Μαθαίνουμε το σύμπαν . Μαύρες τρύπες

1.Τι είναι οι μαύρες τρύπες?

Είναι τα πιο μυστηριώδη αντικείμενα στον κόσμο.Αν και αόρατες,για τους αστρονόμους είναι πραγματικές όσο πραγματικός είναι ο Ήλιος,η Σελήνη και τ’αστέρια. Πιστεύουν πως οι μαύρες τρύπες συνθέτουν περιοχές του απώτατου χώρου και χρόνου.Η ονομασία της συμβολίζει τη συγκέντρωση μεγάλης σε ποσότητα μάζας που συγκεντρώθηκε σε ελάχιστο χώρο απ’το οποίο δεν θα μπορούσε να αντιδράσει.Ενώ η έντονη βαρυτική της έλξη δημιουργεί περίεργα φαινόμενα.Μια μαύρη τρύπα είναι δύσκολο να κατανοηθεί απ’τον ανθρώπινο νου και ίσως αυτό να οφείλεται κατά ένα μέρος στον όρο τρύπα,με τον οποίο πολλοί απ’εμάς φανταζόμαστε ένα βαθούλωμα πάνω σε μια επιφάνεια.Επιπλέον, υπονοεί και την έννοια της έλλειψης ύλης..Μια μαύρη τρύπα όμως είναι τελείως διαφορετική.Είναι μια σφαίρα ύλης και όχι ένα κενό ύλης.

2.Τι μέγεθος έχουν?

  Οι μαύρες τρύπες ποικίλουν σε μέγεθος.Οι πιο συνηθισμένες έχουν μάζα 10 Ήλιων.Είναι απομεινάρια κάποιων μεγάλων αστέρων που εξερράγησαν. Υπάρχουν επίσης τεράστιες μαύρες τρύπες κρυμμένες στα κέντρα φαινομενικά ήσυχων γαλαξιών.Οι επιστήμονες πιστεύουν επίσης πως υπάρχουν αμέτρητες μαύρες τρύπες που έχουν το μέγεθος ενός ατόμου.Δημιουργήθηκαν κατά τη γέννηση του Σύμπαντος και συνεχώς μικραίνουν.

3.Ο Einstein πέρασε τη δοκιμασία

 Ο Einstein διατύπωσε την άποψη ότι η βαρύτητα του Ήλιου καμπυλώνει το χώρο εκτρέποντας το φως των αστεριών που βρίσκονται πίσω του.Οι αστρονόμοι έλεγξαν την άποψη του το 1919,κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης-τη μόνη στιγμή που μπορούν να παρατηρηθούν τα αστέρια κοντά στον Ήλιο.Η φαινομενική θέση των αστεριών  ήταν πράγματι μετατοπισμένη ελαφρά,όπως είχε προβλέψει.

δείτε στο πλήρως ψηφιακό  βίντεο που ετοιμάσαμε τα βήματα του κειμένου της ανάρτησης 

Μαθαίνοντας το σύμπαν . Οι μαύρες τρύπες from georgios papadosifos georgiou on Vimeo.

4.Εσοχές στο «πλέγμα» του χώρου

 Ο Einstein σκεφτόταν τον κενό χώρο σαν ένα λεπτό ελαστικό σεντόνι.Αν τοποθετήσει κανείς ένα βαρύ αντικείμενο,όπως μια μπάλα μπιλιάρδου,πάνω στο σεντόνι δημιουργεί μια εσοχή.Ο Ήλιος ,που είναι το σώμα με τη μεγαλύτερη μάζα στο ηλιακό μας σύστημα ,καμπυλώνει το χώρο γύρω του,δημιουργώντας μια εσοχή ή αλλιώς ένα «βαρυτικό πηγάδι».Ότι κινείται στο διάστημα ακολουθεί μια καμπυλωμένη τροχιά όταν συναντά αυτή την εσοχή του χώρου.Ένα μήνα μετά τη δημοσίευση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας απ’τον Einstein Γερμανός φυσικός Karl Schwarzschild ανακάλυψε ότι οι εξισώσεις της οδηγούσαν σε μια εκπληκτική πρόβλεψη.Μια περιοχή του χώρου ήταν δυνατό να διαταραχθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε να αποκοπεί απ’το Σύμπαν.Τα σώματα έπεφταν,αλλά δεν μπορούσαν ποτέ να βγουν απ’αυτή.Σήμερα μια τέτοια περιοχή την ονομάζουμε μαύρη τρύπα.Ο ίδιος ο Einstein δεν πίστευε στις μαύρες τρύπες αλλά αυτή τη φορά έκανε λάθος.Αρχικά,η θεωρία του Schwarzschild για τη μαύρη τρύπα μοιάζει με εκείνη που προέβλεψε η θεωρία του Νεύτωνα.Όμως μόνο η θεωρία του Einstein μπορεί να ερμηνεύσει με ακρίβεια τη συμπεριφορά του χώρου,του φωτός και της ύλης κοντά σε μια μαύρη τρύπα.Οι μαθηματικοί έχουν επιπλέον χρησιμοποιήσει τη γενική θεωρία της σχετικότητας για να υπολογίσουν τι συμβαίνει στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας.

  5. Πέφτοντας σε μια μαύρη τρύπα

Θα ήταν μοιραίο αν έπεφτε κανείς σε μια τρύπα που δημιουργήθηκε απ’το θάνατο ενός αστεριού με μάζα μερικές φορές εκείνη του Ήλιου.Αυτή η τρύπα καμπυλώνει το χώρο τόσο απότομα ,που ο αστροναύτης θα έπεφτε σε ένα απότομο βαρυτικό πηγάδι.Θα αισθανόταν ένα πολύ ισχυρό τράβηγμα στα πόδια.Καθώς θα πλησίαζε την τρύπα,το σώμα του θα μάκραινε και θα λέπταινε.Τελικά αυτή η επιμήκυνση θα τον διέλυε.

