Crne rupe su jedne od najtajanstvenijih i najfascinantnijih pojava u svemiru.
Ovi misteriozni objekti nisu nikad prestali intrigirati znanstvenike zbog njihove potpuno neuobičajene prirode koja proturiječi svemu što mislimo da znamo.
Međutim, onda se moramo zapitati: što sve zapravo znamo o crnim rupama u svemiru?
1. Nastanak crne rupe
Početak svake crne rupe obično započinje raspadom jedne zvijezde. Međutim, takve zvijezde su mnogo puta veće od našeg Sunca. Nakon “smrti” zvijezde, zbog njezine iznimne gravitacijske sile koju solarna radijacija ne može uravnotežiti, nastaje ekplozija nama poznatija nazivom supernova. S druge strane, u prijašnjoj jezgri zvijezde nastaje crna rupa.
2. Veličina i masa crne rupe
Ovisno o okolnostima formiranja, crne rupe mogu biti različite veličine. Crne rupe koje su stelarne mase su manje veličine, a masa im je obično 10 do 24 puta veća od mase Sunca. Supermasivne crne rupe su iznimno ogromne veličine, a masa im je milijun do milijardu puta veća od mase Sunca.
Vjeruje se da se ovakve crne rupe najčešće nalaze u središtu galaksija. U Mliječnoj stazi, astronomi su uspjeli pronaći supermasivnu crnu rupu Sagittarius A, koja se nalazi u njezinom centru.
3. Gravitacijska sila crnih rupa
Vjerojatno jedan od glavnih razloga zašto crne rupe fasciniraju suvremene znanstvenike je njihova enornmna gravitacijska sila. U astronomiji, brzina svjetlosti i svjetlosna godina se obično koriste kao jedinica za mjerenje velikih svemirskih udaljenosti. Svjetlost se giba u nama nezamislivim brzinama.
Međutim, gravitacija u crnim rupama je toliko jaka da čak niti svjetlost ne može pobjeći njezinim privlačnim silama. Pošto nam je potrebna svjetlost kako bismo vizualno percipirali naš svijet, naša percepcija ovih objekata manifestirala bi se u obliku potpuno crnih praznina, odnosno rupa.
4. Crne rupe mijenjaju vrijeme i prostor
Kako crne rupe djeluju svojom gravitacijom, one u osnovi mijenjaju dimenzije prostora i vremena oko sebe. Rubni dio crne rupe – horizont događaja – pokazuje distorzije u vremenu i prostoru i time može donekle biti vidljiv. Vrijeme koje je provedeno na horizontu drastično se razlikuje od vremena kojeg bismo proveli na Zemlji.
Par sekundi provedenih ovdje značilo bi par sati provedenih na Zemlji. Ovakvu pojavu znanstvenici nazivaju dilatacija vremena.
5. Suvremeni pristupi fizici gube smisao
Današnja razumijevanja u fizici i astronomiji temelje se na Einstenovoj teoriji relativnosti. U ovom kontekstu, ona tvrdi da se gibanja u svemiru temelje na gravitaciji i njezinoj sili koja mijenja prostor i vrijeme. Ova teorija zapravo objašnjava gotovo sve što trenutno znamo o astronomskim pojavama i objektima, poput gibanja zvijezda i planeta te na koji način oni međudjeluju. Jedini objekti na koje se ona nikako ne može primijeniti su crne rupe, koje svojom samom pojavom zapravo onemogućuju bilo kakav oblik preciziranja njihovog djelovanja. Sve što je za sada moguće napraviti jest spekulirati o njima.
6. Crne rupe mogu nestati
Ako ste se možda zapitali ako crne rupe mogu jednog dana nestati, odgovor je da – ali vjerojatno takvo nešto ne bismo doživili. U današnjim shvaćanjima svemira, predlaže se teorija koja nalaže da, kako bi svemir održao određenu ravnotežu, u vakuumu svaki trenutak nastaju parovi čestica koje se obično međusobno poništavaju.
Stephen Hawking primijenio je takvu teoriju kako bi objasnio zašto crne rupe emitiraju toplinu, iako po svim shvaćanjima ne bi trebale.
