7 ข้อเท็จจริงแปลก ๆ เกี่ยวกับหลุมดำ

หลุมดำอาจเป็นคุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดในจักรวาลของเรา เช่นเดียวกับอุโมงค์สีเข้มยาวถึงที่ไหนเลย (หรือการกำจัดขยะขนาดยักษ์) การติดตั้งลึกลับเหล่านี้ในอวกาศออกแรงดึงแรงโน้มถ่วงดังนั้นการจับที่ไม่มีอะไรใกล้ ๆ - ไม่แม้แต่แสง - สามารถหลบหนีจากการถูกกลืนได้ สิ่งที่เกิดขึ้น (ส่วนใหญ่) ไม่เคยออกมา (เพิ่มเติมในภายหลัง)

ด้วยเหตุนี้หลุมดำจึงมองไม่เห็นดวงตาเช่นเดียวกับที่ว่างเปล่าที่ว่างเปล่าพื้นที่มืดรอบ ๆ พวกเขา นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าพวกเขาไม่มีอยู่เพราะพวกเขาสามารถเห็นหลุมจริง แต่เนื่องจากความโน้มถ่วงแรงโน้มถ่วงอันยิ่งใหญ่ของหลุมดำส่งผลกระทบต่อวงโคจรของดาวฤกษ์และก๊าซใกล้เคียง เงื่อนงำอีกประการหนึ่งคือรังสีที่ตรวจพบได้ซึ่งปล่อยออกมาเป็นก๊าซที่ถูกดูดเข้ามานั้นมีความร้อนสูงที่สุด ในความเป็นจริงการปล่อยรังสีเอกซ์ที่แข็งแกร่งเหล่านี้นำไปสู่การค้นพบหลุมดำแรก Cygnus X-1 ในกลุ่มดาว Cygnus ในปี 1964

หากทั้งหมดนี้ฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์อ่านต่อ มันเป็นเพียงส่วนปลายของภูเขาน้ำแข็งจักรวาล ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นพบหลุมดำก็เป็นคนแปลกหน้ากว่านิยายวิทยาศาสตร์ นี่คือเจ็ดลึกลับที่จะไตร่ตรอง

1. หลุมดำบิดเบือนเวลาและพื้นที่รอบ ๆ พวกเขา

หากคุณเกิดขึ้นใกล้หลุมดำการดึงแรงโน้มถ่วงของมันจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆช้าลงเวลาและพื้นที่แปรปรวน- คุณจะถูกดึงเข้ามาใกล้มากขึ้นเรื่อย ๆ เข้าร่วมดิสก์สะสมของวัสดุอวกาศที่โคจรรอบ (ดาว, ก๊าซ, ฝุ่น, ดาวเคราะห์) หมุนวนเข้าสู่ขอบฟ้าเหตุการณ์หรือ "จุดที่ไม่กลับมา" เมื่อคุณข้ามเขตแดนนี้แรงโน้มถ่วงจะเอาชนะโอกาสในการหลบหนีทั้งหมดและคุณจะได้รับการยืดเยื้ออย่างยิ่งหรือ "สปาเก็ตต์" ในขณะที่คุณพุ่งไปที่ความเป็นเอกเทศที่ศูนย์กลางของหลุมดำ-จุดเล็ก ๆ ที่ไม่น่าเชื่อ กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณจะถูกกลืนกินและทำลายล้างในสถานที่ที่ท้าทายกฎของฟิสิกส์อย่างเต็มที่เมื่อเราเข้าใจพวกเขา