 6.Σκουληκότρυπες

 Το ταξίδι μέσα απ’τις μαύρες τρύπες είναι επικίνδυνο.Πέρα από τους κινδύνους της επιμήκυνσης και των συγκρούσεων με τις ανωμαλίες, η σήραγγα που συνδέει μια μαύρη τρύπα μ’ένα άλλο σύμπαν μένει ανοιχτή για λίγο και μετά καταρρέει.Αλλά μπορεί να υπάρξει μια εναλλακτική λύση ,αν και για την ώρα υπάρχει μόνο στη θεωρία.Ίσως μια μέρα οι επιστήμονες μπορέσουν να εξαλείψουν τη μανία μιας μαύρης τρύπας χρησιμοποιώντας το αντίθετο της βαρύτητας ώστε να δημιουργήσουν μια σκουληκότρυπα. Μια σκουληκότρυπα έχει δύο στόμια που συνδέονται με μια σήραγγα καμπυλωμένου χώρου.Σε αντίθεση με τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας,το στόμιο μιας σκουληκότρυπας επιτρέπει σκουληκότρυπα έχει επιπλέον το πλεονέκτημα ότι μπορεί να συνδέει διάφορα μέρη του δικού μας σύμπαντος δίνοντας τη δυνατότητα της γρήγορης μετακίνησης ανάμεσα σε δύο μακρινές περιοχές.

7.Η δική μας μαύρη τρύπα

  Ο γαλαξίας μας «Μilky way»(=Γαλακτώδες Ποτάμι) βρίσκεται προς τον αστερισμό του Τοξότη, περίπου 25,000 έτη φωτός μακριά απ’ τη  γη, με εκατομμύρια άστρα να στριμώχνονται στο κέντρο του. Η πλέον εξωτερική περιοχή του κέντρου που έχει πλάτος 500 έτη φωτός,είναι γνωστή ως εξόγκωμα,το οποίο λάμπει πίσω απ΄τη σκόνη.Κρυμμένο στα νέφη είναι το mini-Σπείραμα(με τρεις βραχίονες),το οποίο περιβάλλει τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία.Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα, γνωστή ως Άστρο, Τοξότης Α, είναι γεωμετρικό κέντρο του γαλαξία μας. Είναι τρία εκατομμύρια φορές βαρύτερη απ’τη μάζα του Ήλιου μας.Ο ορίζοντας γεγονότων της εκτείνεται περίπου σε 39 εκατ. χιλιόμετρα.Οι μαύρες τρύπες στο κέντρο γαλαξιών έχουν τεράστια όρεξη.Τρέφονται με διαστρικό αέριο και σκόνη και εκπέμπουν ακτινοβολία.

Με ποιο τρόπο γίνεται ένα άστρο μαύρη τρύπα;

Από τη στιγμή που γεννιέται ένα άστρο μέχρι και το θάνατό του αντιπαλεύει συνεχώς ενάντια στη δύναμη της βαρύτητας. Πρόκειται για μια πάλη που αργά ή γρήγορα είναι καταδικασμένο να χάσει. Και ανάλογα με την ύλη που περιέχει στο τέλος της ζωής του ένα άστρο θα έχει έναν από τρεις διαφορετικούς τρόπους θανάτου. Συγκεκριμένα άστρα με πυρήνα μέχρι 1.4 ηλιακές μάζες θα γίνει λευκός νάνος. Άστρα που κατορθώνουν να συγκρατήσουν στον πυρήνα τους υλικά από 1.4 έως 2.5 ηλιακές μάζες μετατρέπονται σε πάλσαρ ή άστρα νετρονίων. Αν όμως ο πυρήνας των άστρων στο τέλος της ζωής τους ξεπερνά τις 2.5 ηλιακές μάζες μετατρέπεται σε μαύρη τρύπα, γιατί τίποτα δεν μπορεί να αντισταθεί στη δύναμη της βαρύτητας.

Για να πεθάνει όμως ένα άστρο καίει τα καύσιμά του. Και οι περισσότεροι ξέρουμε ότι ένα αστέρι είναι ένας τεράστιος, καταπληκτικής ισχύος, αντιδραστήρας σύντηξης των ελαφρών στοιχείων. Επειδή τα αστέρια έχουν πολύ μάζα και είναι φτιαγμένα από αέριο υδρογόνο και λίγο ήλιο, υπάρχει ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο που προσπαθεί πάντα να φέρει βαρυτική κατάρρευση στο άστρο. Οι αντιδράσεις σύντηξης, που συμβαίνουν στον πυρήνα του άστρου, είναι σαν μια γιγαντιαία βόμβα σύντηξης που προσπαθεί να ανατινάξει το άστρο. Η ισορροπία μεταξύ των βαρυτικών δυνάμεων και των εκρηκτικών δυνάμεων είναι αυτό που καθορίζει εν τέλει το μέγεθος του αστεριού.

Μετά τη γέννηση ενός άστρου – από τη συμπύκνωση μεγάλων μαζών γαλαξιακού αερίου υδρογόνου κυρίως – αρχίζει και η σύντηξη των ελαφρών στοιχείων στον πυρήνα του. Κι αυτή η σύντηξη δημιουργεί μια τρομακτική πίεση από το κέντρο του άστρου προς τα έξω και η οποία αντισταθμίζεται για εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια χρόνια από τη βαρύτητα.

Απάντηση

Αρέσει σε %d bloggers: