Juodosios skylės (bet ne rankinukai)

Juodoji skylė... taip kasdien vadinu savo rankinę, kai joje ieškau raktų. Tačiau šį kartą norėčiau papasakoti apie šiek tiek kitokias, kosmines juodąsias skyles. Tai yra vienas keisčiausių dalykų, egzistuojančių mūsų visatoje!

1. Iš kur jos atsiranda?

Juodosios skylės atsiranda iš žvaigždžių. Žvaigždės yra masyvūs vandenilio atomų rinkiniai. Jų šerdyje visuomet vyksta branduolinės reakcijos, kurių metu dėl spaudimo vandenilio atomai virsta helio atomais ir šio virsmo metu yra išskiriama perteklinė energija.

Kadangi Niutonui obuolys krito ant galvos, galima pamanyti, jog gravitacijos veikimo kryptis yra nukreipta iš paviršiaus į centrą :) Tuo tarpu žvaigždės šerdyje vykstančių branduolinių reakcijų metu išsiskyrusi energija juda iš centro į paviršių. Kol yra pusiausvyra tarp šių jėgų (gravitacijos ir energijos, išsiskyrusios vandeniliui virstant į helį), tol žvaigždė yra stabili ir sau ramiai kūrenasi.

Tačiau, jei žvaigždė yra tikrai labai masyvi (daug didesnės masės nei mūsų Saulė), jos šerdyje vykstant branduolinėms reakcijoms neapsiribojama tik vandenilio virsmu į helį – gaunami vis sunkesni elementai. T.y. jei spaudžiant vandenilį gauname helį, tai tokiose žvaigždėse gautas helis yra taip pat spaudžiamas ir jis virsta anglimi. Tuomet anglį ištinka toks pat likimas ir jis virsta neonu, neonas virsta deguonimi, deguonis siliciu ir galiausiai silicis virsta geležimi.

Visų šių virsmų metu yra išskiriama energija iki tol, kol pagaminamas galutinis produktas - geležis. Su geležiu nevyksta jokios branduolinės reakcijos, todėl jis išlieka savimi ir nesistengia būti kažkuo, kuo nėra... Žodžiu visi lengvesni elementai kurenasi ir virsta vis sunkesniais, o hipsteris geležis vis kaupiasi ir kaupiasi šerdyje.

Kadangi žvaigždės centre pasiekiamas kritinis geležies kiekis, o geležis, nebesukuria jokios energijos, kuri judėtų nuo centro link paviršiaus, gravitacinė jėga laimi šią kovą. Taigi, gravitacija sutriuškina žvaigždę, t.y. jos šerdis subliūkšta vos per mažą sekundės dalį ir žvaigždė ima trauktis. Besitraukiant šerdžiai, ji į save įtraukia ir visą likusią žvaigždės masę. BAAAM! Tai vadinama Super Novos sprogimu.

Dėl tokio sprogimo gimsta:

a) Neutroninė žvaigždė

b) Jei pradinės žvaigždės masė buvo labai didelė, tai Super Novos sprogimo metu gimsta juodoji skylė.

2. Juodosios skylės anatomija

Pagal bendrąją reliatyvumo teoriją, objektui susitraukus žemiau kritinio skersmens, jo tolesnio traukimosi nebegali sustabdyti jokios jėgos, todėl juodoji skylė susitraukia iki taško, kuris vadinamas gravitaciniu singuliarumu. Singuliarumo taške erdvėlaikis yra be galo iškreipiamas, o žinomi fizikos dėsniai nustoja galioti.

Įvykių horizontas – riba, kurią peržengus, iš juodosios skylės nebegali pabėgti niekas, kas juda mažesniu už šviesą greičiu, tačiau tokio greičio negali viršyti joks materialus kūnas.

Schwarzschild spindulys nurodo atstuma nuo singuliarumo iki įvykių horizonto.

3. Kas būtų jei įkrisčiau į juodąją skylę?

Visų pirma, tai būtų labai nemalonu :/

Juodoji skylė turi tokį stiprų gravitacinį lauką, jog peržengus įvykių horizontą, norint iš ten pabėgti, turėtume skuosti greičiu, didesniu už šviesos greitį. Kas šiaip jau yra neįmanoma, todėl net šviesa patekusi į juodąją skylę yra visiškai bejėgė.

Huffington post puslapyje radau labai gerą juodosios skylės iliustraciją. Jei objektas yra ant įvykių horizonto, šviesa sustoja. Jei įvykių horizontas yra peržengiamas, objektas įtraukiamas į vidų kaip makaronas ir kadangi jis tikrai negali judėti greičiau nei šviesa, vadinasi jis yra tempiamas į juodąją skylę be galimybės iš ten ištrūkti.

Puikus tokio juodosios skylės beširdiškumo pavyzdys yra žvaigždės suvalgymas. Jei žvaigždė priartėja pakankamai arti juodosios skylės, ji būna įsiurbiama. Dėl juodosios skylės gravitacijos žvaigždė yra smarkiai ištempiama kol galų gale ji išyra. Tuo metu juodoji skylė išspajauna milžinišką kiekį energijos, kuris atrodo kaip blyksnis. Toks blyksnis gali tęstis mėnesius ar net metus kol žudomos žvaigždės dujos atvėsta. Taip pat į kosminę erdvę yra išspinduliuojamas ir nemažas kiekis ultravioletinės bei rentgeno spinduliuotės. Tokiu būdu sunaikinamas bet koks šalia esantis ar blyksnio kelyje pasipainiojęs objektas.

Tai tiek trumpai apie tokius paslaptingus mūsų visatos gyventojus – juodąsias skyles :) Gražios žiemos ir daug balto kietosios fazės H2O!