7 fakta aneh tentang lubang hitam

Lubang hitam mungkin ciri-ciri yang paling mengagumkan di alam semesta kita. Seperti terowong gelap yang panjang ke mana-mana (atau pelupusan sampah gergasi), lekapan misteri ini di ruang angkasa menarik tarikan graviti yang begitu mengerikan bahawa tidak ada yang dekat - bahkan tidak terang - boleh melarikan diri daripada ditelan. Apa yang masuk, (kebanyakannya) tidak pernah keluar. (Lebih pada yang kemudian.)

Oleh sebab itu, lubang hitam tidak dapat dilihat oleh mata, tanpa cahaya seperti ruang kosong yang mengelilinginya. Para saintis tahu bahawa mereka tidak wujud kerana mereka dapat melihat lubang sebenar, tetapi kerana lubang gravitasi besar lubang hitam mempengaruhi orbit bintang dan gas berhampiran. Satu lagi petunjuk adalah sinaran yang dapat dikesan yang dipancarkan sebagai gas yang disedut adalah superheated. Malah, pelepasan X-ray yang kuat ini membawa kepada penemuan lubang hitam pertama, Cygnus X-1 dalam buruj Cygnus, pada tahun 1964.

Sekiranya semua ini seperti fiksyen sains, bacalah. Ia hanya hujung gunung ais kosmik. Seperti yang ditemui oleh para saintis, lubang hitam lebih asing daripada fiksyen sains. Berikut adalah tujuh misteri untuk merenung.

1. Lubang hitam mengganggu masa dan ruang di sekitar mereka.

Jika anda berlaku untuk terbang berhampiran lubang hitam, tarikan graviti melampau akan semakin melambatkan masa dan ruang meleding. Anda akan ditarik lebih dekat, secara beransur-ansur menyertai cakera pertambahan bahan angkasa (bintang, gas, habuk, planet) yang melayang ke arah arah ufuk peristiwa atau "titik tidak kembali." Sebaik sahaja anda menyeberangi sempadan ini, graviti akan mengatasi semua kemungkinan melarikan diri dan anda akan teramat panjang, atau "spaghettified" ketika anda menjunam ke arah singulariti di pusat lubang hitam - satu titik kecil yang tidak dapat dikesan dengan jisim besar di mana graviti dan kepadatan secara teorinya mendekati infiniti dan lengkung ruang masa tak terhingga. Dalam erti kata lain, anda akan digosok dan dibinasakan di tempat yang menentang undang-undang fizik sama seperti yang kita fahami.

Lakukan perjalanan simulasi di sini:

2. Lubang hitam datang dalam saiz kecil, kecil dan besar.

Lubang- lubang hitam jisim berukuran besar adalah jenis yang paling biasa. Mereka terbentuk apabila bintang mati besar, atau supernova, meletup dan baki runtuhan teras dari berat graviti sendiri. Akhirnya, ia memampatkan ke dalam singulariti yang kecil dan padat yang membentuk pusat. Sebenarnya, lubang hitam tidak benar-benar lubang, tetapi perkara yang sangat dipadatkan dengan jejak kaki graviti outsized. Lubang hitam jisim liar biasanya berat kira-kira 10 kali lebih banyak daripada matahari kita, walaupun saintis telah menemui beberapa yang jauh lebih besar.

Lubang hitam supermassive adalah yang terbesar di alam semesta, ada yang berjuta-juta kali dari matahari kita. Para saintis tidak faham sepenuhnya bagaimana bentuknya, tetapi pemikiran-pemikiran yang luar biasa ini mungkin muncul sesaat selepas Big Bang dan dipercayai wujud di pusat setiap galaksi, bahkan yang paling kecil. Galaksi Bimasakti kita sendiri mengelilingi Sagittarius A * (atau Sgr A *), yang mengandungi jisim sekitar 4 juta matahari.

Penyelidik juga baru-baru ini mendapati lubang hitam siluman yang kelihatan menyapu bahan dan gas pada kadar yang lebih perlahan, yang bermaksud lebih sedikit sinaran X dipancarkan supaya mereka lebih sukar untuk mengesan. Astronom juga percaya terdapat lubang hitam primordial yang terbentuk dalam beberapa saat selepas Big Bang. Mini-misteri ini masih belum diperhatikan, tetapi yang terkecil mungkin lebih kecil daripada atom (tetapi dengan massa asteroid), dan alam semesta mungkin mengamuk dengan mereka.

