Черните дупки са страшни и някои от най-интригуващите и загадъчни обекти във Вселената. Но какво е черна дупка? Черните дупки по същество са обекти в пространството, които са толкова изключително масивни и плътни, че нищо не може да избяга от гравитационното им издърпване, включително светлината (поради което се наричат черно дупки). Това води до някои интересни сценарии по отношение на физиката в непосредствена близост до черната дупка.
Теорията на общата относителност постулира, че всичко с маса криви тъканта на космическото време и тази кривина е това, което знаем като гравитация. Най-популярният (и силно описателен) пример за илюстриране как става това е този от гумен лист. Представяйки си, че имате голям лист от еластична гума, който е изпънат разумно научен. Този лист представлява двуизмерно представяне на тъканта на пространството (която има три измерения, но за простота и лекота на илюстрация ще използваме две). Ако поставите малък мрамор върху листа, той ще направи малко вдлъбнатина в гумата. Представете си, че мраморът е планета и ако имате един от онези хладни стъклени райета с мрамор, той може дори да прилича на Юпитер. Като търкаляте малко камъче (което създава свое собствено, много малко вдлъбнатина) от мрамора, може да забележите камъните да се вдигат към вдлъбнатината на мрамора. По същество мраморът дърпа малкото камъче към него поради своята гравитация.
Сега, ако поставите топка за боулинг върху листа, която е много по-масивна, тя прави много по-голямо вдлъбнатина, което вероятно ще хване камъчето при навиването му. Топката за боулинг би представила много добре нещо като звезда в този пример. Черна дупка е цялата маса на звезда, но в много малко пространство, достатъчно, за да вдъхне гумения лист достатъчно, така че нищо да не се търкаля от вдлъбнатината на черната дупка в рамките на определено разстояние - без значение колко бързо го карате - може да избяга. Районът около черна дупка, от която нищо не може да избяга, се нарича хоризонт на събитията, а колко голяма е тази зона, зависи от размера на самата черна дупка.
Звездна черна дупка се образува, когато звезда, която има ядро над около 3 слънчеви маси, се приближава до края на живота си и процесите на синтез вътре в звездата вече не се изтласкват достатъчно срещу вътрешното издърпване на гравитацията, причинявайки звездата да изплува , След като материята вътре в звездата се компресира под определен радиус - наречен Радиус на Шварцшилд след математика, който го е формулирал - се образува черна дупка.
Свръхмасивните черни дупки са тези, които се образуват в центъра на галактиките и могат да варират в милиардите слънчеви маси. Например, свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път има маса от около 40 000 слънца, а материята, която я заобикаля - наречена „акредиращ диск“, е огромни 4 милиарда слънца. Как се образуват свръхмасивни черни дупки? Ето една отлична подробна статия за свръхмасивни черни дупки, която надхвърля някои от конкурентните теории за тяхното формиране.
Черните дупки се предлагат в различни размери в зависимост от тяхната маса. Например, ако Слънцето се превърне в черна дупка (няма да е, тъй като ядрото е твърде малко), радиусът на черната дупка би бил около 3 км (1,86 мили). Ако чрез някакъв странен набор от обстоятелства Земята беше уплътнена в пространство, по-малко от радиуса на Скарцшилд, черната дупка щеше да бъде приблизително с размерите на фъстъка.
В центъра на черна дупка лежи онова, което се нарича сингулярност, при което масата на черната дупка се компресира до нула обем и се разрушава способността за обща относителност да описва случващото се тук.
Как да знаем, че съществуват черни дупки, ако те не излъчват никаква светлина? Доказателствата за звездни черни дупки идват от наблюдението на взаимодействията им в бинарните системи, а свръхмасивните черни дупки могат да се наблюдават с помощта на рентгенови телескопи, както и чрез гравитацията, която те упражняват върху звездите в галактика.
За да научите повече за черните дупки, в мрежата има доста ресурси. За начало Hubblesite има отлична енциклопедия, както и Stardate.org. Можете също така да разгледате останалата част от нашия раздел относно черните дупки в Ръководството за Космоса или да слушате множеството епизоди на астрономически роли по темата, като Епизоди 18, или въпросите, показани на Черни, Черни дупки.
Източници: NASA: Blackholes, NASA: Звезди, хиперфизика
