ब्लैक होल की अवधारणा सभी को पता है - स्कूली बच्चों से लेकर उन्नत उम्र के लोगों तक, इसका उपयोग विज्ञान और कथा साहित्य में, पीले मीडिया में और अन्य पर किया जाता है। वैज्ञानिक सम्मेलन. लेकिन हर कोई नहीं जानता कि वास्तव में ये छेद क्या हैं।

ब्लैक होल के इतिहास से

1783ब्लैक होल जैसी घटना के अस्तित्व के लिए पहली परिकल्पना 1783 में अंग्रेजी वैज्ञानिक जॉन मिशेल द्वारा सामने रखी गई थी। अपने सिद्धांत में, उन्होंने न्यूटन की दो कृतियों को जोड़ा - प्रकाशिकी और यांत्रिकी। मिशेल का विचार यह था: यदि प्रकाश छोटे कणों की एक धारा है, तो अन्य सभी पिंडों की तरह, कणों को भी आकर्षण का अनुभव होना चाहिए। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र. यह पता चला है कि तारा जितना अधिक विशाल होता है, प्रकाश के लिए उसके आकर्षण का विरोध करना उतना ही कठिन होता है। मिशेल के 13 साल बाद, फ्रांसीसी खगोलशास्त्री और गणितज्ञ लाप्लास ने एक समान सिद्धांत (अपने ब्रिटिश समकक्ष के स्वतंत्र रूप से सबसे अधिक संभावना) को सामने रखा।

1915हालाँकि, उनके सभी कार्य 20वीं शताब्दी की शुरुआत तक लावारिस बने रहे। 1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को प्रकाशित किया और दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण पदार्थ के कारण अंतरिक्ष-समय की वक्रता है, और कुछ महीने बाद, जर्मन खगोलशास्त्री और सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड ने एक विशिष्ट खगोलीय समस्या को हल करने के लिए इसका इस्तेमाल किया। उन्होंने सूर्य के चारों ओर घुमावदार अंतरिक्ष-समय की संरचना की खोज की और ब्लैक होल की घटना को फिर से खोजा।

(जॉन व्हीलर ने "ब्लैक होल" शब्द गढ़ा)

1967अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर ने एक ऐसे स्थान की रूपरेखा तैयार की, जिसे कागज के एक टुकड़े की तरह, एक अतिसूक्ष्म बिंदु में कुचला जा सकता है और इसे "ब्लैक होल" शब्द नामित किया गया है।

1974ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने साबित किया कि ब्लैक होल, हालांकि वे बिना वापसी के पदार्थ को निगल जाते हैं, विकिरण उत्सर्जित कर सकते हैं और अंततः वाष्पित हो सकते हैं। इस घटना को "हॉकिंग विकिरण" कहा जाता है।

2013पल्सर और क्वासर पर नवीनतम शोध के साथ-साथ कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन की खोज ने आखिरकार ब्लैक होल की अवधारणा का वर्णन करना संभव बना दिया है। 2013 में, गैस क्लाउड G2 ब्लैक होल के बहुत करीब आ गया और इसके द्वारा अवशोषित होने की संभावना है, अद्वितीय प्रक्रिया को देखते हुए ब्लैक होल सुविधाओं की नई खोजों के लिए महान अवसर प्रदान करता है।

(विशाल वस्तु धनु A*, इसका द्रव्यमान सूर्य से 4 मिलियन गुना अधिक है, जिसका अर्थ है सितारों का एक समूह और एक ब्लैक होल का निर्माण)

2017. कई देशों के इवेंट होराइजन टेलीस्कोप के वैज्ञानिकों के एक समूह ने पृथ्वी के महाद्वीपों के विभिन्न बिंदुओं से आठ दूरबीनों को जोड़कर एक ब्लैक होल का अवलोकन किया, जो एक सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट है और M87 आकाशगंगा, नक्षत्र कन्या राशि में स्थित है। वस्तु का द्रव्यमान 6.5 बिलियन (!) सौर द्रव्यमान है, जो विशाल वस्तु धनु A * से विशाल गुना बड़ा है, तुलना के लिए, व्यास सूर्य से प्लूटो की दूरी से थोड़ा कम है।

2017 के वसंत से और 2018 की अवधि के दौरान, कई चरणों में अवलोकन किए गए थे। जानकारी की मात्रा की गणना पेटाबाइट्स में की गई थी, जिसे तब डिक्रिप्ट किया जाना था और एक अति-दूर की वस्तु की वास्तविक छवि प्राप्त की गई थी। इसलिए, सभी डेटा को प्री-स्कैन करने और उन्हें एक पूरे में मिलाने में पूरे दो साल लग गए।

2019डेटा को सफलतापूर्वक डिकोड किया गया और ब्लैक होल की पहली छवि का निर्माण करते हुए, दृश्य में लाया गया।

(कन्या नक्षत्र में M87 आकाशगंगा में ब्लैक होल की पहली छवि)

छवि संकल्प आपको वस्तु के केंद्र में बिना किसी वापसी के बिंदु की छाया देखने की अनुमति देता है। छवि एक अतिरिक्त लंबी आधार रेखा के साथ इंटरफेरोमेट्रिक टिप्पणियों के परिणामस्वरूप प्राप्त की गई थी। ये कई रेडियो दूरबीनों से एक वस्तु के तथाकथित समकालिक अवलोकन हैं, जो एक नेटवर्क द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं और विभिन्न भागों में स्थित हैं। पृथ्वीएक दिशा में निर्देशित।

ब्लैक होल वास्तव में क्या हैं?

