Qora tuynuk nima va u qanday ishlaydi?
Qora tuynuklar koinotdagi eng qiziqarli va sirli hodisalardan biridir. Bu konsepsiya birinchi marta astrofizik, nazariyotchi va matematik Karl Shvartsshild tomonidan 1916-yilda, Albert Eynshteyn o'zining umumiy nisbiylik nazariyasini nashr etganidan ko'p o'tmay, taklif qilingan. Kundalik hayotimizdan juda uzoqda bo'lib tuyulsa-da, qora tuynuklarni tushunish koinotni boshqaradigan fizikaning asosiy qonunlari haqida chuqur tushuncha berishi mumkin.
Qora tuynuk nima?
Sodda qilib aytganda, qora tuynuk - bu fazo-vaqtdagi tortishish kuchi shunchalik kuchli bo'lgan mintaqaki, hech narsa, hatto yorug'lik ham qochib qutula olmaydi. Qora tuynuklar juda massiv yulduz hayot aylanishining oxirida tortishish kuchining pasayishiga uchraganda hosil bo'ladi. Massiv yulduz yadro yoqilg'isi tugagach, uning tortishish kuchi uni ushlab turgan boshqa kuchlar uchun juda kuchli bo'lib qoladi va bu yulduzning singularlik deb ataladigan nuqtaga - yulduz massasi juda kichik hajmga siqilgan joyga - qulashiga olib keladi.
Singularlik atrofida "hodisa gorizonti" deb nomlanuvchi chegara mavjud. Hodisa gorizonti qaytmaslik nuqtasidir; biror narsa hodisa gorizontidan o'tib ketgach, u qora tuynukka so'riladi va undan qochib qutula olmaydi. Singularlikdan hodisa gorizontigacha bo'lgan masofa Shvartsshild radiusi (Rs) deb ataladi, bu qora tuynuk massasining to'g'ridan-to'g'ri funksiyasi hisoblanadi.
Qora tuynuk tuzilishi
Qora tuynuk odatda ikkita asosiy qismga ega deb ta'riflanadi: singularlik va voqealar gorizonti.
1. O'ziga xoslik:
Singularlik qora tuynukning markazi bo'lib, u yerda barcha massa cheksiz kichik fazoga siqiladi. Bu nuqtada fazo-vaqtning zichligi va egriligi cheksiz bo'ladi va biz bilgan fizika qonunlari (shu jumladan umumiy nisbiylik nazariyasi Eynshteyn) o'z kuchini yo'qotdi.
2. Tadbirlar ufqi:
Hodisa gorizonti - bu tortishish kuchi shunchalik kuchli bo'ladigan chegara bo'lib, hech qanday ma'lumot, shu jumladan yorug'lik ham qochib qutula olmaydi. Hodisa gorizontidan o'tgan har qanday narsa iz qoldirmasdan singularlikka singib ketadi.
Qora tuynuklar tasnifi
Qora tuynuklarni ularning massasiga qarab tasniflash mumkin:
1. Yulduzli qora tuynuklar:
Bu turdagi qora tuynuk yadroning qulashi natijasida hosil bo'ladi. hayot aylanishining oxiridagi ulkan yulduzlar Yulduz qora tuynukining massasi odatda Quyosh massasining 3 baravaridan bir necha o'n baravarigacha.
2. Oraliq qora tuynuklar:
Bu tur yulduz qora tuynukidan kattaroq, ammo supermassiv qora tuynukdan kichikroq. Oraliq qora tuynuklarning massasi yuzlab va minglab Quyosh massalari orasida o'zgarib turadi. Bu hodisaga misollar kam uchraydi va ularning qanday paydo bo'lishi noma'lumligicha qolmoqda.
