Všetko o čiernych dierach

 
Čo je to čierna diera ?

Čierna diera je objekt, ktorý zahŕňa obrovské množstvo masy na malom priestore. Jej gravitačná sila je tak silná, že zabraňuje čomukoľvek, aby z nej uniklo. Existencia čiernych dier bola prvý krát potvrdená v 18. storočí. Samotné pomenovanie "čierna diera" získala však až v roku 1967. Fyzici a matematici zistili, že prietor a čas v blízkosti čiernych dier má nezvyčajné vlastnosti. Práve preto sa čierne diery stali obľúbenou témou science-fiction. Avšak čierne diery nie sú sci-fi. Formujú sa v čase, keï zanikne masívna alebo aj normálna hviezda. Čierne diery samé o sebe nemôžeme vidieť, avšak môžeme vidieť materiál padajúci do čiernej diery. Práve týmto spôsobom astronómovia objavili a zmerali veľkosť mnohých čiernych dier vo vesmíre. Vieme, že vo vesmíre sa nachádzajú miliardy čiernych dier.

Aké veľké sú čierne diery?

V skutočnosti je samotné jadro čiernej diery zhlučené na relatívne malom priestore. Všetko ostatné naokolo je ale priťahované smerom do vnútra jadra. Akonáhle sa niečo dostane do priestorov, kde pôsobí gravitačná sila jadra, nedokáže z neho uniknúť. To znamená, že čierna diera je v skutočnosti taká veľká, aké veľké je jej pole pôsobnosti. Poznáme rôzne veľké čierne diery. Astromóvia objavili aj maličké diery, o veľkosti 9.5km, ale aj obrovské, o veľkosti našej celej slnečnej sústavy. Niektoré čierne diery sa otáčajú okolo vlastnej osi (podobne ako planéty) a tým sa stáva ich situácia ešte komplikovanejšia. Všetko navôkol je vtiahnuté do obrovského vesmírneho víru. Všetká hmota okolo takejto čiernej diery je tým pádom prinútená rotovať práve v smere čiernej diery.



Aké typy čiernych dier poznáme

Čierne diery sa na prvý pohľad veľmi líšia jedna od druhej. Ale je to kvôli rozmanitosti hmoty, ktorú pohlcujú. Čierne diery samé o sebe sú všetky vzhľadovo úplne rovnaké. Líšia sa len hmotou, ktorú pohltili, rotáciou a elektrickými výbojmi. Astronómovia dokážu merať veľkosť čiernej diery zmeraním hmoty, ktorá okolo nich obieha. Zatiaľ sme objavili dva typy čiernych dier. Masívne - len niekoľko krát ťažšie ako Slnko a supermasívne - asi tak ťažké, ako naša celá galaxia. Samozrejme hmotnosti čiernych dier sa môžu pohybovať kdekoľvek medzi týmto rozmedzím.

Bolo by možné, aby zem obiehala okolo čiernej diery bez toho, aby ju pohltila?

Áno, je to možné. Bolo by to niečo podobné, ako keï Zem obieha okolo Slnka. Zem taktiež nespadne do Slnka, hoci to nás priťahuje, obiehame okolo neho rýchlosťou 107 826km/h, Ale obiehanie okolo čiernej diery môže byť v rôznych tvaroch, nie len v kruhovom alebo elyptickom.

Môže čierna diera pohltiť svetlo?

Predstavme si, že by sme obiehali okolo čiernej diery vo vzdialenosti väčšej ako je jej gravitačné pole (to znamená, že by nás nepohltila). Ako by vyzerala obloha ? Svetelné lúče prechádzajúce v blízkosti čiernej diery by boli pohltené. Tým pádom, celé gravitačné pásmo by sa javilo ako čierny kruh. Slnečné lúče prechádzajúce v pásme mimo gravitačného poľa by boli buï normálne alebo zčasti pokryvené. To by na pohľad deformovalo oblohu - presne ako v krivom zrkadle. Taktiež by sme videli zdvojené obrazce. Videli by sme napríklad dve rovnaké slnka na oblohe, na každej strane čiernej diery jedno.

Čo sa stane, ak sa zrazia dve čierne diery?

Aj táto možnosť je samozrejme reálna. Akonáhle by sa čierne diery dostali do svojho gravitačného pásma, priťahovali by jedna druhú až by sa napokon zrazili. To by znamenalo vytvorenie jednej väčšej čiernej diery. Táto udalosť by bola extrémne prudká. Pri celom akte zrážky čiernych dier by vznikla strašná tlaková vlna, ktorá by bola uvoľnená do priestoru. Tieto vlny sa nazývajú gravitačné vlny. Avšak až doposiaľ sme nezaznamenali kolíziu dvoch čiernych dier, hoci vo vesmíre je množstvo čiernych dier, ktoré sa časom určite zrazia.