घटना की एक संक्षिप्त व्याख्या इस तरह लगती है।

ब्लैक होल एक अंतरिक्ष-समय क्षेत्र है जिसका गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश क्वांटा सहित कोई भी वस्तु इसे छोड़ नहीं सकती है।

एक ब्लैक होल कभी एक विशाल तारा था। जब तक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं अपनी आंतों में उच्च दबाव बनाए रखती हैं, तब तक सब कुछ सामान्य रहता है। लेकिन समय के साथ, ऊर्जा की आपूर्ति समाप्त हो जाती है और आकाशीय पिंड अपने ही गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में सिकुड़ने लगता है। इस प्रक्रिया का अंतिम चरण तारकीय कोर का पतन और ब्लैक होल का बनना है।

• 1. उच्च गति पर ब्लैक होल जेट का निष्कासन


• 2. पदार्थ की एक डिस्क एक ब्लैक होल में विकसित होती है


• 3. ब्लैक होल


• 4. ब्लैक होल क्षेत्र की विस्तृत योजना


• 5. पाए गए नए अवलोकनों का आकार

सबसे आम सिद्धांत कहता है कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र सहित हर आकाशगंगा में समान घटनाएं होती हैं। छेद का विशाल गुरुत्वाकर्षण अपने चारों ओर कई आकाशगंगाओं को धारण करने में सक्षम है, उन्हें एक दूसरे से दूर जाने से रोकता है। "कवरेज क्षेत्र" अलग हो सकता है, यह सब उस तारे के द्रव्यमान पर निर्भर करता है जो एक ब्लैक होल में बदल गया है, और हजारों प्रकाश वर्ष हो सकता है।

श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या

ब्लैक होल का मुख्य गुण यह है कि इसमें जो भी पदार्थ जाता है वह कभी वापस नहीं आ सकता। यही बात प्रकाश पर भी लागू होती है। उनके मूल में, छिद्र ऐसे पिंड होते हैं जो अपने ऊपर पड़ने वाले सभी प्रकाश को पूरी तरह से अवशोषित कर लेते हैं और अपना स्वयं का उत्सर्जन नहीं करते हैं। ऐसी वस्तुएं नेत्रहीन पूर्ण अंधेरे के थक्कों के रूप में प्रकट हो सकती हैं।

• 1. प्रकाश की आधी गति से गतिमान पदार्थ


• 2. फोटॉन रिंग


• 3. आंतरिक फोटॉन रिंग


• 4. ब्लैक होल में घटना क्षितिज

आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के आधार पर, यदि कोई पिंड छेद के केंद्र से एक महत्वपूर्ण दूरी तक पहुंचता है, तो वह वापस नहीं आ सकता है। इस दूरी को श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या कहा जाता है। इस दायरे में वास्तव में क्या होता है यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है, लेकिन सबसे सामान्य सिद्धांत है। ऐसा माना जाता है कि ब्लैक होल का सारा पदार्थ एक असीम रूप से छोटे बिंदु में केंद्रित होता है, और इसके केंद्र में अनंत घनत्व वाली वस्तु होती है, जिसे वैज्ञानिक एकवचन गड़बड़ी कहते हैं।

यह ब्लैक होल में कैसे गिरता है

(तस्वीर में, धनु A* का ब्लैक होल प्रकाश के अत्यंत चमकीले समूह जैसा दिखता है)

बहुत पहले नहीं, 2011 में, वैज्ञानिकों ने एक गैस बादल की खोज की, इसे साधारण नाम G2 दिया, जो असामान्य प्रकाश का उत्सर्जन करता है। ऐसी चमक गैस और धूल में घर्षण दे सकती है, जो ब्लैक होल धनु A* की क्रिया के कारण होती है और जो इसके चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क के रूप में घूमती है। इस प्रकार, हम एक सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा गैस बादल के अवशोषण की अद्भुत घटना के पर्यवेक्षक बन जाते हैं।

हाल के अध्ययनों के अनुसार, ब्लैक होल के सबसे निकट का दृष्टिकोण मार्च 2014 में होगा। हम एक तस्वीर को फिर से बना सकते हैं कि यह रोमांचक तमाशा कैसे चलेगा।

• 1. जब यह पहली बार डेटा में दिखाई देता है, तो गैस बादल गैस और धूल की एक विशाल गेंद जैसा दिखता है।


• 2. अब, जून 2013 तक, बादल ब्लैक होल से दसियों अरबों किलोमीटर दूर है। यह 2500 किमी/सेकेंड की रफ्तार से इसमें गिरती है।


• 3. बादल के ब्लैक होल से गुजरने की उम्मीद है, लेकिन बादल के अग्रणी और पीछे के किनारों पर अभिनय करने वाले आकर्षण में अंतर के कारण होने वाली ज्वारीय ताकतों के कारण यह अधिक से अधिक लम्बी हो जाएगी।


• 4. बादल के टूटने के बाद, इसका अधिकांश भाग धनु A* के आस-पास अभिवृद्धि डिस्क में विलीन हो जाएगा, जिससे इसमें उत्पन्न होगा सदमे की लहरें. तापमान कई मिलियन डिग्री तक बढ़ जाएगा।


• 5. बादल का एक हिस्सा सीधे ब्लैक होल में गिरेगा। कोई नहीं जानता कि वास्तव में इस पदार्थ का क्या होगा, लेकिन यह उम्मीद की जाती है कि गिरने की प्रक्रिया में यह शक्तिशाली धाराओं का उत्सर्जन करेगा। एक्स-रेऔर कोई और इसे नहीं देखेगा।

