V tomto prípade môžu vzniknúť rôzne možnosti: červie diery medzi vzdialenými časťami našej galaxie, tunely podpriestoru medzi galaxiami na samom okraji vesmíru, mosty medzi minulosťou a budúcnosťou, červí diery do iných svetov.
Potom sa ľudstvo budúcnosti nebojí kozmických katastrof a bude môcť voľne cestovať po rôznych vesmíroch a vyberať si priaznivé prostredie. Navyše, po zistení, ako sa rodia vesmíry a prečo majú rôzne vlastnosti, môže supercivilizácia začať hľadať hotové z hrdla čiernych dier a vytvárať nové svety, lepšie prispôsobené na život a nepodliehajúce najrôznejším kataklyzmám.
Čo teda v sebe skrývajú čierne diery? Cesta do iných svetov, neobmedzená energia budúcnosti, posledný dych vesmíru alebo civilizácia iných svetov?
Je možné, že súčasná generácia študentov a školákov pozná odpovede na niektoré z týchto otázok. Môžeme čakať len na ten vzrušujúci okamih, keď budú astronómovia konečne schopní začať priamo študovať „kandidátov na gravitačné kolapsy“.
Oleg FAYG