מהם חורים שחורים? העובדות, התיאוריות והבלבול בנוגע לאופן בו נוצרים ומתנהגים חורים שחורים

שמע את המילים 'חור שחור' ואתה עלול לחשוב על מערבולת מסתובבת, מוצץ כל דבר לתוך מחלתו כמו דודך במזנון חתונה. אתה יכול לדמיין כוכב נמשך אליו כמו חתיכת ספגטי, מתנפנף סביב החלל עד שהוא נבלע מחוץ לקיומו. המציאות לא כל כך פשוטה, או טעימה כל כך. הנה הפריימר שלנו.

מהו חור שחור?

חורים שחורים התבלבלו בפיזיקאים במשך מאות שנים, אך תיאור פשוט יהיה אזור בזמן המרחב שיש בו כוח משיכה כה חזק, אפילו אור אינו יכול לחמוק ממשיכתו.

אחד הדברים הראשונים שיש להבין על חורים שחורים הוא שהם אינם שטח ריק, אלא חומר דחוס לאזור קטן מאוד. למשל, חור שחור יכול להכיל 20 כוכבים, אך יכול להיות בגודל של מרכז לונדון בלבד. צפיפות זו עושה דברים מוזרים לחוקי הזמן והמרחב, אחד מהם הוא הופעתו של מחסום תיאורטי הנקרא אופק האירועים.

קרא הבא: פריצת דרך של חורים שחורים חושפת מטוסים מתנדנדים שאותרו על ידי מחשבי העל

ראה פריצת דרך קשורה של חור שחור ומגלה מטוסי סילון שנחשפו על ידי מחשבי העל. החור השחור הסופר-מאסיבי העתיק ביותר שנמצא אי פעם נמצא במרחק של 13.7 מיליארד שנות אור

בתורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין, אופק האירועים הוא נקודת אל-חזור. ככל שאובייקט מתקרב לאופק האירועים, יותר ויותר נתיבים שעוברים החלקיקים שלו מתכופפים לעבר החור השחור. ברגע שאופק האירועים נפרץ, העיוות של זמן החלל הופך להיות כה גדול, עד שאין דרך לחלקיקים לנוע החוצה.

זו הנקודה בה החור הופך לשחור, כאשר האור אינו מסוגל להימלט מלהימשך קדימה, הלאה, לעבר ייחוד גרביטטיבי; נקודה בה זמן החלל התעוות כל כך, עקמומיותו אינסופית. הנה, כל חוקי הפיזיקה כפי שאנו מבינים אותם נזרקים מהחלון. אף אחד לא באמת יודע מה קורה בסינגולריות.

כמה גדולים חורים שחורים?

ישנם ארבעה סוגים של חורים שחורים, אם כי שניים מהם היפותטיים. בקצה העליון של הספקטרום ישנם חורים שחורים ענקיים, הנחשבים במרכז הרוב הגלקסיות. זו שבשביל החלב שלנו, המכונה מזל קשת A *, נחשבת כמסה של 4 מיליון שמשות עם אופק אירועים המשתרע על 44 מיליון קילומטרים.

בקצה התחתון של הספקטרום נמצא החור השחור המיקרו, שיכול להיות קטן מאטום בודד, אם כי עדיין לא מדדנו אחד כזה בגודל. בין שני אלה חורים שחורים בעלי מסה בינונית היפותטית וחורים שחורים כוכבים - שנוצרו מהתמוטטות כוכבים עם מסת פי שלוש או יותר ממסת השמש שלנו.

(רושם אמנים מהחור השחור הכוכביCygnus X-1. אַשׁרַאי:NASA / CXC / M. Weiss)

קטגוריה אפשרית מסקרנת נוספת היא החור השחור הקדמון, שהוצע לראשונה על ידי סטיבן הוקינג בשנת 1971. חורים שחורים היפותטיים אלה היו יכולים להיווצר במהלך לידתו של היקום, לפני כניסת כוכבים, ועשויים להחזיק הסברים מכריעים לקיומו של חומר אפל. .

קרא הבא: הסימולציה המפורטת ביותר של היקום שלנו הפכה אי פעם למיליארד שנות אור מדהימות

המאמצים למצוא אותם עד כה עלו יבשים, אם כי זה יכול להשתנות בזכות השותפות ליגו-בתולה וגילוי גלי הכבידה. היכולת לזהות אדוות במרקם של זמן החלל עשויה לסלול את הדרך לחקירות נוספות, ולהביט אחורה בזמן למיזוגים של חורים שחורים המככבים מראש.

מה היה קורה לי אם אפול לחור שחור?

אם היה לך מזל מספיק כדי למצוא את עצמך נשאב לתוך חור שחור (ההמלצות שלי), כמה דברים מוזרים יקרו לך, וחלקם דברים מוזרים עוד יותר יקרו למישהו שצופה בך ממרחק בטוח.

מה שקורה כאשר אובייקט מפר את אופק האירועים אינו ניתן להבנה בקלות, וזאת מכיוון שזו הנקודה שבה שני מודלים שונים של פיזיקה - מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית - סותרים זה את זה.

יש רישום מצוין של המרובע הזה - שנקרא פרדוקס המידע על החור השחור - על ידי אמנדה גפטר עבורBBC . תמצית הדבר היא זו: למי שעוקב אחרכם מפר את אופק האירועים, הייתם נמחקים לאט על ידי עיוות החלל, האטת הזמן וחום קרינת הוקינג - דבר שגם בסופו של דבר יפיג את ה חור שחור.

אז אתה מת, נכון? לא בדיוק. על פי תורת היחסות הכללית, למעשה היית עובר באופק האירועים, ולא שם לב להשפעות הכבידה מכיוון שהיית בנפילה חופשית (משהו שאיינשטיין כינה שלו מחשבה הכי מאושרת ), נופל לכיוון הסינגולריות.

אבל איך אתה יכול לנסוע בחלל ולהיות שרוף עד כדי פריך בו זמנית? הרובד הזה קורה מכיוון שפיזיקת הקוונטים אומרת שאסור לאבד את המידע ולכן הגוף שלך צריך להישאר מחוץ לאופק. אם לא תעבור את אופק האירועים, עם זאת, תפר את חוקי היחסות הכללית. מדענים הניחו מספר פתרונות ליישוב חוקי הטבע הסותרים הללו, אך הפרדוקס הוא סימן שאלה מתמשך בלב הפיזיקה.

כשמדובר בחורים שחורים, אם כן, זה לא רק אור שלא יכול להימלט, אלא גם מוחם של דורות של הוגים.

אתה יכול לשנות שם של עמודות בגיליונות Google

אשראי לתמונות עופרת: Wikimedia Commons