Супермасивне црне рупе: Галактички Бехемотхс

У центру наше галаксије постоји супермасивна црна рупа. То се не може видети директно кроз телескоп или нашим очима, али астрономи знају да је ту. У ствари, у срцима многих галаксија налазе се супермасивне црне рупе. Како астрономи знају да ова чудовишта вребају у галактичким језграма? Користе разне методе за проучавање светлости док пролази кроз црну рупу, а такође проучавају и регион око црне рупе да би разумели како она утиче на оближње облаке гаса, прашине, па чак и звезда. Тренутно је супермасивна црна рупа у Млечном путу, звана Стрелац А *, прилично тиха, а астрономи је прате у многим таласним дужинама светлости како би разумели њене акције.

Црне рупе су омиљени у научнофантастичним причама и медијима. Понекад се користе као нацрт за омогућавање некаквог трика међузвездних путовања. Или се приказују у путовању кроз време или неком другом важном елементу приче. Колико год овакве приче биле фасцинантне, стварност иза ових чудних бехемота је интригантнија него што писци могу да замисле. Које су чињенице о супермасивим црним рупама? Да ли иза научне фантастике стоји нека супер-масивна црна рупа? Хајде да сазнамо.

Обично, супермасивне црне рупе су само оно што им име каже: стварно, стварно масивне црне рупе. Они мере у стотинама хиљада соларних маса (једна соларна маса једнака је маси Сунца) до милијарди милијарди соларних маса. Поседују огромну моћ и имају невероватан утицај над својим галаксијама.

Већина супермасивних црних рупа постоји у језграма галаксије. Та централна локација омогућава им да (бар делимично) помогну да држе галаксије заједно. Њихова гравитација је толико огромна, због њихове невероватне масе, да су чак и звезде удаљене стотине хиљада светлосних година у орбити око њих и галаксија језгара које насељавају.

Кад год астрономи причају о црним рупама, главно својство које користе је постављање црних рупа од осталих "нормалних" објеката у њима универзум је густина. Ово је количина "ствари" упаковане у запремину црне рупе. Густина у језграма црних рупа је толико велика да у суштини постаје бесконачна. Конкретно, запремина (количина простора коју црна рупа заузима и њена скривена маса) приближава се нули. То значи да је мало више од ситне тачке у простору, али та ситна тачка, која се зове сингуларност, садржи невероватну количину масе. То га чини невероватно густим. Та густина је раширена по целом региону црне рупе, од сингуларности до хоризонт догађаја (што је тачка у којој је гравитација црне рупе превише јака да би ишта могла учинити одолети.

То звучи као да би унутрашњост црне рупе (изван хоризонта догађаја) могла да буде невероватно урушена, без простора. Занимљиво је да постоји мисаони експеримент који каже да просечна густина супермасивних црних рупа може бити мања од самог ваздуха који људи удишу. У ствари, што је већа маса мање густа је супермасивна црна рупа ако се узме у обзир целокупна запремина подручја од сингуларности до хоризонта догађаја. Маса би се дистрибуирала кроз тај регион, с више масе у сингуларности него у "периферији".

Ако је то тачно, тада не би било могуће само приступити супермасивној црној рупи, него је то могуће теоретски падају у супермасирану црну рупу и опстају прилично дуго док се не приближе јединственост. Међутим, постоји један велики проблем: гравитација. Толико је јак да би све екстремно гравитацијско повлачење раздвојило све што се провуче иза хоризонта догађаја. Толико о путовању црвоточине!

Формирање супермасивних црних рупа још увек је једна од мистерија астрофизике. Нормалне црне рупе су основни остаци који су заостали од супернова експлозија огромне звезде. Што је звезда масивнија, маснију црну рупу за собом оставља.

Могло би се, дакле, претпоставити да настају супермасивне црне рупе од распада супермасивне звезде. Проблем је што је мало таквих звезда детектирано. Штавише, физика нам говори да уопште не би требало да постоје. Међутим, знају. Најмасовније звезде су десетине до сто пута веће од Сунца. Неколико ретких хипергираната могу бити до 300 звезданих маса. Ипак, чак су и ова чудовишта далеко од врсте маса која би била потребна за стварање супермасивне црне рупе. Најблаже речено: потребно је много више масе да би се направила супермасивна црна рупа него што је садржано у чак и најснажнијим звездама.