Tzv. Hawkingova radijacija nastaje kad parovi čestica na rubu horizonta događaja djeluju potpuno drugačije. Naime, čestica unutar crne rupe je ubrzo povučena gravitacijom, dok druga čestica nastavlja se gibati van crne rupe i time se konstantno stvara toplinu. Vjeruje se da Hawkingova radijacija oduzima masu crnoj rupi i da bi po tim shvaćanjima crne rupe mogle jednom “ispariti”, ali takvo nešto bi se ostvarilo tek nakon 1067 – 10100 godina njihovog postojanja.
7. Središte crne rupe je jedna jedina točka
Međutim, moguće je pretpostaviti da središte svake crne rupe je jedna točka koju nazivamo singularnost. Singularnost se smatra beskonačno gustom, zbog čega crna rupa može povući i “progutati” apsolutno sve. Pretpostavlja se da bilo što što prođe kroz crnu rupu – bilo da se radi o zvijezdama ili masivnim planetima – stvara proces u kojem se svaki objekt utjecajem gravitacije potiskuje u veličini kako bi ga naposljetku “upila” singularnost crne rupe.
8. Nastanak akrecijskog diska
Kako crne rupe privlače svaki objekt koji im prilazi, one mogu rasti u svojoj veličini. Međutim, u tom slučaju ne raste njihova jezgra, već disk koji se formira oko horizonta događaja. Kako gravitacija crne rupe obično ne može privući sve dijelove većih astronomskih objekata, dogodi se da takvi dijelovi počnu rotirati uz horizont događaja. Time se stvara akrecijski disk koji može biti izrazito vidljiv.
9. Revolucija oko crne rupe
Zapravo, potpuno je moguće okretati se oko crne rupe. Crne rupe nemaju privlačnu silu koja nadilazi horizont događaja, već ona djeluje samo kad bilo kakav objekt dođe u kontakt s njim. Kao primjer, pogledajmo naš Sunčev sustav.
Lako bi se povjerovalo da ako bi crna rupa bila u središtu našeg sustava, svi planeti bi nakon nekog vremena bilo privućeni u crnu rupu. Međutim, teorije nalažu potpuno suprotno. Ako pretpostavimo da bi crna rupa bila iste ili slične veličine kao Sunce, planeti našeg sustava bi nastavili rotirati kao da se ništa nije dogodilo. Zemlja, Merkur i Venera bi se zaledili zbog nedostatka izvora topline, ali ne bi došlo do nikakvih promjena u gibanju planeta.
10. Crne rupe nije lako detektirati
Pronaći crne rupe je zapravo vrlo težak zadatak. Prva pouzdana slika crne rupe bila je objavljena u javnost tek ranije 2019. godine. Umjesto toga, znanstvenici obično gledaju na reakcije koje crne rupe izazivaju u okolini. Obično se mogu uočiti ako se pokazuju anomalije među svemirskim objektima. Jedan indikator je vrlo jaka svjetlost koja nastaje kad je zvijezda u blizini crne rupe, koja obično nije uočljiva golim okom. Međutim, moguće je teleskopom uočiti ovakve reakcije i time pronaći potencijalnu lokaciju crne rupe.
Izvori:
- NASA (21. kolovoza 2018.). What Is a Black Hole?
- NASA Science Mission Directorate (n.d.). Black Holes.
- Profound Physics (n.d.). Why Time Slows Down Near a Black Hole: The Physics Explained.
- ScienceAlert (n.d.). What Is Hawking Radiation?
- Space.com (5. siječnja 2022.). Einstein’s theory of general relativity.
- NASA (8. rujna 2020.). What Are Black Holes?
Ja sam Marko Matas. Diplomirao sam studij pedagogije i nastavničkog smjera anglistike u Zadru. Bez obzira, vrlo sam znatiželjan te obožavam istraživati i druge znanosti. U slobodno vrijeme najviše proučavam astronomiju, povijest i biologiju te pronalazim manje poznate činjenice o istima.