3. Juda katta qora tuynuklar:
Bu turdagi qora tuynuklar odatda bizning Somon Yo'li galaktikalarimiz markazida, jumladan, galaktikalarning markazida joylashgan. Ularning massasi Quyosh massasidan milliardlab marta ko'p bo'lishi mumkin. Shakllanish nazariyasi Supermassiv qora tuynuklarga bir nechta yulduz qora tuynuklarining birlashishi va ko'p miqdordagi kosmik gaz va changning to'planishi kiradi.
Qora tuynuklar qanday ishlaydi?
Jismlar yoki materiya qora tuynukka yaqinlashganda, ular kuchli tortishish kuchini boshdan kechiradilar. Biroq, voqea gorizontidan o'tishdan oldin, bu materiya darhol so'rilmaydi, balki qora tuynuk atrofida akkretsiya diskini hosil qiladi. Bu akkretsiya diski ishqalanish va kuchli tortishish bosimi ta'sirida juda yuqori haroratgacha qizdirilgan materiyadan iborat bo'lib, ko'pincha rentgen nurlari shaklida katta miqdorda nurlanish chiqaradi.
Qora tuynuklar bilan ko'pincha bog'liq bo'lgan yana bir hodisa vaqtning nisbiyligi yoki vaqtning kengayishidir. Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasiga ko'ra , vaqt juda kuchli tortishish maydonlarida sekinroq harakatlanadi. Shuning uchun, qora tuynukdan uzoqda bo'lgan kuzatuvchi uchun vaqt voqea ufqiga yaqin jismlar uchun to'xtagandek tuyuladi. Aksincha, qora tuynukka yaqinlashayotgan jismlar uchun vaqt voqea ufqidan tashqarida juda tez harakatlanadi.
Atrofdagi moddalarga ta'siri
Qora tuynuklar atrofidagi materiya va energiyaga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Qora tuynuklar atrofida hosil bo'lgan akkretsiya disklari elektromagnit nurlanish shaklida juda katta miqdorda energiya chiqaradi . Ba'zi hollarda, akkretsiya diskidan olingan material yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda harakatlanadigan yuqori energiyali zarrachalar oqimlari bo'lgan relyativistik oqimlarda otilishi mumkin. Bu oqimlar qora tuynuk atrofidagi galaktikalar va galaktika klasterlarining tuzilishiga ta'sir qilishi mumkin.
Qora tuynuklarning kosmologiyaga ta'siri
Qora tuynuklarni o'rganish kvant fizikasidan kosmologiyagacha bo'lgan turli fan sohalari uchun chuqur ahamiyatga ega. Qora tuynuklarning materiya va energiya bilan qanday o'zaro ta'sir qilishini tushunish olimlarga Yerda takrorlanib bo'lmaydigan ekstremal sharoitlarni o'rganishga yordam beradi. Bu, shuningdek, koinotning tuzilishi va evolyutsiyasi haqida yangi kashfiyotlar uchun yo'l ochadi.
Eng hayratlanarli kashfiyotlardan biri 2015-yilda LIGO (Lazer Interferometr Gravitatsion To'lqin Observatoriyasi) tomonidan ikkita qora tuynukning birlashishi natijasida gravitatsion to'lqinlarning aniqlanishi bo'ldi . Ushbu aniqlanish nafaqat qora tuynuklarning mavjudligini tasdiqladi, balki astronomiyada yangi davrni ham ochdi, bu bizga elektromagnit nurlanish orqali kuzatilmaydigan kosmik hodisalarni aniqlash va o'rganish imkonini berdi.
Yopish
Qora tuynuklar fiziklar uchun koinot haqidagi fundamental nazariyalarni sinab ko'rish uchun tabiiy laboratoriyalardir. Singularliklardan tortib, akkretsiya disklari va relyativistik oqimlargacha, qora tuynuklarning har bir jihati koinotning eng katta va eng kichik miqyosda qanday ishlashi haqida yangi tushunchalar beradi. Ularning sirlari hali ham hal qilinmagan bo'lsa-da, tadqiqotlar davom etmoqda va bu bizni ushbu ajoyib kosmik hodisalarni yanada kengroq tushunishga yaqinlashtiradi.