वीडियो: ब्लैक होल गैस के बादल को निगलता है

(ब्लैक होल धनु A* द्वारा G2 गैस क्लाउड का कितना हिस्सा नष्ट और उपभोग किया जाएगा, इसका कंप्यूटर सिमुलेशन)

ब्लैक होल के अंदर क्या है

एक सिद्धांत है जो दावा करता है कि अंदर एक ब्लैक होल व्यावहारिक रूप से खाली है, और इसका सारा द्रव्यमान इसके केंद्र में स्थित एक अविश्वसनीय रूप से छोटे बिंदु पर केंद्रित है - एक विलक्षणता।

आधी सदी से मौजूद एक अन्य सिद्धांत के अनुसार ब्लैक होल में जो कुछ भी गिरता है वह ब्लैक होल में ही स्थित दूसरे ब्रह्मांड में चला जाता है। अब यह सिद्धांत मुख्य नहीं है।

और एक तीसरा, सबसे आधुनिक और दृढ़ सिद्धांत है, जिसके अनुसार ब्लैक होल में गिरने वाली हर चीज इसकी सतह पर तारों के कंपन में घुल जाती है, जिसे घटना क्षितिज के रूप में नामित किया गया है।

तो घटना क्षितिज क्या है? एक सुपर-शक्तिशाली दूरबीन के साथ भी ब्लैक होल के अंदर देखना असंभव है, क्योंकि एक विशाल ब्रह्मांडीय फ़नल के अंदर आने वाले प्रकाश को भी वापस उभरने का कोई मौका नहीं है। हर चीज जिस पर किसी तरह विचार किया जा सकता है, वह अपने आसपास के क्षेत्र में है।

घटना क्षितिज सतह की एक सशर्त रेखा है जिसके नीचे से कुछ भी (न तो गैस, न धूल, न तारे, न प्रकाश) बच सकता है। और यह ब्रह्मांड के ब्लैक होल में बिना किसी वापसी के बहुत ही रहस्यमय बिंदु है।

फ्रांसीसी और अंग्रेजों के बीच कभी आधा-मजाक होता है, तो कभी एक गंभीर विवाद: अदृश्य सितारों के अस्तित्व की संभावना का खोजकर्ता किसे माना जाना चाहिए - फ्रांसीसी पी. लाप्लास या अंग्रेज जे. मिशेल? 1973 में, जाने-माने अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिकविदों एस। हॉकिंग और जी। एलिस ने अंतरिक्ष और समय की संरचना की आधुनिक विशेष गणितीय समस्याओं के लिए समर्पित एक पुस्तक में, फ्रांसीसी पी। लाप्लास के काम की संभावना के प्रमाण के साथ उद्धृत किया। काले सितारों का अस्तित्व; तब जे. मिशेल के काम का अभी पता नहीं चला था। 1984 की शरद ऋतु में, प्रसिद्ध अंग्रेजी खगोल भौतिकीविद् एम राइस ने टूलूज़ में एक सम्मेलन में बोलते हुए कहा कि हालांकि फ्रांस में बोलना बहुत सुविधाजनक नहीं है, उन्हें इस बात पर जोर देना चाहिए कि अंग्रेज जे. मिशेल अदृश्य सितारों की भविष्यवाणी करने वाले पहले व्यक्ति थे, और संबंधित कार्य के पहले पृष्ठ का एक स्नैपशॉट दिखाया। इस ऐतिहासिक टिप्पणी पर उपस्थित लोगों ने तालियों और मुस्कान दोनों के साथ स्वागत किया।

यूरेनस की गति में गड़बड़ी से नेपच्यून ग्रह की स्थिति की भविष्यवाणी करने वाले फ्रांसीसी और अंग्रेजों के बीच की चर्चा को कोई कैसे याद नहीं कर सकता: फ्रांसीसी यू। ले वेरियर या अंग्रेज जे। एडम्स? जैसा कि ज्ञात है, दोनों वैज्ञानिकों ने स्वतंत्र रूप से स्थिति का सही संकेत दिया नया ग्रह. तब फ्रांसीसी यू. ले वेरियर अधिक भाग्यशाली थे। ऐसी कई खोजों का भाग्य है। अक्सर वे लगभग एक साथ और स्वतंत्र रूप से किए जाते हैं। भिन्न लोगआमतौर पर प्राथमिकता उन्हें दी जाती है जिन्होंने समस्या के सार में गहराई से प्रवेश किया है, लेकिन कभी-कभी ये केवल भाग्य की अनियमितताएं होती हैं।

लेकिन पी. लाप्लास और जे. मिशेल की भविष्यवाणी अभी तक ब्लैक होल की वास्तविक भविष्यवाणी नहीं थी। क्यों?

