Per molto tempo, sembrava che esistessero misteriosi buchi neri esclusivamente nelle menti dei fisici teorici. Ora, grazie ai risultati della scienza moderna, è diventato chiaro: esistono davvero. Il 14 settembre 2015, le onde gravitazionali oscillarono per la prima volta nello spazio-tempo nei rivelatori americani LIGO. La prova delle increspature dello spazio-tempo, predetta da Albert Einstein (1879-1955) 100 anni prima, è allo stesso tempo una prova sperimentale dell'esistenza fisica dei buchi neri.
Il primo segnale misurato GW150914 è nato da due buchi neri con 36 e 29 masse solari, che una volta si sono circondati nella forma di un sistema binario a stella, fino a quando non si sono infine uniti in un oggetto di 62 masse solari.
Alcuni mesi dopo, i ricercatori hanno registrato onde gravitazionali dalla fonte GW151226 da un sistema simile. Questi eventi hanno sconvolto tremendamente la struttura dello spazio-tempo. E in modo impressionante hanno confermato l'esistenza di questo mostro cosmico sconosciuto.
Ma cosa si sa all'uomo comune dei buchi neri? Solo alcuni fatti una volta imparati nelle lezioni di astronomia scolastica. Proviamo a compensare questo gap di conoscenza. Presentazione dei 10 principali fatti interessanti sui buchi neri nello spazio.
10. Può essere infinitamente grande
I buchi neri di dimensioni eccezionali possono raggiungere da 105 a 1010 masse solari. Non è ancora chiaro come siano nati e sviluppati. I ricercatori suggeriscono che esiste un buco nero supermassiccio in quasi ogni centro della galassia.
Anche il buco nero, che si trova al centro della Via Lattea, appartiene a questa categoria con 3,6 milioni di masse solari. Se un buco nero è circondato da un disco rotante di polvere di gas, la materia potrebbe surriscaldarsi e iniziare a brillare molto intensamente. Tali fenomeni sono chiamati galassie o quasar di Seyfert.
9. Sono appena percettibili
I buchi neri sono difficili da trovare perché non emettono luce. I raggi di luce che passano si discostano dalla loro orbita a causa dell'enorme forza di gravità. Ci sono anche buchi neri che "dormono" e diventano attivi solo quando la materia si avvicina.
Poiché i buchi neri assorbono tutta la luce, come fanno molti oggetti spaziali lucenti nel cielo, gli astronomi non possono determinarli direttamente. Ma ci sono alcuni tasti che mostrano la presenza di un buco nero.
Da un lato, la forte gravità di un buco nero attira qualsiasi oggetto circostante. Gli astronomi usano questi movimenti irregolari per inferire la presenza di un mostro invisibile che si nasconde nelle vicinanze.
Oppure gli oggetti possono ruotare attorno a un buco nero e gli astronomi possono cercare stelle che non sembrano muoversi per trovare un probabile candidato per il titolo di buco nero. Quindi gli astronomi alla fine degli anni 2000 hanno identificato il Sagittario A come un buco nero.
8. Buchi neri - aspirapolvere giganti
Alcuni scienziati chiamano i buchi neri giganteschi ammassi di materia in uno spazio molto piccolo. Lo riconoscono anche i buchi neri si comportano come un aspirapolvere spaziale super resistente.
Attirano la materia e la assorbono senza pietà, come una pianta carnivora in uno sfogo profondo. Catturano anche le stelle quando cadono nella zona di attrazione di un tale buco nero. In questo caso, la materia stellare ruota attorno a un buco nero, si riscalda e si illumina intensamente prima di scomparire in esso.
Nel 2010, i ricercatori hanno osservato con un telescopio come un gigantesco buco nero abbia letteralmente strappato una stella.
