Was sind die Hauptmerkmale eines Schwarzen Lochs? In der Nähe eines Schwarzen Lochs ist alles verzerrt. Woraus besteht ein Schwarzes Loch?

Schwarze Löcher gehören zu den mächtigsten und geheimnisvollsten Objekten im Universum. Sie entstehen nach der Zerstörung eines Sterns.

Die NASA hat eine Reihe atemberaubender Bilder von vermeintlichen Schwarzen Löchern in den Weiten des Weltraums zusammengestellt.

Hier ist ein Foto der nahegelegenen Galaxie Centaurus A, aufgenommen vom Röntgenobservatorium Chandra. Dies zeigt den Einfluss eines supermassereichen Schwarzen Lochs innerhalb einer Galaxie.

Die NASA gab kürzlich bekannt, dass aus einem explodierenden Stern in einer nahegelegenen Galaxie ein Schwarzes Loch entsteht. Laut Discovery News befindet sich dieses Loch in der M-100-Galaxie, 50 Millionen Jahre von der Erde entfernt.

Hier ist ein weiteres sehr interessantes Foto vom Chandra-Observatorium, das die Galaxie M82 zeigt. Die Nasa geht davon aus, dass das Abgebildete die Ausgangspunkte für zwei supermassereiche Schwarze Löcher sein könnte. Forscher gehen davon aus, dass die Bildung von Schwarzen Löchern beginnt, wenn Sterne ihre Ressourcen erschöpfen und ausbrennen. Sie werden durch ihr eigenes Schwerkraftgewicht zerquetscht.

Wissenschaftler verbinden die Existenz von Schwarzen Löchern mit Einsteins Relativitätstheorie. Experten nutzen Einsteins Verständnis der Schwerkraft, um die enorme Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs zu bestimmen. Auf dem dargestellten Foto stimmen Informationen des Chandra-Röntgenobservatoriums mit Bildern überein, die vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden. Die NASA geht davon aus, dass sich diese beiden Schwarzen Löcher seit 30 Jahren spiralförmig aufeinander zubewegen und mit der Zeit zu einem großen Schwarzen Loch werden könnten.

Dies ist das stärkste Schwarze Loch in der kosmischen Galaxie M87. Subatomare Teilchen, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, weisen darauf hin, dass sich im Zentrum dieser Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet. Es wird angenommen, dass es Materie in der Menge von 2 Millionen unserer Sonnen „absorbiert“.

Die NASA glaubt, dass dieses Bild zwei supermassereiche Schwarze Löcher zeigt, die kollidieren und ein System bilden. Oder handelt es sich um den sogenannten „Slingshot-Effekt“, bei dem ein System aus 3 Schwarzen Löchern entsteht. Wenn Sterne Supernovae sind, können sie kollabieren und sich erneut bilden, was zur Bildung von Schwarzen Löchern führt.

Diese künstlerische Darstellung zeigt ein Schwarzes Loch, das Gas von einem nahegelegenen Stern ansaugt. Ein Schwarzes Loch hat diese Farbe, weil sein Gravitationsfeld so dicht ist, dass es Licht absorbiert. Schwarze Löcher sind unsichtbar, daher spekulieren Wissenschaftler nur über ihre Existenz. Ihre Größe kann nur einem Atom oder einer Milliarde Sonnen entsprechen.

Diese künstlerische Darstellung zeigt einen Quasar, ein supermassereiches Schwarzes Loch, das von rotierenden Teilchen umgeben ist. Dieser Quasar befindet sich im Zentrum der Galaxie. Quasare sind an frühes Stadium Bei der Geburt eines Schwarzen Lochs können sie jedoch mehrere Milliarden Jahre lang existieren. Dennoch geht man davon aus, dass sie in alten Epochen des Universums entstanden sind. Es wird angenommen, dass alle „neuen“ Quasare einfach vor unserer Sicht verborgen blieben.

Die Spitzer- und Hubble-Teleskope haben falschfarbige Teilchenstrahlen eingefangen, die aus einem riesigen, mächtigen Schwarzen Loch schießen. Es wird angenommen, dass sich diese Jets über 100.000 Lichtjahre im Weltraum erstrecken und so groß sind wie die Milchstraße unserer Galaxie. Verschiedene Farben entstehen aus unterschiedlichen Lichtwellen. In unserer Galaxie gibt es ein mächtiges Schwarzes Loch, Sagittarius A. Die NASA glaubt, dass seine Masse der Masse von 4 Millionen unserer Sonnen entspricht.

Dieses Bild zeigt einen Mikroquasar, bei dem es sich vermutlich um ein kleineres Schwarzes Loch mit der gleichen Masse wie ein Stern handelt. Würde man in ein Schwarzes Loch fallen, würde man an dessen Grenze den Zeithorizont überschreiten. Selbst wenn Sie nicht von der Schwerkraft erdrückt werden, werden Sie niemals aus einem Schwarzen Loch zurückkehren. In einem dunklen Raum ist es unmöglich, Sie zu sehen. Jeder Reisende in ein Schwarzes Loch wird durch die Schwerkraft auseinandergerissen.

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Datum der Veröffentlichung: 27.09.2012

Die meisten Menschen haben eine vage oder falsche Vorstellung davon, was Schwarze Löcher sind. Mittlerweile sind dies so globale und mächtige Objekte des Universums, im Vergleich zu denen unser Planet und unser gesamtes Leben nichts sind.