तथ्य यह है कि पी. लाप्लास के समय यह अभी तक ज्ञात नहीं था कि प्रकाश की तुलना में तेज़प्रकृति में कुछ भी हिल नहीं सकता। शून्य में प्रकाश से आगे निकलना असंभव है! इसकी स्थापना आइंस्टीन ने में की थी विशेष सिद्धांतहमारी सदी में पहले से ही सापेक्षता। इसलिए, पी. लाप्लास के लिए, जिस तारे को उन्होंने माना वह केवल काला (गैर-चमकदार) था, और वह यह नहीं जान सकता था कि ऐसा तारा किसी भी तरह से बाहरी दुनिया के साथ "संवाद" करने की क्षमता खो देता है, किसी भी चीज़ को "रिपोर्ट" करने के लिए। उस पर होने वाली घटनाओं के बारे में दूर की दुनिया। दूसरे शब्दों में, वह अभी तक नहीं जानता था कि यह न केवल एक "काला" है, बल्कि एक "छेद" भी है जिसमें कोई गिर सकता है, लेकिन बाहर निकलना असंभव है। अब हम जानते हैं कि यदि प्रकाश अंतरिक्ष के किसी क्षेत्र से बाहर नहीं निकल सकता है, तो कुछ भी नहीं बच सकता है, और हम ऐसी वस्तु को ब्लैक होल कहते हैं।

पी. लाप्लास के तर्क को कठोर क्यों नहीं माना जा सकता, इसका एक अन्य कारण यह है कि उन्होंने गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को भारी बल माना, जिसमें गिरने वाले पिंडों को प्रकाश की गति से त्वरित किया जाता है, और बाहर जाने वाले प्रकाश में ही देरी हो सकती है, और गुरुत्वाकर्षण न्यूटन के नियम को लागू किया।

ए आइंस्टीन ने दिखाया कि न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत ऐसे क्षेत्रों के लिए अनुपयुक्त है, और बनाया गया नया सिद्धांत, महाशक्तियों के लिए मान्य है, साथ ही तेजी से बदलते क्षेत्रों के लिए (जिसके लिए न्यूटनियन सिद्धांत भी लागू नहीं है!), और। इसे सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत कहते हैं। इस सिद्धांत के निष्कर्षों का उपयोग ब्लैक होल के अस्तित्व की संभावना को साबित करने और उनके गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जाना चाहिए।

सामान्य सिद्धांतसापेक्षता एक अद्भुत सिद्धांत है। यह इतना गहरा और पतला है कि जो कोई भी उसे जानता है, उसमें सौन्दर्यपूर्ण आनंद की अनुभूति पैदा कर देता है। सोवियत भौतिक विज्ञानी एल. लांडौ और ई. लाइफशिट्ज़ ने अपनी पाठ्यपुस्तक "फ़ील्ड थ्योरी" में इसे "सभी मौजूदा भौतिक सिद्धांतों में सबसे सुंदर" कहा। जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स बॉर्न ने सापेक्षता के सिद्धांत की खोज के बारे में कहा: "मैं उन्हें कला के काम के रूप में प्रशंसा करता हूं।" लेकिन सोवियत भौतिक विज्ञानीवी. गिन्ज़बर्ग ने लिखा है कि यह "... एक भावना ... जैसा कि पेंटिंग, मूर्तिकला या वास्तुकला की सबसे उत्कृष्ट कृतियों को देखकर अनुभव किया जाता है।"

आइंस्टीन के सिद्धांत की एक लोकप्रिय प्रस्तुति के कई प्रयास, निश्चित रूप से, इसका एक सामान्य प्रभाव दे सकते हैं। लेकिन, स्पष्ट रूप से, यह सिद्धांत को जानने की खुशी के समान ही है, जैसे कि एक प्रजनन को जानना। सिस्टिन मैडोना" राफेल की प्रतिभा द्वारा बनाए गए मूल पर विचार करते समय उत्पन्न होने वाले अनुभव से अलग है।

और फिर भी, जब मूल की प्रशंसा करने की कोई संभावना नहीं है, तो आप उपलब्ध प्रतिकृतियों से परिचित हो सकते हैं (और चाहिए!), अच्छे लोगों से बेहतर (और सभी प्रकार के हैं)।

नोविकोव आई.डी.

ब्लैक होल - शायद हमारे ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय और गूढ़ खगोलीय पिंडों ने पंडितों का ध्यान आकर्षित किया है और उनकी खोज के बाद से विज्ञान कथा लेखकों की कल्पना को उत्तेजित किया है। ब्लैक होल क्या हैं और वे कैसे दिखते हैं? ब्लैक होल बुझते तारे हैं, उनकी भौतिक विशेषताओं के कारण, ऐसे होते हैं उच्च घनत्वऔर गुरुत्वाकर्षण इतना शक्तिशाली कि प्रकाश भी नहीं बच सकता।

ब्लैक होल की खोज का इतिहास

पहली बार, ब्लैक होल का सैद्धांतिक अस्तित्व, उनकी वास्तविक खोज से बहुत पहले, 1783 में किसी डी. मिशेल (यॉर्कशायर के एक अंग्रेजी पुजारी, जो अपने अवकाश में खगोल विज्ञान के शौकीन हैं) द्वारा सुझाया गया था। उनकी गणना के अनुसार, यदि हम अपना लेते हैं और इसे (आधुनिक कंप्यूटर शब्दों में, इसे संग्रहित करते हैं) 3 किमी के दायरे में संपीड़ित करते हैं, तो इतना बड़ा (बस विशाल) गुरुत्वाकर्षण बल बनता है कि प्रकाश भी इसे नहीं छोड़ सकता। इस तरह "ब्लैक होल" की अवधारणा दिखाई दी, हालांकि वास्तव में यह बिल्कुल भी काला नहीं है, हमारी राय में, "डार्क होल" शब्द अधिक उपयुक्त होगा, क्योंकि यह ठीक प्रकाश की अनुपस्थिति है।

बाद में, 1918 में, महान वैज्ञानिक अल्बर्टआइंस्टाइन। लेकिन केवल 1967 में, अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक जॉन व्हीलर के प्रयासों से, ब्लैक होल की अवधारणा ने अंततः अकादमिक हलकों में जगह बनाई।

हालांकि डी. मिशेल और अल्बर्ट आइंस्टीन और जॉन व्हीलर दोनों ने अपने कार्यों में बाहरी अंतरिक्ष में इन रहस्यमयी खगोलीय पिंडों के केवल सैद्धांतिक अस्तित्व को माना, हालांकि, ब्लैक होल की वास्तविक खोज 1971 में हुई थी, यह था तब उन्हें पहली बार अंतरिक्ष दूरबीन में देखा गया था।

यह एक ब्लैक होल जैसा दिखता है।

अंतरिक्ष में ब्लैक होल कैसे बनते हैं?