Lubang hitam supermassive Sagittarius A * (tengah) terletak di tengah-tengah galaksi Milky Way kami. Imej ini, diambil dengan teleskop angkasa Chandra X-Ray NASA, menunjukkan gema cahaya (mengelilingi) dari ledakan sinar-X baru-baru ini. (Foto: NASA / Wikimedia Commons)

3. Terdapat terlalu banyak lubang hitam untuk dikira.

Galaksi Milky Way semata-mata dianggap sebagai pelabuhan 100 juta lubang hitam besar, ditambah dengan Sgr A * supermasif. Dengan 100 bilion galaksi di luar sana, masing-masing dengan 100 juta lubang hitam besar-besaran dan raksasa supermassive teras (belum lagi jenis lain yang ditemui), seperti cuba mengira butiran pasir.

4. Lubang-lubang hitam memakan benda-benda - dan selalu meludahkannya.

Makhluk-makhluk hitam yang yakin, lubang hitam tidak berkeliaran di alam semesta seperti pemangsa lapar, mengamati planet dan mangsa lain untuk makan malam. Sebaliknya, makhluk-makhluk surgawi ini berpesta dengan bahan yang mengorbit terlalu dekat, seperti bintang malang yang saintis menyaksikan ditelan untuk dekad yang lalu (makanan hitam paling panjang yang pernah direkodkan). Berita baiknya adalah bahawa Bumi tidak berada di landasan perlanggaran dengan mana-mana lubang hitam yang diketahui.

Tetapi hanya kerana kita tidak mungkin ditenggelamkan, tidak bermakna kita tidak perlu risau. Itulah sebabnya Sgr A * (dan mungkin raksasa supermassive lain) kadang-kadang membuang "spitballs" bersaiz planet yang boleh suatu hari nanti buat kita.

Bagaimana spitballs melarikan diri dari cengkeram lubang hitam? Mereka sebenarnya terbuat dari bahan yang tergelincir dari cakera akretion sebelum melewati titik tanpa pengembalian dan menyambung ke dalam ketulan. Dalam kes Sgr A *, kepingan-kepingan yang kuat ini dimuntahkan ke dalam galaksi kita sehingga 20 juta batu sejam. Inilah yang diharapkan tidak pernah zum terlalu dekat dengan sistem suria kita.

5. Lubang hitam supermassive juga melahirkan bintang-bintang dan menentukan berapa bintang bintang galaksi.

Dengan cara yang sama bahawa serpihan bersaiz planet diusir dari cakera akretion, penemuan baru-baru ini menunjukkan bahawa lubang hitam raksasa kadang-kadang melepaskan bahan yang cukup untuk membentuk bintang baru. Malah lebih hebat lagi, ada juga tanah di dalam ruang yang jauh, jauh di luar galaksi asalnya.

Dan satu kajian baru dalam jurnal Nature, yang dikeluarkan pada bulan Januari, menunjukkan bahawa lubang hitam supermasif bukan hanya membuat bintang baru, mereka mengawal berapa banyak bintang galaksi yang mendapat secara langsung memberi kesan kepada berapa cepat proses pembentukan bintang dimatikan. Pembentukan bintang, mungkin pelik, berhenti lebih cepat di galaksi dengan lebih kecil - dengan cara bercakap - lubang hitam di pusat.

Ketahui lebih lanjut mengenai pembentukan bintang lubang hitam di sini:

6. Ia mungkin untuk melihat ke dalam jurang.

Acara Horizon Telescope yang baru - dikuasakan oleh sembilan teleskop resolusi tertinggi di dunia - baru-baru ini mengambil gambar kali pertama dari acara acara yang mengelilingi dua lubang hitam. Satu adalah Sgr A * kita sendiri dan yang lain adalah lubang hitam supermasif di pusat galaksi Messier 87, 53 juta tahun cahaya jauhnya. Imej yang terakhir, yang kini dijuluki Powehi, mengejutkan ahli astronomi pada April 2019, tetapi sesi foto itu juga menimbulkan minat baru dalam persoalan yang berterusan mengenai apa yang kelihatan seperti lubang hitam dan undang-undang fizik yang memusnahkan fikiran yang mendorong mereka.

7. Namun satu lagi penumbuk kepala hitam ...

Astronom di Afrika Selatan baru-baru ini terjumpa kawasan rantau yang jauh di mana lubang hitam supermasif di beberapa galaksi sejajar dengan arah yang sama. Iaitu, pelepasan gas mereka semua jet keluar seolah-olah mereka disegerakkan oleh reka bentuk. Teori-teori semasa tidak dapat menjelaskan bagaimana lubang hitam sehingga 300 juta tahun cahaya adalah wujud dalam konsert. Malah, satu-satunya cara yang mungkin, kata penyelidik, adalah jika lubang hitam ini berputar ke arah yang sama - sesuatu yang mungkin berlaku semasa pembentukan galaksi di alam semesta awal.

Nota editor: Kisah ini pada asalnya ditulis pada April 2017 dan telah dikemas kini dengan maklumat baru.

Artikel Berkaitan