Wesen

Dies ist ein kosmisches Objekt mit einer so enormen Schwerkraft, dass es alles absorbiert, was innerhalb seiner Grenzen liegt. Im Wesentlichen ist ein Schwarzes Loch ein Objekt, das nicht einmal Licht aussendet und die Raumzeit krümmt. Sogar die Zeit vergeht in der Nähe von Schwarzen Löchern langsamer.

Tatsächlich ist die Existenz von Schwarzen Löchern nur eine Theorie (und ein wenig Praxis). Wissenschaftler haben Annahmen und praktische Erfahrungen, konnten Schwarze Löcher jedoch noch nicht genau untersuchen. Daher werden als Schwarze Löcher üblicherweise alle Objekte bezeichnet, die dazu passen diese Beschreibung. Schwarze Löcher sind wenig erforscht und daher bleiben viele Fragen ungelöst.

Beliebig schwarzes Loch Es gibt einen Ereignishorizont – diese Grenze, hinter der nichts mehr entkommen kann. Darüber hinaus bewegt sich ein Objekt umso langsamer, je näher es einem Schwarzen Loch ist.

Ausbildung

Es gibt verschiedene Arten und Methoden zur Bildung von Schwarzen Löchern:
- die Bildung von Schwarzen Löchern als Folge der Entstehung des Universums. Solche Schwarzen Löcher entstanden unmittelbar nach dem Urknall.
- sterbende Sterne. Wenn ein Stern seine Energie verliert und thermonukleare Reaktionen aufhören, beginnt der Stern zu schrumpfen. Je nach Kompressionsgrad werden Neutronensterne, Weiße Zwerge und tatsächlich Schwarze Löcher unterschieden.
- durch Experiment gewonnen. Beispielsweise kann in einem Collider ein Quantenschwarzes Loch entstehen.

Versionen

Viele Wissenschaftler neigen zu der Annahme, dass Schwarze Löcher die gesamte absorbierte Materie an anderer Stelle ausstoßen. Diese. Es muss „weiße Löcher“ geben, die nach einem anderen Prinzip funktionieren. Wenn man in ein Schwarzes Loch eindringen kann, aber nicht herauskommt, dann kann man im Gegenteil nicht in ein Weißes Loch gelangen. Das Hauptargument der Wissenschaftler sind die im Weltraum aufgezeichneten scharfen und kraftvollen Energieausbrüche.

Befürworter der Stringtheorie haben im Allgemeinen ihr eigenes Modell eines Schwarzen Lochs erstellt, das keine Informationen zerstört. Ihre Theorie heißt „Fuzzball“ – sie ermöglicht es uns, Fragen im Zusammenhang mit der Singularität und dem Verschwinden von Informationen zu beantworten.

Was ist Singularität und Informationsverschwinden? Eine Singularität ist ein Punkt im Raum, der durch unendlichen Druck und unendliche Dichte gekennzeichnet ist. Viele Menschen sind durch die Tatsache der Singularität verwirrt, weil Physiker nicht mit unendlichen Zahlen arbeiten können. Viele sind sich sicher, dass es in einem Schwarzen Loch eine Singularität gibt, seine Eigenschaften werden jedoch sehr oberflächlich beschrieben.

Wenn wir reden in einfacher Sprache, dann ergeben sich alle Probleme und Missverständnisse aus dem Zusammenhang zwischen Quantenmechanik und Schwerkraft. Bisher können Wissenschaftler keine Theorie aufstellen, die sie vereint. Und deshalb entstehen Probleme mit einem Schwarzen Loch. Schließlich scheint ein Schwarzes Loch Informationen zu zerstören, gleichzeitig werden aber die Grundlagen der Quantenmechanik verletzt. Obwohl S. Hawking erst vor kurzem eine Entscheidung getroffen zu haben schien diese Frage, der besagt, dass Informationen in Schwarzen Löchern doch nicht zerstört werden.

Stereotypen

Erstens können Schwarze Löcher nicht ewig existieren. Und das alles dank der Hawking-Verdunstung. Daher besteht kein Grund zu der Annahme, dass Schwarze Löcher früher oder später das Universum verschlucken werden.

Zweitens wird unsere Sonne kein Schwarzes Loch werden. Da wird die Masse unseres Sterns nicht ausreichen. Es ist wahrscheinlicher, dass sich unsere Sonne in einen Weißen Zwerg verwandelt (und das ist keine Tatsache).

Drittens wird der Large Hadron Collider unsere Erde nicht zerstören, indem er ein Schwarzes Loch erzeugt. Selbst wenn sie absichtlich ein Schwarzes Loch erzeugen und es „freisetzen“, wird es aufgrund seiner geringen Größe unseren Planeten für sehr, sehr lange Zeit verschlingen.

Viertens muss man nicht denken, dass ein Schwarzes Loch ein „Loch“ im Weltraum ist. Ein Schwarzes Loch ist ein kugelförmiges Objekt. Daher die Mehrheit der Meinungen, dass Schwarze Löcher zu einem Paralleluniversum führen. Diese Tatsache ist jedoch noch nicht bewiesen.

Fünftens hat ein Schwarzes Loch keine Farbe. Der Nachweis erfolgt entweder durch Röntgenstrahlung oder vor dem Hintergrund anderer Galaxien und Sterne (Linseneffekt).

Aufgrund der Tatsache, dass Menschen Schwarze Löcher oft mit Wurmlöchern (die tatsächlich existieren) verwechseln, haben einige gewöhnliche Menschen Diese Konzepte unterscheiden sich nicht. Mit einem Wurmloch kann man sich wirklich in Raum und Zeit bewegen, allerdings bisher nur in der Theorie.