ใช้เวลาเดินทางจำลอง

2. หลุมดำมาในขนาดเล็กขนาดกลางและขนาดมหึมา

ขนาดกลางหลุมดำมวลดาวฤกษ์เป็นประเภทที่พบมากที่สุด พวกเขาก่อตัวขึ้นเมื่อดาวที่กำลังจะตายขนาดใหญ่หรือซูเปอร์โนวาระเบิดและแกนที่เหลือจะยุบจากน้ำหนักของแรงโน้มถ่วงของตัวเอง ในที่สุดมันก็บีบอัดเป็นเอกพจน์ขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูงอย่างไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งเป็นศูนย์กลาง ในความเป็นจริงแล้วหลุมดำไม่ได้เป็นหลุมจริง ๆ แต่จุดของสสารที่มีขนาดใหญ่มากด้วยรอยเท้าแรงโน้มถ่วงที่มีขนาดใหญ่กว่า โดยทั่วไปแล้วหลุมดำมวลดาวฤกษ์มักจะมีน้ำหนักมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราประมาณ 10 เท่านักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบไม่กี่ที่มีขนาดใหญ่กว่าอย่างมาก

หลุมดำสุดยอดเป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในจักรวาลบางคนมีมวลชนหลายพันล้านครั้งของดวงอาทิตย์ของเรา นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าพวกเขาก่อตัวขึ้นอย่างไร แต่นักเขียนเรื่องท้องฟ้าขนาดใหญ่เหล่านี้อาจปรากฏตัวไม่นานหลังจากบิ๊กแบงและเชื่อว่ามีอยู่ที่ศูนย์กลางของกาแลคซีทุกแห่งน้อยที่สุด- กาแลคซีทางช้างเผือกของเราหมุนวนรอบราศีธนู A* (หรือ Sgr a*) ซึ่งมีมวลประมาณ 4 ล้านดวง

นักวิจัยได้ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้หลุมดำซ่อนตัวที่ดูเหมือนจะกินวัสดุและก๊าซในอัตราที่ช้าลงซึ่งหมายความว่ารังสีเอกซ์น้อยลงถูกปล่อยออกมาดังนั้นจึงตรวจจับได้ยากขึ้น นักดาราศาสตร์ยังเชื่อว่ามีขนาดเล็กหลุมดำดึกดำบรรพ์เกิดขึ้นในไม่กี่วินาทีหลังจากบิ๊กแบง mini-mysteries เหล่านี้ยังไม่ได้รับการสังเกต แต่สิ่งที่เล็กที่สุดอาจมีขนาดเล็กกว่าอะตอม (แต่มีมวลของดาวเคราะห์น้อย) และจักรวาลอาจจะเป็นจับกลุ่มกับพวกเขา-

3. มีหลุมดำมากเกินไปที่จะนับ

กาแล็กซี่ทางช้างเผือกเพียงอย่างเดียวคือความคิดที่จะอยู่ระหว่าง10 ล้านถึงหนึ่งพันล้านหลุมดำมวลดาวฤกษ์รวมทั้ง sgr sgr a* ที่หัวใจของมัน ด้วยกาแลคซี 100 พันล้านกาแลคซีแต่ละแห่งมีหลุมดำมวลดาวฤกษ์นับล้านและมอนสเตอร์สุดยอดหลัก (ไม่ต้องพูดถึงประเภทอื่น ๆ ที่ถูกค้นพบ) มันเหมือนกับการพยายามนับเม็ดทราย

4. หลุมดำกลืนกินสิ่งต่าง ๆ - และคายออกเป็นประจำ

หลุมดำที่ได้รับการรับรองไม่ได้ท่องไปในจักรวาลเหมือนนักล่าที่หิวโหยดาวเคราะห์ที่สะกดรอยตามและเหยื่อพื้นที่อื่น ๆ สำหรับมื้อค่ำ แต่สัตว์ป่าสวรรค์เหล่านี้ฉลองวัสดุที่โคจรอยู่ใกล้เกินไปเช่นเดียวกับดาวที่โชคร้ายที่นักวิทยาศาสตร์ได้ดูถูกกลืนกินในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา (มื้อหลุมดำที่ยาวที่สุดเคยบันทึกไว้) ข่าวดีก็คือโลกไม่ได้อยู่ในเส้นทางชนกับหลุมดำที่รู้จัก

แต่เพียงเพราะเราไม่น่าจะถูก slurped ลงไม่ได้หมายความว่าเราไม่ควรกังวล นั่นเป็นเพราะ sgr a* (และน่าจะเป็น behemoths พิเศษอื่น ๆ ) บางครั้งก็พุ่งออก "Spitballs" ขนาดดาวเคราะห์ที่อาจทำให้เราเข้ามาสักวันหนึ่ง