जैसा कि हम खगोल भौतिकी से जानते हैं, सभी सितारों (हमारे सूर्य सहित) में कुछ सीमित मात्रा में ईंधन होता है। और यद्यपि एक तारे का जीवन अरबों वर्षों तक चल सकता है, जल्दी या बाद में ईंधन की यह सशर्त आपूर्ति समाप्त हो जाती है, और तारा "बाहर चला जाता है"। एक तारे के "विलुप्त होने" की प्रक्रिया तीव्र प्रतिक्रियाओं के साथ होती है, जिसके दौरान तारा एक महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरता है और इसके आकार के आधार पर, एक सफेद बौना, एक न्यूट्रॉन स्टार या एक ब्लैक होल में बदल सकता है। इसके अलावा, सबसे बड़े तारे, जिनमें अविश्वसनीय रूप से प्रभावशाली आयाम होते हैं, आमतौर पर एक ब्लैक होल में बदल जाते हैं - इन सबसे अविश्वसनीय आकारों के संपीड़न के कारण, नवगठित ब्लैक होल के द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण बल में कई गुना वृद्धि होती है, जो एक में बदल जाती है। एक प्रकार का गांगेय वैक्यूम क्लीनर - अपने आस-पास की हर चीज और हर चीज को अवशोषित करता है।

एक ब्लैक होल एक तारे को निगल जाता है।

एक छोटा नोट - हमारा सूर्य, गांगेय मानकों के अनुसार, एक बड़ा तारा नहीं है, और लुप्त होने के बाद, जो लगभग कुछ अरब वर्षों में होगा, सबसे अधिक संभावना है कि यह ब्लैक होल में नहीं बदलेगा।

लेकिन आइए आपके साथ ईमानदार रहें - आज, वैज्ञानिक अभी भी ब्लैक होल के गठन की सभी पेचीदगियों को नहीं जानते हैं, निस्संदेह, यह एक अत्यंत जटिल खगोलीय प्रक्रिया है, जो अपने आप में लाखों वर्षों तक चल सकती है। यद्यपि इस दिशा में आगे बढ़ना संभव है, तथाकथित मध्यवर्ती ब्लैक होल का पता लगाना और उसके बाद का अध्ययन, अर्थात्, तारे जो विलुप्त होने की स्थिति में हैं, जिसमें ब्लैक होल बनने की एक सक्रिय प्रक्रिया हो रही है, हो सकता है बना हुआ। वैसे, खगोलविदों द्वारा 2014 में एक सर्पिल आकाशगंगा की भुजा में एक समान तारे की खोज की गई थी।

ब्रह्मांड में कितने ब्लैक होल मौजूद हैं

आधुनिक वैज्ञानिकों के सिद्धांतों के अनुसार, हमारी आकाशगंगा आकाशगंगा में करोड़ों ब्लैक होल हो सकते हैं। हमारे बगल में आकाशगंगा में उनमें से कोई कम नहीं हो सकता है, जिसमें हमारे आकाशगंगा से उड़ने के लिए कुछ भी नहीं है - 2.5 मिलियन प्रकाश वर्ष।

ब्लैक होल का सिद्धांत

विशाल द्रव्यमान (जो हमारे सूर्य के द्रव्यमान से सैकड़ों हजारों गुना अधिक है) और गुरुत्वाकर्षण की अविश्वसनीय शक्ति के बावजूद, टेलीस्कोप के माध्यम से ब्लैक होल को देखना आसान नहीं था, क्योंकि वे प्रकाश का उत्सर्जन बिल्कुल नहीं करते हैं। वैज्ञानिक केवल अपने "भोजन" के समय एक ब्लैक होल को नोटिस करने में कामयाब रहे - दूसरे तारे का अवशोषण, इस समय एक विशिष्ट विकिरण दिखाई देता है, जिसे पहले से ही देखा जा सकता है। इस प्रकार, ब्लैक होल सिद्धांत को वास्तविक पुष्टि मिली है।

ब्लैक होल के गुण

ब्लैक होल की मुख्य संपत्ति इसके अविश्वसनीय गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र हैं, जो आसपास के स्थान और समय को अपनी सामान्य स्थिति में नहीं रहने देते हैं। जी हाँ, आपने सही सुना, ब्लैक होल के अंदर समय सामान्य से कई गुना धीमी गति से बहता है, और अगर आप वहाँ होते, तो वापस लौटते (यदि आप इतने भाग्यशाली थे, तो निश्चित रूप से) आपको यह देखकर आश्चर्य होगा कि पृथ्वी पर सदियाँ बीत चुकी हैं, और तुम बूढ़े भी नहीं होगे तुम्हारे पास समय है। हालांकि सच कहूं, अगर आप ब्लैक होल के अंदर होते, तो आप शायद ही बच पाते, क्योंकि वहां गुरुत्वाकर्षण बल ऐसा होता है कि कोई भी भौतिक वस्तु आसानी से अलग हो जाती है, भागों में भी नहीं, परमाणुओं में।