Komplexe Dinge in einfachen Worten

Es ist schwierig, ein solches Phänomen in einfacher Sprache als Schwarzes Loch zu beschreiben. Wenn Sie sich für einen Technikfreak halten, der sich mit den exakten Wissenschaften auskennt, dann rate ich Ihnen, die Werke von Wissenschaftlern direkt zu lesen. Wenn Sie mehr über dieses Phänomen erfahren möchten, lesen Sie die Werke von Stephen Hawking. Er hat viel für die Wissenschaft getan, insbesondere im Bereich der Schwarzen Löcher. Nach ihm ist die Verdampfung von Schwarzen Löchern benannt. Er ist ein Befürworter des pädagogischen Ansatzes und daher werden alle seine Werke auch für den Durchschnittsbürger verständlich sein.

Bücher:
- „Schwarze Löcher und junge Universen“ 1993.
- „Die Welt auf den Punkt gebracht 2001.“
- « Kurze Geschichte Universum 2005"

Besonders empfehlen möchte ich seine populärwissenschaftlichen Filme, die es Ihnen verraten werden in klarer Sprache nicht nur über Schwarze Löcher, sondern auch über das Universum im Allgemeinen:
- „Stephen Hawkings Universum“ – eine Serie mit 6 Episoden.
- „Deep into the Universe with Stephen Hawking“ – eine Serie mit 3 Episoden.
Alle diese Filme wurden ins Russische übersetzt und werden oft auf Discovery-Kanälen gezeigt.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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Das Konzept eines Schwarzen Lochs ist jedem bekannt – vom Schulkind bis zum älteren Menschen; es wird in der Science- und Fiction-Literatur, in den gelben Medien und auf wissenschaftlichen Konferenzen verwendet. Doch was genau solche Löcher sind, ist nicht jedem bekannt.

Aus der Geschichte der Schwarzen Löcher

1783 Die erste Hypothese über die Existenz eines solchen Phänomens wie eines Schwarzen Lochs wurde 1783 vom englischen Wissenschaftler John Michell aufgestellt. In seiner Theorie kombinierte er zwei von Newtons Schöpfungen – Optik und Mechanik. Michells Idee war folgende: Wenn Licht ein Strom ist winzige Partikel Dann müssen Teilchen wie alle anderen Körper die Anziehungskraft eines Gravitationsfeldes erfahren. Es stellt sich heraus, dass es für das Licht umso schwieriger ist, seiner Anziehungskraft zu widerstehen, je massereicher der Stern ist. 13 Jahre nach Michell stellte der französische Astronom und Mathematiker Laplace (höchstwahrscheinlich unabhängig von seinem britischen Kollegen) eine ähnliche Theorie auf.

1915 Alle ihre Werke blieben jedoch bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts unbeansprucht. Im Jahr 1915 veröffentlichte Albert Einstein die Allgemeine Relativitätstheorie und zeigte, dass die Schwerkraft die durch Materie verursachte Krümmung der Raumzeit ist. Einige Monate später nutzte der deutsche Astronom und theoretische Physiker Karl Schwarzschild sie, um ein spezifisches astronomisches Problem zu lösen. Er erforschte die Struktur der gekrümmten Raumzeit um die Sonne und entdeckte das Phänomen der Schwarzen Löcher wieder.

(John Wheeler prägte den Begriff „Schwarze Löcher“)

1967 Der amerikanische Physiker John Wheeler skizzierte einen Raum, der wie ein Stück Papier zu einem unendlich kleinen Punkt zerknittert werden kann, und bezeichnete ihn mit dem Begriff „Schwarzes Loch“.

1974 Der britische Physiker Stephen Hawking hat bewiesen, dass Schwarze Löcher, obwohl sie Materie ohne Rückkehr absorbieren, Strahlung aussenden und schließlich verdampfen können. Dieses Phänomen wird „Hawking-Strahlung“ genannt.

Unsere Zeit. Die neueste Forschung zu Pulsaren und Quasaren sowie die Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung haben es endlich möglich gemacht, das Konzept der Schwarzen Löcher selbst zu beschreiben. Im Jahr 2013 kam die G2-Gaswolke sehr nahe Nahe Entfernung Während sich die Bewegung auf ein Schwarzes Loch zubewegt und höchstwahrscheinlich von diesem absorbiert wird, bieten die Beobachtungen eines einzigartigen Prozesses enorme Möglichkeiten für neue Entdeckungen der Merkmale von Schwarzen Löchern.

Was schwarze Löcher eigentlich sind

Eine lakonische Erklärung des Phänomens sieht so aus. Ein Schwarzes Loch ist ein Raum-Zeit-Bereich, dessen Anziehungskraft so stark ist, dass kein Objekt, auch keine Lichtquanten, ihn verlassen kann.

Das Schwarze Loch war einst ein massereicher Stern. Während in seinen Tiefen thermonukleare Reaktionen stattfinden Bluthochdruck, alles bleibt normal. Doch mit der Zeit geht der Energievorrat zur Neige und der Himmelskörper beginnt unter dem Einfluss seiner eigenen Schwerkraft zu schrumpfen. Die letzte Phase dieses Prozesses ist der Kollaps des Sternkerns und die Bildung eines Schwarzen Lochs.

• 1. Ein Schwarzes Loch stößt einen Jet mit hoher Geschwindigkeit aus


• 2. Eine Materiescheibe wächst zu einem Schwarzen Loch heran


• 3. Schwarzes Loch


• 4. Detailliertes Diagramm der Region des Schwarzen Lochs


• 5. Größe der neu gefundenen Beobachtungen

Die am weitesten verbreitete Theorie besagt, dass es in jeder Galaxie ähnliche Phänomene gibt, auch im Zentrum unserer Milchstraße. Die enorme Schwerkraft des Lochs ist in der Lage, mehrere Galaxien um sich herum festzuhalten und sie daran zu hindern, sich voneinander zu entfernen. Der „Abdeckungsbereich“ kann unterschiedlich sein, alles hängt von der Masse des Sterns ab, der sich in ein Schwarzes Loch verwandelt hat, und kann Tausende von Lichtjahren betragen.