7. Tempo interessato
Secondo la teoria della relatività di Einstein, il tempo per diversi osservatori procede in modo diverso. A velocità vicine alla velocità della luce, il tempo scorre più lentamente per un corpo in movimento. Cioè, la velocità della luce è un valore assoluto, che non è realistico da raggiungere, e il tempo è sempre relativo.
Un tempo, Einstein concluse che la gravità appare come risultato della curvatura dello spazio-tempo. Ha definito tale regolarità la teoria generale della relatività. Nello spazio-tempo curvo, tutti gli elementi si muovono lungo il percorso più breve.
La teoria generale della relatività suggerisce che la velocità del tempo dipende direttamente dal campo gravitazionale.
I buchi neri hanno una massa così grande che si piegano nello spazio-tempo in modo tale che si verifichi un fallimento senza fondo. Pertanto, una volta lì, il ritorno è già irrealistico.
6. Getta la materia nello spazio
I buchi neri sono anche una specie di mangiatori onnivori, che spesso rinunciano alla loro posizione. Quando attraggono le stelle circostanti, le loro potenti forze gravitazionali e magnetiche surriscaldano il gas incidente e la polvere, causando loro di irradiare radiazioni. Parte di questa materia luminosa comprende un buco nero in una regione vorticosa chiamata disco di accrescimento.
Allo stesso tempo, la materia che inizia a cadere in un buco nero non rimane necessariamente lì. I buchi neri a volte possono lanciare polvere di stelle che cadetrasformandolo in una specie di potenti radiazioni radiazioni.
5. Non imbuti, ma sfere
Nella maggior parte dei libri di testo e manuali di astronomia, i buchi neri sono mostrati come imbuti. Questo perché sono mostrati dal punto di vista del pozzo gravitazionale. Infatti i buchi neri assomigliano a una sfera nella loro forma.
4. Perché sono neri
Nonostante il fatto che il buco nero non abbia importanza, ha una superficie: l '"orizzonte degli eventi". In un certo senso, questo è un limitatore attraverso il quale nulla può penetrare verso l'esterno - né un segnale radio, né particelle di luce che ruotano a velocità enormi. Da qui la parola "nero".
3. Le leggi della fisica non si applicano al centro
Se ruota un buco nero, il suo orizzonte degli eventi è leggermente deformato. Tuttavia, lo spazio-tempo del suo ambiente immediato e la materia esistente ruotano con esso. Questa area di influenza del buco nero è chiamata ergosfera e ha la forma di un ellissoide. La materia, che una volta entrava dall'esterno, non si immerge direttamente nella trappola dello spazio-tempo, ma prima ruota con essa.
2. Nessun buco nero è uguale agli altri
I buchi neri supermassicci previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein possono avere masse pari a miliardi di soli; questi mostri spaziali si nascondono probabilmente nei centri della maggior parte delle galassie.
La Via Lattea contiene il suo buco nero supermassiccio al centro, noto come Sagittario A, che è oltre quattro milioni di volte più massiccio del nostro Sole.
I minuscoli membri della famiglia del buco nero sono ancora teorici. Questi piccoli turbinii di oscurità potrebbero prendere vita poco dopo la formazione dell'Universo a seguito di un grande botto, circa 13,7 miliardi di anni fa, e poi rapidamente evaporata.
Gli astronomi sospettano anche che ci sia una classe di oggetti nell'Universo chiamati buchi neri di medie dimensioni, sebbene l'evidenza della loro esistenza sia ancora controversa.
1. Aperto da John Wheeler
John Archibald Wheeler ha coniato il termine "buco nero" nel 1967. Prima di questo, il "padre" della teoria della relatività Albert Einstein aveva già affrontato i buchi neri. A suo avviso, i buchi neri sono luoghi dello spazio-tempo che sono così fortemente piegati che la luce non può passare senza essere assorbita.
Nel 1982, il primo Big Hole al di fuori della nostra galassia fu scoperto nella Great Magellanic Cloud, a una distanza di circa 150.000 anni luce.