Čo je vo vnútri čiernej diery?

Nemôžeme presne vedieť, čo je vo vnútri gravitačného poľa čiernej diery, nakoľko svetlo ani materiál v tomto území nemôžeme pozorovať. Dokonca ak by sme poslali prieskumnú sondu do čiernej diery, nikdy by s nami nekomunikovala, pretože čierna diera by pohltila aj rádiové vlny. Súčasné teórie pblackpokladajú, že všetko materiál vtiahnutý do čiernej diery sa hromadí v jadre čiernej diery, ale zatiaľ nevieme, ako to všetko prebieha. Einsteinova teória relativity nám vysvetľuje aj ïalšie neobvyklé správanie čiernych dier. Jadro celej čiernej diery je vraj akýmsi mostom do druhého vesmíru (vid obrázok č.2). Tieto mosty nám dovoľujú cestovať medzi vesmírmi a dokonca aj cestovať v čase. Ale bez nejakých konkrétnych výskumov je táto teória zatiaľ len špekuláciou.

Obrázok 2


Čo sa stane, ak hodím do čiernej diery hodinky ?

Už v blízkosti čiernej diery by sa správal čas veľmi nezvyčajne. Predstavme si, že sme na kozmickej lodi neïaleko čiernej diery. Teraz vhodíme do čiernej diery hodinky a budeme porovnávať ich čas s tými, čo máme na palube. Padajúce hodinky pobežia o poznanie pomalšie, až napokon zastanú a ostanú stáť v čase, aj v priestore. Avšak, ak by sme padali spolu s hodinami, čas by bol absolútne normálny. Presne to je teória relativity.

KLIKNITE SEM PRE UKÁŽKU (potom kliknite na "begin experiment" a následne na "drop the clock")


Existujú čierne diery navždy?

Ak čierne diery dokážu pohlcovať všetko, môže sa na prvý pohľad zdať, že sú nezničiteľné. Ale dnes vieme, že čierne diery sa strácajú, akoby sa ich hmota "vyparovala" späť do vesmíru. Hoci je nám tento fakt obrovskou neznámou, fyzik Stephen Hawking prišiel na veľmi zaujimavé zistenie, ktoré si dodnes nevieme vysvetliť. Hawkingove zistenia boli priam katasrofické. Pri jeho sledovaní menšich čiernych dier zistil, že niektoré čierné diery doslova zmizli v priebehu niekoľkých sekúnd.



Ako vznikajú čierne diery?

Čierna diera vznikne, ak nejaký objekt nie je schopný viac vydržať tlak svojej vlastnej gravitácie. Množstvo objektov (napríklad aj Slnko a Zem) sa však nikdy nestane čiernymi dierami, nakoľko ich gravitácia nie je až tak silná, aby mohol takýto proces vzniknúť. Niektoré čierne diery vznikajú výbuchom. Forumujú sa z obrovských hviezd (asi 25x väčších ako Slnko), v ktorých sa vyčerpá všetko palivo. Hviezda explóduje ako Supernova. Všetko čo po Supernove ostane, je čierna diera. Avšak ako vznikajú superobrovské čierne diery o veľkosti celých galaxií, zatiaľ nevieme. Jednou z možností je, že niektoré Supernovy vybuchli ešte v samotných začiatkoch vesmíru a postupom niekoľko miliárd rokov sa zväčšili na superobrovské.

Mliečna dráha

V stblacke našej galaxie sa taktiež nachádza jedna obrovská čierna diera. Naša Slnečná sústava sa nachádza približne v jednej tretine tejto galaxie. Slnko obieha okolo čiernej diery rovnakým spôsobom, ako Zem okolo Slnka, ale jeden obeh mu trvá 250 miliónov rokov. Táto čierna diera by nikdy nemala pohltiť naše Slnko, ale pohltí niektoré ostatné hviezdy. Podarilo sa nám zmerať, že čierna diera uprostblack našej galaxie je 3 000 000 krát ťažšia ako Slnko.

Koľko čiernych dier existuje?

Vo vesmíre je toľko čiernych dier, že je nemožné ich spočítať. Je to podobné, akoby sme chceli spočítať, koľko zŕnok piesku je na pláži. Našťastie vesmír je obrovský a momentálne nepoznáme žiadnu čiernu dieru, ktorá by ohrozovala Zem. Pblackpokladáme, že v našej galaxii sa nachádza okolo 100 miliónov čiernych dier, z ktorých bolo zatiaľ identifikovaných len niekoľko desiatok. Najbližšia čierna diera je od Zeme vzidalená 1600 svetelných rokov. Avšak v ponímaní celého vesmíru, niekde v diaľavách vzniká každú sekundu jedna čierna diera.

zdroj:www.hubblesite.org