Schwarzschild-Radius

Die Haupteigenschaft eines Schwarzen Lochs besteht darin, dass jegliche Substanz, die hineinfällt, niemals zurückkehren kann. Dasselbe gilt auch für Licht. Im Kern sind Löcher Körper, die das auf sie einfallende Licht vollständig absorbieren und kein eigenes Licht abgeben. Solche Objekte können visuell als Klumpen absoluter Dunkelheit erscheinen.

• 1. Materie mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegen


• 2. Photonenring


• 3. Innerer Photonenring


• 4. Ereignishorizont in einem Schwarzen Loch

Basierend auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie kann ein Körper nicht mehr zurückkehren, wenn er sich einem kritischen Abstand zum Zentrum des Lochs nähert. Dieser Abstand wird Schwarzschildradius genannt. Was genau innerhalb dieses Radius passiert, ist nicht sicher bekannt, aber es gibt die gängigste Theorie. Es wird angenommen, dass die gesamte Materie eines Schwarzen Lochs in einem unendlich kleinen Punkt konzentriert ist und sich in seinem Zentrum ein Objekt mit unendlicher Dichte befindet, was Wissenschaftler als singuläre Störung bezeichnen.

Wie kommt es dazu, dass man in ein Schwarzes Loch fällt?

(Auf dem Bild sieht das Schwarze Loch Sagittarius A* wie ein extrem heller Lichthaufen aus)

Vor nicht allzu langer Zeit, im Jahr 2011, entdeckten Wissenschaftler eine Gaswolke und gaben ihr den einfachen Namen G2, die emittiert ungewöhnliches Licht. Dieses Leuchten könnte auf die Reibung im Gas und Staub zurückzuführen sein, die durch das Schwarze Loch Sagittarius A* verursacht wird, das es als Akkretionsscheibe umkreist. So werden wir zu Beobachtern des erstaunlichen Phänomens der Absorption einer Gaswolke durch ein supermassereiches Schwarzes Loch.

Von neueste Forschung Die größte Annäherung an das Schwarze Loch wird im März 2014 erfolgen. Wir können uns ein Bild davon machen, wie dieses aufregende Spektakel stattfinden wird.

• 1. Wenn eine Gaswolke zum ersten Mal in den Daten auftaucht, ähnelt sie einer riesigen Kugel aus Gas und Staub.


• 2. Jetzt, im Juni 2013, ist die Wolke Dutzende Milliarden Kilometer vom Schwarzen Loch entfernt. Es fällt mit einer Geschwindigkeit von 2500 km/s hinein.


• 3. Es wird erwartet, dass die Wolke am Schwarzen Loch vorbeizieht, aber Gezeitenkräfte, die durch den Unterschied in der Schwerkraft an der Vorder- und Hinterkante der Wolke entstehen, werden dazu führen, dass sie eine zunehmend längliche Form annimmt.


• 4. Nachdem die Wolke auseinandergerissen ist, wird das meiste davon höchstwahrscheinlich in die Akkretionsscheibe um Sagittarius A* fließen und dort Stoßwellen erzeugen. Die Temperatur wird auf mehrere Millionen Grad steigen.


• 5. Ein Teil der Wolke wird direkt in das Schwarze Loch fallen. Niemand weiß genau, was als nächstes mit dieser Substanz passieren wird, aber es wird erwartet, dass sie beim Fallen starke Röntgenstrahlen aussendet und nie wieder gesehen wird.

Video: Schwarzes Loch verschluckt eine Gaswolke

(Computersimulation, wie am meisten Gaswolke G2 wird vom Schwarzen Loch Sagittarius A*) zerstört und absorbiert

Was ist in einem Schwarzen Loch?

Es gibt eine Theorie, die besagt, dass ein Schwarzes Loch im Inneren praktisch leer ist und seine gesamte Masse in einem unglaublich kleinen Punkt in seinem Zentrum konzentriert ist – der Singularität.

Einer anderen Theorie zufolge, die seit einem halben Jahrhundert existiert, gelangt alles, was in ein Schwarzes Loch fällt, in ein anderes Universum, das sich im Schwarzen Loch selbst befindet. Nun ist diese Theorie nicht die wichtigste.

Und es gibt eine dritte, modernste und hartnäckigste Theorie, nach der sich alles, was in ein Schwarzes Loch fällt, in den Schwingungen von Fäden auf seiner Oberfläche auflöst, die als Ereignishorizont bezeichnet wird.

Was ist also ein Ereignishorizont? Selbst mit einem superstarken Teleskop ist es unmöglich, in ein Schwarzes Loch zu blicken, da selbst Licht, das in den riesigen kosmischen Trichter eintritt, keine Chance hat, wieder herauszukommen. Alles, was zumindest irgendwie in Betracht gezogen werden kann, befindet sich in seiner unmittelbaren Nähe.

Der Ereignishorizont ist eine herkömmliche Oberflächenlinie, unter der nichts (weder Gas, noch Staub, noch Sterne, noch Licht) entweichen kann. Und dies ist der sehr mysteriöse Punkt ohne Wiederkehr in den Schwarzen Löchern des Universums.