Дакле, ако ти предмети нису створени на традиционалан начин као друге црне рупе, одакле потичу црне рупе чудовишта? Водећа идеја је да су формирали што мање-мање црне рупе за изградњу великих. На крају би нагомилавање масе довело до стварања супермасивне црне рупе. То је хијерархијска теорија изградње супермасивне црне рупе. Постоје одређени проблеми с том теоријом, јер она захтева проучавање супермасивних црних рупа "средње масе". Они би били "ин б степ" од мањих црних рупа до супермасивих чудовишта. Астрономи почињу да откривају више њих и проучавају њихове посебне карактеристике да би попунили празнине у хијерархијској теорији.

Друга водећа теорија о стварању супермасивних црних рупа је да су се оне формирале у првим тренуцима после Велики прасак. Наравно, није све у потпуности схваћено о условима током тог времена како би се схватило како су црне рупе играле улогу и шта је подстакло њихово формирање.

Проматрања познатих црних рупа супермасивне и средње масе сугерирају да је теорија спајања вјероватно најједноставније објашњење. Испитивање најстаријих, најудаљенијих и масивних супермасивних црних рупа, куасарс конкретно, показује да постоје докази да спајање многих галаксија играо улогу. Кад се галаксије спајају, изгледа да се раде и њихове црне рупе. Спајања играју улогу у обликовању галаксија које данас видимо и зато има смисла да се њихове средишње црне рупе могу појавити за време вожње и расти заједно са галаксијама. Интересантно је да када се те црне рупе споје, одашиљу пуно енергије. Радња такође емитује гравитационе таласе које астрономи тек сада могу да мере.

Ако је спајање одговор, онда они могу делимично решити средњи проблем црне рупе. У оба случаја одговор још није јасан. Треба урадити много више посла да се посматра и карактерише галаксије и њихове црне рупе.

Враћајући се научној фантастици и црним рупама, постоје својства која у потпуности савијају ум који су писци користили. Приче о брже од путовања лаганим, међузвездним путовањем путовање временом прожима романе научне фантастике. Постоје чак и теорије да су црне рупе капија алтернативним универзумима.

Да ли постоји било какав доказ који подржава било коју од ових идеја? Заправо, да, иако само у веома екстремним околностима. Идеја да се црне рупе користе као црвоточине које нас некако повезују са другом страном свемира постоји већ деценијама. То је сјајна и маштовита фантазија која вјероватно неће ускоро постати стварност.

Могућности су чак израчунате користећи озбиљну физику и општа релативност. Теоретски, те ствари би се могле десити, као што је приказано у филму из 2014. године Интерстеллар. Физичар који је сарађивао са ствараоцима филма смислио је неке теоријске идеје које су подржале филм и научно су радиле. Међутим, потребна технологија још увек није доступна и требало би да буду задовољени разни посебни услови. Али ко зна - велики део технологије коју људи данас користе за лет такође се некад сматрао немогућом.

• Супермасивне црне рупе постоје у срцима многих галаксија, укључујући Млијечни пут.
• Неке галаксије, попут Андромеда галаксије, могу имати више од једног од тих чудовишта.
• Када се галаксије спајају, њихове црне рупе се такође могу спојити.
• Супермасивне црне рупе могу имати до милијарде звјезданих маса скривених унутра.
• Наш властити Млечни пут има супермасирану црну рупу која се зове Стрелац А *

• Мохон, Лее. "Супермасивне црне рупе прерастају своје галаксије." НАСА, НАСА, 15. фебруара. 2018, ввв.наса.гов/миссион_пагес/цхандра/невс/супермассиве-блацк-холес-аре-оутгровинг-тхеир-галакиес.хтмл.
• Саплакоглу, Иасемин. „Нула у томе како су настале супермасивне црне рупе.“ Сциентифиц Америцан, 29 септембра 2017, ввв.сциентистамерицан.цом/артицле/зероинг-ин-он-хов-супермассиве-блацк-холес-формед1/.
• „Супермасивна црна рупа | ЦОСМОС. " Центар за астрофизику и супер рачунарство, астрономија.свин.еду.ау/цосмос/с/супермассиве црна рупа.

Уредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен.