czarna dziura to jednokierunkowe wyjście z naszego wszechświata.
idea czarnej dziury – obiektu tak masywnego, że nic nie mogło ujść jej grawitacji – sięga XVII wieku. ale współczesna historia czarnych dziur naprawdę zaczyna się od rewolucyjnej teorii grawitacji Einsteina, ukończonej w 1917 roku. W ciągu ostatniego stulecia naukowcy wykorzystali teorię grawitacji Einsteina do opracowania obrazu tego, jakie muszą być czarne dziury. Oto niektóre z niesamowitych właściwości czarnych dziur, które przewidzieli.
w zasadzie każdy obiekt – nawet skała – można przekształcić w czarną dziurę, ściskając ją w wystarczająco małą objętość. W tych warunkach obiekt nadal upada pod własnym ciężarem, zgniatając się do rozmiaru zerowego. Jednak zgodnie z teorią Einsteina masa i grawitacja obiektu pozostają w tyle, w postaci ekstremalnego zniekształcenia przestrzeni i czasu wokół niego. To zniekształcenie przestrzeni i czasu to czarna dziura.
w przyrodzie jedynymi obiektami, które mogą samodzielnie utworzyć czarną dziurę, są duże gwiazdy – gwiazdy kilkakrotnie masywniejsze niż nasze własne słońce. Pod koniec życia gwiazdy te zapadają się pod własnym ciężarem, tworząc czarną dziurę. Podczas gdy pierwotna gwiazda może być szeroka na miliony mil, powstała czarna dziura ma zaledwie kilka mil średnicy. Sama dziura ma kształt kuli plażowej-kulistej.
powstała czarna dziura jest najciemniejszą czernią we wszechświecie: bez względu na to, jak silne światło na nią świecisz, żadne światło nigdy nie odbija się, ponieważ światło jest połykane przez dziurę. Czarna dziura jest prawdziwą ” dziurą „w przestrzeni: wszystko, co przekracza krawędź dziury – zwany” horyzontem ” dziury – zostaje połknięte na zawsze. Z tego powodu czarne dziury są uważane za krawędź przestrzeni, jednokierunkowe drzwi wyjściowe z naszego wszechświata; nic wewnątrz czarnej dziury nie może nigdy ponownie komunikować się z naszym wszechświatem, nawet w zasadzie.
jednak czarne dziury są jeszcze dziwniejsze. Gdy zbliżysz się do czarnej dziury, przepływ czasu spowalnia, w porównaniu do przepływu czasu daleko od dziury. (Zgodnie z teorią Einsteina, każde masywne ciało, w tym Ziemia, wywołuje ten efekt. Grawitacja Ziemi jest tak słaba, że spowolnienie czasu nie jest zauważalne, ale efekt został potwierdzony za pomocą czułych instrumentów. Na przykład, na poziomie morza starzejesz się o jedną miliardową sekundy mniej każdego roku, niż gdybyś żył na górze Mt. Everest.) W pobliżu czarnej dziury, spowolnienie czasu jest ekstremalne. Z punktu widzenia obserwatora poza czarną dziurą czas się zatrzymuje. Na przykład, obiekt wpadający do otworu wydaje się zamrożony w czasie na krawędzi otworu.
w czarnej dziurze kryje się prawdziwa tajemnica. Według teorii Einsteina czas i przestrzeń w pewnym sensie wymieniają się miejscami wewnątrz dziury. Wewnątrz czarnej dziury, sam przepływ czasu przyciąga spadające obiekty do środka czarnej dziury. Żadna siła we wszechświecie nie powstrzyma tego upadku, tak samo jak my możemy zatrzymać przepływ czasu.
w samym centrum czarnej dziury załamuje się nasze zrozumienie. Teoria grawitacji Einsteina zdaje się przewidywać, że sam czas jest niszczony w centrum dziury: czas dochodzi do nagłego końca. Z tego powodu czarna dziura jest czasami opisywana jako ” odwrotność stworzenia.”Ale nikt nie wie, jak i dlaczego czas mógł się nagle skończyć, tak samo jak my wiemy, w jaki sposób czas został stworzony. Teoria grawitacji Einsteina nie ma już zastosowania w tych najmniejszych skalach odległości i należy znaleźć nowe prawa natury, które opisują, co dzieje się w centrum czarnej dziury.
czy wnętrze czarnej dziury prowadzi do innego wszechświata, jak twierdzą niektórzy naukowcy? Prawda jest taka, że nikt tak naprawdę nie wie. Nie możemy przeprowadzić bezpośredniego eksperymentu, aby się dowiedzieć, nawet w zasadzie, ponieważ żadna informacja lub dowód nie może kiedykolwiek wydostać się z czarnej dziury. To właśnie sprawia, że tak ważne jest znajdowanie i badanie czarnych dziur z zewnątrz, a jednocześnie opracowywanie teorii, które mogą z większą pewnością przewidywać, co może się wydarzyć w środku czarnej dziury.
co innego można przewidzieć, jakie powinny być czarne dziury. Zupełnie inaczej jest polować na nie w przyrodzie. Czy czarne dziury naprawdę istnieją? Jeśli tak, to jacy są? Poznaj dowody na istnienie czarnych dziur w następnej sekcji >