Schwarze Löcher sind die einzigen kosmische Körper, fähig, Licht durch Schwerkraft anzuziehen. Sie sind auch die größten Objekte im Universum. Es ist unwahrscheinlich, dass wir in absehbarer Zeit wissen, was in der Nähe ihres Ereignishorizonts (bekannt als „Point of no Return“) passiert. Dies sind die geheimnisvollsten Orte unserer Welt, über die trotz jahrzehntelanger Forschung noch sehr wenig bekannt ist. Dieser Artikel enthält 10 Fakten, die als die faszinierendsten bezeichnet werden können.

Schwarze Löcher saugen keine Materie in sich auf

Viele Menschen stellen sich ein Schwarzes Loch als eine Art „Weltraumstaubsauger“ vor, der den umgebenden Raum ansaugt. Tatsächlich handelt es sich bei Schwarzen Löchern um gewöhnliche Weltraumobjekte mit einem außergewöhnlich starken Gravitationsfeld.

Würde an der Stelle der Sonne ein Schwarzes Loch gleicher Größe entstehen, würde die Erde nicht mit hineingezogen werden, sie würde sich auf der gleichen Umlaufbahn drehen wie heute. Sterne, die sich neben Schwarzen Löchern befinden, verlieren einen Teil ihrer Masse in Form von Sternwind (dies geschieht während der Existenz eines Sterns), und Schwarze Löcher absorbieren nur diese Materie.

Die Existenz von Schwarzen Löchern wurde von Karl Schwarzschild vorhergesagt

Karl Schwarzschild war der erste, der Einsteins allgemeine Relativitätstheorie nutzte, um die Existenz eines „Punktes ohne Wiederkehr“ zu beweisen. Einstein selbst hat nicht an Schwarze Löcher gedacht, obwohl seine Theorie ihre Existenz vorhersagt.

Schwarzschild machte seinen Vorschlag 1915, unmittelbar nachdem Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht hatte. Damals entstand der Begriff „Schwarzschild-Radius“ – ein Wert, der angibt, wie stark man ein Objekt komprimieren müsste, damit es zu einem Schwarzen Loch wird.

Theoretisch kann alles zu einem Schwarzen Loch werden, wenn es ausreichend komprimiert wird. Je dichter das Objekt ist, desto stärker ist das Gravitationsfeld, das es erzeugt. Beispielsweise würde die Erde zu einem Schwarzen Loch werden, wenn sie die Masse eines erdnussgroßen Objekts hätte.

Schwarze Löcher können neue Universen hervorbringen

Die Vorstellung, dass Schwarze Löcher neue Universen hervorbringen können, erscheint absurd (insbesondere, da wir uns über die Existenz anderer Universen immer noch nicht sicher sind). Dennoch werden solche Theorien von Wissenschaftlern aktiv entwickelt.

Eine sehr vereinfachte Version einer dieser Theorien lautet wie folgt. Unsere Welt hat ausschließlich günstige Konditionen damit Leben darin erscheint. Wenn sich eine der physikalischen Konstanten auch nur ein wenig ändern würde, wären wir nicht auf dieser Welt. Die Singularität von Schwarzen Löchern setzt die normalen Gesetze der Physik außer Kraft und könnte (zumindest theoretisch) zur Entstehung eines neuen Universums führen, das sich von unserem unterscheiden wird.

Schwarze Löcher können dich (und alles andere) in Spaghetti verwandeln

Schwarze Löcher dehnen Objekte in ihrer Nähe aus. Diese Objekte beginnen, Spaghetti zu ähneln (es gibt sogar einen speziellen Begriff – „Spaghettifizierung“).

Dies geschieht aufgrund der Funktionsweise der Schwerkraft. Im Moment befinden sich Ihre Beine näher am Erdmittelpunkt als Ihr Kopf und werden daher stärker angezogen. Auf der Oberfläche eines Schwarzen Lochs beginnt der Unterschied in der Schwerkraft gegen Sie zu wirken. Die Beine werden immer schneller in die Mitte des Schwarzen Lochs gezogen, sodass die obere Körperhälfte nicht mithalten kann. Ergebnis: Spaghettiifizierung!

Schwarze Löcher verdampfen mit der Zeit

Schwarze Löcher absorbieren nicht nur Sternwind, sondern verdunsten auch. Dieses Phänomen wurde 1974 entdeckt und erhielt den Namen Hawking-Strahlung (nach Stephen Hawking, der die Entdeckung machte).

Mit der Zeit kann das Schwarze Loch mit dieser Strahlung seine gesamte Masse in den umgebenden Raum abgeben und verschwinden.

Schwarze Löcher verlangsamen die Zeit in ihrer Nähe

Wenn Sie sich dem Ereignishorizont nähern, verlangsamt sich die Zeit. Um zu verstehen, warum dies geschieht, müssen wir uns das „Zwillingsparadoxon“ ansehen, ein Gedankenexperiment, das oft zur Veranschaulichung der Hauptpunkte verwendet wird allgemeine Theorie Einsteins Relativitätstheorie.

Einer der Zwillingsbrüder bleibt auf der Erde und der zweite fliegt dorthin Raumfahrt, bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Als er zur Erde zurückkehrt, stellt der Zwilling fest, dass sein Bruder stärker gealtert ist als er, weil die Zeit langsamer vergeht, wenn er sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Wenn Sie sich dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs nähern, bewegen Sie sich mit so hoher Geschwindigkeit, dass die Zeit für Sie langsamer wird.