Spitballs หลบหนีเงื้อมมือของหลุมดำได้อย่างไร? จริง ๆ แล้วพวกเขาทำจากสสารที่หลุดออกมาจากดิสก์สะสมก่อนที่จะผ่านจุดที่ไม่มีผลตอบแทนและรวมตัวกันเป็นชิ้น ในกรณีของ Sgr A*ชิ้นส่วนที่หนักหน่วงเหล่านี้จะถูกพ่นเข้าไปในกาแลคซีของเรามากถึง 20 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง นี่คือความหวังว่าจะไม่ซูมใกล้กับระบบสุริยจักรวาลของเรามากเกินไป

5. หลุมดำมวลมหาศาลยังให้กำเนิดดวงดาวและกำหนดจำนวนดาวที่ได้รับจากกาแลคซีจำนวนเท่าใด

ในทำนองเดียวกับที่ชิ้นส่วนขนาดเท่าดาวเคราะห์ถูกขับออกจากดิสก์การสะสมการค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำ behemoth บางครั้งคลี่คลายวัสดุที่เพียงพอที่จะสร้างทั้งหมดดาวดวงใหม่- น่าทึ่งยิ่งกว่านั้นบางคนถึงกับลงจอดในอวกาศลึกเกินกาแลคซีแห่งต้นกำเนิดของพวกเขา

และการศึกษาปี 2018 ในวารสาร Nature ชี้ให้เห็นว่าหลุมดำมวลมหาศาลไม่เพียง แต่สร้างดาวดวงใหม่เท่านั้นพวกเขาควบคุมจำนวนดาวที่ได้รับจาก Galaxyโดยการส่งผลโดยตรงต่อความรวดเร็วของกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ปิด การก่อตัวของดาวอาจจะแปลก ๆ หยุดเร็วขึ้นในกาแลคซีที่มีขนาดเล็กลง - ในลักษณะของการพูด - หลุมดำตรงกลาง

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวสีดำหลุม:

6. เป็นไปได้ที่จะจ้องมองเข้าไปในก้นบึ้ง

กล้องโทรทรรศน์ Horizon Event Horizon ซึ่งขับเคลื่อนโดยกล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดสูงที่สุดในโลกเก้าตัว-เพิ่งถ่ายรูปครั้งแรกของขอบเขตเหตุการณ์รอบ ๆ สองหลุมดำ- หนึ่งคือ sgr a* ของเราเองและอีกอันคือหลุมดำมวลมหาศาลที่ศูนย์กลางของ Galaxy Messier 87, 53 ล้านปีแสงที่อยู่ห่างออกไป ภาพหลังนักดาราศาสตร์ประหลาดใจในเดือนเมษายน 2019 แต่เซสชั่นภาพถ่ายยังทำให้เกิดความสนใจใหม่ในคำถามอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับหลุมดำที่มีลักษณะอย่างไร

7. ยังมีอาการหัวหลุมดำอีกตัวหนึ่ง

นักดาราศาสตร์ในแอฟริกาใต้เพิ่งพบกับพื้นที่ห่างไกลที่มีหลุมดำมวลมหาศาลในหลายกาแลคซีจัดแนวในทิศทางเดียวกัน- นั่นคือการปล่อยก๊าซของพวกเขาทั้งหมดเจ็ทออกราวกับว่าพวกเขาถูกซิงโครไนซ์โดยการออกแบบ ทฤษฎีปัจจุบันไม่สามารถอธิบายได้ว่าหลุมดำสามารถแยกออกจากกันได้ถึง 300 ล้านปีแสงที่ปรากฏในคอนเสิร์ตอย่างไร ในความเป็นจริงวิธีเดียวที่เป็นไปได้นักวิจัยกล่าวว่าถ้าหลุมดำเหล่านี้หมุนไปในทิศทางเดียวกัน - สิ่งที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการก่อตัวของกาแลคซีในจักรวาลยุคแรก