Schwarze Löcher sind die fortschrittlichsten Energiesysteme

Schwarze Löcher erzeugen Energie besser als die Sonne und andere Sterne. Dies liegt an der Materie, die sie umkreist. Beim Überwinden des Ereignishorizonts mit enormer Geschwindigkeit erwärmt sich die Materie in der Umlaufbahn eines Schwarzen Lochs auf extrem hohe Temperaturen. hohe Temperaturen. Dies nennt man Schwarzkörperstrahlung.

Zum Vergleich: Bei der Kernfusion werden 0,7 % der Materie in Energie umgewandelt. In der Nähe eines Schwarzen Lochs werden 10 % der Materie zu Energie!

Schwarze Löcher verbiegen den Raum um sie herum

Man kann sich den Raum als eine gespannte Gummiplatte vorstellen, auf der Linien gezeichnet sind. Wenn Sie ein Objekt auf die Schallplatte legen, ändert es seine Form. Schwarze Löcher funktionieren auf die gleiche Weise. Ihre extreme Masse zieht alles an, auch Licht (dessen Strahlen, um die Analogie fortzusetzen, Linien auf einer Platte genannt werden könnten).

Schwarze Löcher begrenzen die Anzahl der Sterne im Universum

Sterne entstehen aus Gaswolken. Damit die Sternentstehung beginnen kann, muss die Wolke abkühlen.

Die Strahlung schwarzer Körper verhindert das Abkühlen von Gaswolken und verhindert die Entstehung von Sternen.

Theoretisch kann jedes Objekt zu einem Schwarzen Loch werden

Der einzige Unterschied zwischen unserer Sonne und einem Schwarzen Loch ist die Schwerkraft. Im Zentrum eines Schwarzen Lochs ist es viel stärker als im Zentrum eines Sterns. Wenn unsere Sonne auf einen Durchmesser von etwa fünf Kilometern komprimiert würde, könnte sie ein Schwarzes Loch sein.

Theoretisch kann alles zu einem Schwarzen Loch werden. In der Praxis wissen wir, dass Schwarze Löcher nur durch den Zusammenbruch riesiger Sterne entstehen, deren Masse die der Sonne um das 20- bis 30-fache übersteigt.

Von allen der Menschheit bekannten Objekten im Weltraum hinterlassen Schwarze Löcher den unheimlichsten und unverständlichsten Eindruck. Dieses Gefühl erfasst fast jeden Menschen, wenn von Schwarzen Löchern die Rede ist, obwohl die Menschheit seit mehr als anderthalb Jahrhunderten von ihnen weiß. Die ersten Erkenntnisse über diese Phänomene wurden lange vor Einsteins Veröffentlichungen zur Relativitätstheorie gewonnen. Eine echte Bestätigung der Existenz dieser Objekte wurde jedoch erst vor nicht allzu langer Zeit erhalten.

Natürlich sind Schwarze Löcher zu Recht für ihre Seltsamkeit berühmt physikalische Eigenschaften, die noch mehr Geheimnisse im Universum hervorrufen. Sie stellen leicht alle kosmischen Gesetze der Physik und kosmischen Mechanik in Frage. Um alle Details und Prinzipien der Existenz eines solchen Phänomens wie eines kosmischen Lochs zu verstehen, müssen wir uns mit modernen Errungenschaften in der Astronomie vertraut machen und unsere Vorstellungskraft nutzen. Darüber hinaus müssen wir über Standardkonzepte hinausgehen. Zum leichteren Verständnis und Kennenlernen von Weltraumlöchern hat die Portalseite einiges vorbereitet interessante Informationen, was diese Phänomene im Universum betrifft.

Merkmale von Schwarzen Löchern von der Portalseite

Zunächst ist zu beachten, dass Schwarze Löcher nicht aus dem Nichts entstehen, sondern aus Sternen entstehen, die in Größe und Masse gigantisch sind. Darüber hinaus die meisten tolle Funktion Und das Einzigartige an jedem Schwarzen Loch ist, dass es eine sehr starke Kraft besitzt Gravitationsanziehung. Die Anziehungskraft von Objekten auf ein Schwarzes Loch übersteigt die zweite Fluchtgeschwindigkeit. Solche Schwerkraftindikatoren weisen darauf hin, dass selbst Lichtstrahlen dem Wirkungsbereich eines Schwarzen Lochs nicht entkommen können, da sie eine viel geringere Geschwindigkeit haben.

Die Besonderheit der Anziehung besteht darin, dass sie alle Objekte anzieht, die sich in unmittelbarer Nähe befinden. Je größer das Objekt ist, das sich in der Nähe des Schwarzen Lochs bewegt, desto mehr Einfluss und Anziehungskraft erhält es. Daraus können wir schließen, dass je größer das Objekt ist, desto stärker wird es vom Schwarzen Loch angezogen, und um einen solchen Einfluss zu vermeiden, muss der kosmische Körper sehr hohe Bewegungsgeschwindigkeiten aufweisen.

Es ist auch sicher zu beachten, dass es im gesamten Universum keinen Körper gibt, der der Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs entgehen könnte, wenn es sich in unmittelbarer Nähe befindet, da selbst der schnellste Lichtstrom diesem Einfluss nicht entkommen kann. Die von Einstein entwickelte Relativitätstheorie eignet sich hervorragend zum Verständnis der Eigenschaften von Schwarzen Löchern. Nach dieser Theorie kann die Schwerkraft die Zeit beeinflussen und den Raum verzerren. Es besagt auch, dass je größer ein Objekt im Weltraum ist, desto stärker verlangsamt es die Zeit. In der Nähe des Schwarzen Lochs selbst scheint die Zeit völlig stillzustehen. Wenn getroffen Raumschiff Im Wirkungsfeld eines kosmischen Lochs konnte man beobachten, wie es bei Annäherung langsamer wurde und schließlich ganz verschwand.

Man sollte keine allzu große Angst vor Phänomenen wie Schwarzen Löchern haben und allen unwissenschaftlichen Informationen glauben, die derzeit möglicherweise existieren. Zunächst müssen wir mit dem am weitesten verbreiteten Mythos aufräumen, dass Schwarze Löcher die gesamte Materie und Objekte um sie herum ansaugen können und dabei größer werden und immer mehr absorbieren. Nichts davon ist völlig wahr. Ja, sie können tatsächlich kosmische Körper und Materie aufnehmen, aber nur solche, die sich in einer bestimmten Entfernung vom Loch selbst befinden. Abgesehen von ihrer starken Schwerkraft unterscheiden sie sich kaum von gewöhnlichen Sternen mit gigantischer Masse. Selbst wenn sich unsere Sonne in ein Schwarzes Loch verwandelt, kann sie nur Objekte ansaugen, die sich in geringer Entfernung befinden, und alle Planeten bleiben auf ihren gewohnten Umlaufbahnen rotieren.

Wenn wir uns der Relativitätstheorie zuwenden, können wir daraus schließen, dass alle Objekte mit starker Schwerkraft die Krümmung von Zeit und Raum beeinflussen können. Darüber hinaus ist die Verformung umso stärker, je größer die Körpermasse ist. Erst kürzlich konnten Wissenschaftler dies in der Praxis beobachten, indem sie andere Objekte betrachten konnten, die aufgrund riesiger kosmischer Körper wie Galaxien oder Schwarzer Löcher für unsere Augen unzugänglich gewesen wären. All dies ist möglich, weil Lichtstrahlen, die in der Nähe eines Schwarzen Lochs oder eines anderen Körpers vorbeikommen, unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft sehr stark gebogen werden. Diese Art der Verzerrung ermöglicht es Wissenschaftlern, viel weiter in den Weltraum zu blicken. Bei solchen Untersuchungen ist es jedoch sehr schwierig, den tatsächlichen Standort des untersuchten Körpers zu bestimmen.

Schwarze Löcher entstehen nicht aus dem Nichts; sie entstehen durch die Explosion supermassereicher Sterne. Damit sich außerdem ein Schwarzes Loch bilden kann, muss die Masse des explodierten Sterns mindestens zehnmal größer sein als die Masse der Sonne. Jeder Stern existiert aufgrund thermonuklearer Reaktionen, die im Inneren des Sterns stattfinden. In diesem Fall wird beim Fusionsprozess eine Wasserstofflegierung freigesetzt, die jedoch den Einflussbereich des Sterns nicht verlassen kann, da ihre Schwerkraft den Wasserstoff zurückzieht. Dieser ganze Prozess ermöglicht die Existenz von Sternen. Wasserstoffsynthese und Sterngravitation sind ziemlich gut funktionierende Mechanismen, aber eine Störung dieses Gleichgewichts kann zu einer Sternexplosion führen. In den meisten Fällen wird es durch die Erschöpfung des Kernbrennstoffs verursacht.

Abhängig von der Masse des Sterns sind mehrere Szenarien für seine Entwicklung nach der Explosion möglich. So bilden massereiche Sterne das Feld einer Supernova-Explosion, und die meisten von ihnen bleiben hinter dem Kern des ehemaligen Sterns zurück; Astronauten nennen solche Objekte Weiße Zwerge. In den meisten Fällen bildet sich um diese Körper eine Gaswolke, die durch die Schwerkraft des Zwergs an Ort und Stelle gehalten wird. Auch ein anderer Weg für die Entwicklung supermassereicher Sterne ist möglich, bei dem das entstehende Schwarze Loch die gesamte Materie des Sterns sehr stark in sein Zentrum zieht, was zu seiner starken Kompression führt.

Solche komprimierten Körper werden Neutronensterne genannt. In den seltensten Fällen ist nach der Explosion eines Sterns nach unserem gängigen Verständnis dieses Phänomens die Bildung eines Schwarzen Lochs möglich. Damit aber ein Loch entsteht, muss die Masse des Sterns einfach gigantisch sein. Wenn in diesem Fall das Gleichgewicht der Kernreaktionen gestört wird, spielt die Schwerkraft des Sterns einfach verrückt. Gleichzeitig beginnt es aktiv zu kollabieren und wird danach nur noch zu einem Punkt im Raum. Mit anderen Worten können wir sagen, dass der Stern als physisches Objekt aufhört zu existieren. Obwohl es verschwindet, bildet sich dahinter ein Schwarzes Loch mit der gleichen Schwerkraft und Masse.

Es ist der Zusammenbruch von Sternen, der dazu führt, dass sie vollständig verschwinden und an ihrer Stelle ein Schwarzes Loch mit den gleichen physikalischen Eigenschaften wie der verschwundene Stern entsteht. Der einzige Unterschied ist hoher Grad Kompression des Lochs größer als das Volumen des Sterns. Am meisten Hauptmerkmal Alle Schwarzen Löcher haben ihre Singularität, die ihr Zentrum bestimmt. Dieses Gebiet widerspricht allen Gesetzen der Physik, der Materie und des Raums, die nicht mehr existieren. Um das Konzept der Singularität zu verstehen, können wir sagen, dass es sich hierbei um eine Barriere handelt, die als kosmischer Ereignishorizont bezeichnet wird. Es ist auch die äußere Grenze des Schwarzen Lochs. Die Singularität kann als Punkt ohne Wiederkehr bezeichnet werden, da dort die gigantische Gravitationskraft des Lochs zu wirken beginnt. Selbst das Licht, das diese Barriere überschreitet, kann nicht entkommen.

Der Ereignishorizont hat eine so attraktive Wirkung, dass er alle Körper mit Lichtgeschwindigkeit anzieht; je mehr man sich dem Schwarzen Loch selbst nähert, desto mehr steigen die Geschwindigkeitsindikatoren. Deshalb sind alle Objekte, die in den Wirkungsbereich dieser Kraft fallen, dazu verdammt, in das Loch gesaugt zu werden. Es sollte beachtet werden, dass solche Kräfte in der Lage sind, einen Körper, der durch die Wirkung einer solchen Anziehung erfasst wird, zu verändern, sich anschließend zu einer dünnen Schnur auszudehnen und dann im Raum vollständig zu existieren.

Der Abstand zwischen dem Ereignishorizont und der Singularität kann variieren; dieser Raum wird Schwarzschildradius genannt. Deshalb als größere Größe Schwarzes Loch, desto größer ist die Aktionsreichweite. Wir können zum Beispiel sagen, dass ein Schwarzes Loch, das so massereich wäre wie unsere Sonne, einen Schwarzschildradius von drei Kilometern hätte. Dementsprechend haben große Schwarze Löcher eine größere Reichweite.

Schwarze Löcher zu finden ist ein ziemlich schwieriger Prozess, da ihnen kein Licht entkommen kann. Daher basieren die Suche und Definition nur auf indirekten Beweisen für ihre Existenz. Am meisten einfache Methode Sie zu finden, was Wissenschaftler nutzen, besteht darin, nach ihnen zu suchen, indem sie Orte im dunklen Raum finden, wenn sie eine große Masse haben. In den meisten Fällen gelingt es Astronomen, Schwarze Löcher in Doppelsternsystemen oder in den Zentren von Galaxien zu finden.

Die meisten Astronomen neigen zu der Annahme, dass es im Zentrum unserer Galaxie auch ein supermächtiges Schwarzes Loch gibt. Diese Aussage wirft die Frage auf: Wird dieses Loch in der Lage sein, alles in unserer Galaxie zu verschlingen? In Wirklichkeit ist dies unmöglich, da das Loch selbst die gleiche Masse wie die Sterne hat, weil es vom Stern aus entsteht. Darüber hinaus sagen alle Berechnungen der Wissenschaftler keine globalen Ereignisse im Zusammenhang mit diesem Objekt voraus. Darüber hinaus werden die kosmischen Körper unserer Galaxie noch weitere Milliarden Jahre lang still und ohne Veränderungen um dieses Schwarze Loch rotieren. Beweis für die Existenz eines Lochs in der Mitte Milchstraße Als Quellen können von Wissenschaftlern aufgezeichnete Röntgenwellen dienen. Und die meisten Astronomen neigen zu der Annahme, dass Schwarze Löcher sie aktiv in großen Mengen ausstoßen.

In unserer Galaxie gibt es häufig Sternsysteme, die aus zwei Sternen bestehen, und oft kann einer von ihnen zu einem Schwarzen Loch werden. In dieser Version absorbiert das Schwarze Loch alle Körper auf seinem Weg, während Materie beginnt, sich um es zu drehen, wodurch die sogenannte Beschleunigungsscheibe entsteht. Eine Besonderheit ist, dass es die Rotationsgeschwindigkeit erhöht und näher an die Mitte rückt. Es ist die Materie, die in die Mitte des Schwarzen Lochs fällt, das Röntgenstrahlen aussendet, und die Materie selbst wird zerstört.

Doppelsternsysteme sind die allerersten Kandidaten für den Status eines Schwarzen Lochs. In solchen Systemen ist es am einfachsten, ein Schwarzes Loch zu finden; aufgrund des Volumens des sichtbaren Sterns können die Indikatoren des unsichtbaren Bruders berechnet werden. Der allererste Kandidat für den Status eines Schwarzen Lochs könnte derzeit ein Stern aus dem Sternbild Schwan sein, der aktiv Röntgenstrahlung aussendet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich bei Schwarzen Löchern natürlich nicht um so gefährliche Phänomene handelt, sondern dass sie aufgrund der Schwerkraft im Weltraum die stärksten Objekte sind. Daher können wir sagen, dass sie sich nicht besonders von anderen Körpern unterscheiden; ihr Hauptmerkmal ist ein starkes Gravitationsfeld.

Über den Zweck von Schwarzen Löchern wurde eine Vielzahl von Theorien aufgestellt, von denen einige sogar absurd waren. Einer von ihnen zufolge glaubten Wissenschaftler daher, dass Schwarze Löcher neue Galaxien hervorbringen könnten. Diese Theorie basiert auf der Tatsache, dass unsere Welt ein recht günstiger Ort für die Entstehung von Leben ist, aber wenn sich einer der Faktoren ändert, wäre Leben unmöglich. Aus diesem Grund sind die Einzigartigkeit und Merkmale der Veränderung physikalische Eigenschaften in Schwarzen Löchern kann ein völlig neues Universum entstehen, das sich deutlich von unserem unterscheiden wird. Dies ist jedoch nur eine Theorie und eine eher schwache, da es keine Beweise für einen solchen Effekt von Schwarzen Löchern gibt.

Schwarze Löcher können nicht nur Materie absorbieren, sondern auch verdampfen. Ein ähnliches Phänomen wurde bereits vor mehreren Jahrzehnten nachgewiesen. Diese Verdunstung kann dazu führen, dass das Schwarze Loch seine gesamte Masse verliert und dann ganz verschwindet.

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