लेकिन अगर आप एक ब्लैक होल के करीब भी होते, उसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की सीमा के भीतर, तो आपके लिए भी कठिन समय होता, क्योंकि जितना अधिक आप उसके गुरुत्वाकर्षण का विरोध करते, उड़ने की कोशिश करते, उतनी ही तेज़ी से आप उसमें गिरते। ऐसा प्रतीत होता है कि विरोधाभास का कारण गुरुत्वाकर्षण भंवर क्षेत्र है, जिसमें सभी ब्लैक होल होते हैं।

क्या होगा अगर कोई व्यक्ति ब्लैक होल में गिर जाए

ब्लैक होल का वाष्पीकरण

अंग्रेजी खगोलशास्त्री एस. हॉकिंग की खोज की रोचक तथ्य: ब्लैक होल भी उत्सर्जित होते हैं। सच है, यह केवल अपेक्षाकृत छोटे द्रव्यमान के छिद्रों पर लागू होता है। उनके चारों ओर शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण कणों और एंटीपार्टिकल्स के जोड़े बनाता है, एक जोड़ी को छेद द्वारा अंदर की ओर खींचा जाता है, और दूसरे को बाहर की ओर निकाला जाता है। इस प्रकार, एक ब्लैक होल कठोर एंटीपार्टिकल्स और गामा किरणों को विकीर्ण करता है। ब्लैक होल से इस वाष्पीकरण या विकिरण का नाम उस वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया जिसने इसकी खोज की - "हॉकिंग विकिरण"।

सबसे बड़ा ब्लैक होल

ब्लैक होल के सिद्धांत के अनुसार, लगभग सभी आकाशगंगाओं के केंद्र में कई मिलियन से लेकर कई अरब सौर द्रव्यमान वाले विशाल ब्लैक होल होते हैं। और अपेक्षाकृत हाल ही में, वैज्ञानिकों ने अब तक ज्ञात दो सबसे बड़े ब्लैक होल की खोज की है, वे पास की दो आकाशगंगाओं में हैं: NGC 3842 और NGC 4849।

NGC 3842, सिंह राशि की सबसे चमकीली आकाशगंगा है, जो हमसे 320 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है। इसके केंद्र में 9.7 अरब सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान वाला एक विशाल ब्लैक होल है।

एनजीसी 4849 कोमा क्लस्टर में एक आकाशगंगा है, जो 335 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है, जो समान रूप से प्रभावशाली ब्लैक होल का दावा करता है।

इन विशाल ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की क्रिया के क्षेत्र, या अकादमिक दृष्टि से, उनके घटना क्षितिज, सूर्य से दूरी के बारे में 5 गुना है! ऐसा ब्लैक होल खा जाएगा हमारा सौर प्रणालीऔर हिलेगा भी नहीं।

सबसे छोटा ब्लैक होल

लेकिन ब्लैक होल के विशाल परिवार में बहुत छोटे प्रतिनिधि हैं। तो वैज्ञानिकों द्वारा इस समय अपने द्रव्यमान में खोजा गया सबसे बौना ब्लैक होल हमारे सूर्य के द्रव्यमान का केवल 3 गुना है। वास्तव में, यह ब्लैक होल के निर्माण के लिए आवश्यक सैद्धांतिक न्यूनतम है, यदि वह तारा थोड़ा छोटा होता, तो छेद नहीं बनता।

ब्लैक होल नरभक्षी होते हैं

हां, एक ऐसी घटना है, जैसा कि हमने ऊपर लिखा है, ब्लैक होल एक प्रकार का "गैलेक्टिक वैक्यूम क्लीनर" है जो अपने आसपास की हर चीज को अवशोषित करता है, जिसमें ... अन्य ब्लैक होल भी शामिल हैं। हाल ही में, खगोलविदों ने पता लगाया है कि एक आकाशगंगा के एक ब्लैक होल को दूसरी आकाशगंगा से दूसरा बड़ा ब्लैक ग्लूटन खा रहा है।

• कुछ वैज्ञानिकों की परिकल्पना के अनुसार, ब्लैक होल न केवल गांगेय वैक्यूम क्लीनर हैं जो सब कुछ अपने आप में चूसते हैं, बल्कि कुछ परिस्थितियों में वे स्वयं नए ब्रह्मांड उत्पन्न कर सकते हैं।
• ब्लैक होल समय के साथ वाष्पित हो सकते हैं। हमने ऊपर लिखा था कि यह अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टीफन हॉकिंग द्वारा खोजा गया था कि ब्लैक होल में विकिरण का गुण होता है और कुछ बहुत लंबे समय के बाद, जब चारों ओर अवशोषित करने के लिए कुछ भी नहीं होता है, तो ब्लैक होल अधिक वाष्पित होने लगता है, अंतत: यह अपना सारा द्रव्यमान आसपास के स्थान में छोड़ देता है। हालांकि यह केवल एक धारणा है, एक परिकल्पना है।
• ब्लैक होल समय को धीमा करते हैं और स्थान को मोड़ते हैं। हम समय फैलाव के बारे में पहले ही लिख चुके हैं, लेकिन ब्लैक होल की स्थितियों में स्थान पूरी तरह से घुमावदार होगा।
• ब्लैक होल ब्रह्मांड में तारों की संख्या को सीमित करते हैं। अर्थात्, उनके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र अंतरिक्ष में गैस के बादलों को ठंडा होने से रोकते हैं, जिससे, जैसा कि आप जानते हैं, नए सितारों का जन्म होता है।

डिस्कवरी चैनल पर ब्लैक होल, वीडियो

और अंत में, हम आपको डिस्कवरी चैनल से ब्लैक होल के बारे में एक दिलचस्प वैज्ञानिक वृत्तचित्र प्रदान करते हैं।

लेख लिखते समय, मैंने इसे यथासंभव रोचक, उपयोगी और उच्च गुणवत्ता का बनाने की कोशिश की। मैं लेख पर टिप्पणियों के रूप में किसी भी प्रतिक्रिया और रचनात्मक आलोचना के लिए आभारी रहूंगा। आप अपनी इच्छा/प्रश्न/सुझाव मेरे मेल पर भी लिख सकते हैं [ईमेल संरक्षित]या फेसबुक पर, सम्मान के साथ, लेखक।

अंतरिक्ष अन्वेषण के बारे में लोकप्रिय विज्ञान फिल्में बनाने में अपेक्षाकृत हालिया वृद्धि के कारण, आधुनिक दर्शक ने विलक्षणता, या ब्लैक होल जैसी घटनाओं के बारे में बहुत कुछ सुना है। हालांकि, फिल्में स्पष्ट रूप से इन घटनाओं की पूर्ण प्रकृति को प्रकट नहीं करती हैं, और कभी-कभी निर्मित को विकृत भी करती हैं वैज्ञानिक सिद्धांतअधिक दक्षता के लिए। इस कारण अनेकों की प्रस्तुति आधुनिक लोगइन घटनाओं के बारे में या तो पूरी तरह से सतही रूप से, या पूरी तरह से गलत तरीके से। समस्या के समाधान में से एक है यह लेखजिसमें हम मौजूदा शोध परिणामों को समझने की कोशिश करेंगे और इस सवाल का जवाब देंगे - ब्लैक होल क्या है?

1784 में, अंग्रेजी पुजारी और प्रकृतिवादी जॉन मिशेल ने पहली बार रॉयल सोसाइटी को एक पत्र में एक काल्पनिक विशाल शरीर का उल्लेख किया जिसमें इतना मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण है कि इसके लिए दूसरा ब्रह्मांडीय वेग प्रकाश की गति से अधिक होगा। दूसरा पलायन वेग वह गति है जिससे अपेक्षाकृत छोटी वस्तु को गुरुत्वाकर्षण खिंचाव को दूर करने की आवश्यकता होगी खगोलीय पिंडऔर इस पिंड के चारों ओर बंद कक्षा से परे जाओ। उनकी गणना के अनुसार, सूर्य के घनत्व वाले और 500 सौर त्रिज्या के त्रिज्या वाले एक पिंड का एक सेकंड होगा ब्रह्मांडीय गतिप्रकाश की गति के बराबर। इस मामले में, प्रकाश भी ऐसे शरीर की सतह को नहीं छोड़ेगा, और इसलिए यह शरीर केवल आने वाली रोशनी को अवशोषित करेगा और पर्यवेक्षक के लिए अदृश्य रहेगा - अंधेरे स्थान की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक प्रकार का काला धब्बा।

हालांकि, मिशेल द्वारा प्रस्तावित एक सुपरमैसिव बॉडी की अवधारणा ने आइंस्टीन के काम तक ज्यादा दिलचस्पी नहीं दिखाई। याद रखें कि बाद वाले ने प्रकाश की गति को सूचना हस्तांतरण की सीमित गति के रूप में परिभाषित किया। इसके अलावा, आइंस्टीन ने प्रकाश की गति () के करीब गति के लिए गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का विस्तार किया। नतीजतन, न्यूटन के सिद्धांत को ब्लैक होल पर लागू करना प्रासंगिक नहीं रह गया था।

आइंस्टीन का समीकरण

ब्लैक होल में सामान्य सापेक्षता लागू करने और आइंस्टीन के समीकरणों को हल करने के परिणामस्वरूप, ब्लैक होल के मुख्य पैरामीटर सामने आए, जिनमें से केवल तीन हैं: द्रव्यमान, आवेशऔर कोणीय गति। यह भारतीय खगोल भौतिकीविद् सुब्रमण्यम चंद्रशेखर के महत्वपूर्ण योगदान पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिन्होंने एक मौलिक मोनोग्राफ बनाया: " गणितीय सिद्धांतब्लैक होल्स।"

इस प्रकार, आइंस्टीन समीकरणों के समाधान को चार संभावित प्रकार के ब्लैक होल के लिए चार विकल्पों द्वारा दर्शाया गया है:

• ब्लैक होल बिना रोटेशन और बिना चार्ज के - श्वार्जस्चिल्ड का समाधान। आइंस्टीन के समीकरणों का उपयोग करते हुए ब्लैक होल (1916) के पहले विवरणों में से एक, लेकिन शरीर के तीन मापदंडों में से दो को ध्यान में रखे बिना। जर्मन भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्जस्चिल्ड का समाधान आपको एक गोलाकार विशाल पिंड के बाहरी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की गणना करने की अनुमति देता है। जर्मन वैज्ञानिक की ब्लैक होल की अवधारणा की एक विशेषता एक घटना क्षितिज की उपस्थिति और उसके पीछे एक है। श्वार्जस्चिल्ड ने सबसे पहले गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या की गणना की, जिसे उसका नाम मिला, जो उस क्षेत्र की त्रिज्या को निर्धारित करता है जिस पर किसी दिए गए द्रव्यमान वाले शरीर के लिए घटना क्षितिज स्थित होगा।
• एक चार्ज के साथ रोटेशन के बिना एक ब्लैक होल - रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम समाधान। एक ब्लैक होल के संभावित विद्युत आवेश को ध्यान में रखते हुए, 1916-1918 में एक समाधान सामने रखा गया। यह चार्ज मनमाने ढंग से बड़ा नहीं हो सकता है और परिणामी विद्युत प्रतिकर्षण के कारण सीमित है। उत्तरार्द्ध को गुरुत्वाकर्षण आकर्षण द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए।
• घूर्णन और बिना आवेश वाला एक ब्लैक होल - केर का समाधान (1963)। एक घूर्णन केर ब्लैक होल तथाकथित एर्गोस्फीयर (इस और ब्लैक होल के अन्य घटकों के बारे में पढ़ें) की उपस्थिति से एक स्थिर से भिन्न होता है।
• BH रोटेशन और चार्ज के साथ - केर-न्यूमैन सॉल्यूशन। इस समाधान की गणना 1965 में की गई थी और यह वर्तमान में सबसे पूर्ण है, क्योंकि यह सभी तीन बीएच मापदंडों को ध्यान में रखता है। हालांकि, यह अभी भी माना जाता है कि प्रकृति में ब्लैक होल का एक नगण्य चार्ज होता है।

ब्लैक होल का बनना

ब्लैक होल कैसे बनता है और कैसे प्रकट होता है, इसके बारे में कई सिद्धांत हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध गुरुत्वाकर्षण पतन के परिणामस्वरूप पर्याप्त द्रव्यमान वाले तारे का उदय है। इस तरह का संपीड़न तीन से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारों के विकास को समाप्त कर सकता है। ऐसे तारों के अंदर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं पूरी होने पर, वे तेजी से एक सुपरडेंस में सिकुड़ने लगते हैं। यदि न्यूट्रॉन तारे की गैस का दबाव गुरुत्वाकर्षण बलों की भरपाई नहीं कर सकता है, अर्थात तारे का द्रव्यमान तथाकथित से अधिक हो जाता है। ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा, फिर पतन जारी है, जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ ब्लैक होल में संकुचित हो जाता है।

ब्लैक होल के जन्म का वर्णन करने वाला दूसरा परिदृश्य प्रोटोगैलेक्टिक गैस का संपीड़न है, जो कि इंटरस्टेलर गैस है जो आकाशगंगा या किसी प्रकार के क्लस्टर में परिवर्तन के चरण में है। समान गुरुत्वाकर्षण बलों की भरपाई के लिए अपर्याप्त आंतरिक दबाव के मामले में, एक ब्लैक होल उत्पन्न हो सकता है।

दो अन्य परिदृश्य काल्पनिक बने हुए हैं:

• परिणामस्वरूप ब्लैक होल की घटना - तथाकथित। आदिम ब्लैक होल।
• उच्च ऊर्जाओं पर परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप घटना। ऐसी प्रतिक्रियाओं का एक उदाहरण कोलाइडर पर प्रयोग है।

ब्लैक होल की संरचना और भौतिकी

श्वार्जस्चिल्ड के अनुसार ब्लैक होल की संरचना में केवल दो तत्व शामिल हैं जिनका उल्लेख पहले किया गया था: एक ब्लैक होल की विलक्षणता और घटना क्षितिज। विलक्षणता के बारे में संक्षेप में बोलते हुए, यह ध्यान दिया जा सकता है कि इसके माध्यम से एक सीधी रेखा खींचना असंभव है, और यह भी कि अधिकांश मौजूदा भौतिक सिद्धांत इसके अंदर काम नहीं करते हैं। इस प्रकार, विलक्षणता का भौतिकी आज भी वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य बना हुआ है। ब्लैक होल - यह एक प्रकार की सीमा है, जिसे पार करते हुए, एक भौतिक वस्तु इसके पीछे वापस लौटने की क्षमता खो देती है और स्पष्ट रूप से ब्लैक होल की विलक्षणता में "गिर" जाती है।

केर विलयन के मामले में, अर्थात् BH रोटेशन की उपस्थिति में, ब्लैक होल की संरचना कुछ अधिक जटिल हो जाती है। केर के समाधान का तात्पर्य है कि छेद में एक एर्गोस्फीयर है। एर्गोस्फीयर - घटना क्षितिज के बाहर स्थित एक निश्चित क्षेत्र, जिसके अंदर सभी पिंड ब्लैक होल के घूमने की दिशा में चलते हैं। यह क्षेत्र अभी तक रोमांचक नहीं है और घटना क्षितिज के विपरीत इसे छोड़ना संभव है। एर्गोस्फीयर शायद एक अभिवृद्धि डिस्क का एक प्रकार का एनालॉग है, जो बड़े पैमाने पर पिंडों के चारों ओर घूमने वाले पदार्थ का प्रतिनिधित्व करता है। यदि एक स्थिर श्वार्जस्चिल्ड ब्लैक होल को एक ब्लैक गोले के रूप में दर्शाया जाता है, तो केरी ब्लैक होल, एक एर्गोस्फीयर की उपस्थिति के कारण, एक चपटा दीर्घवृत्त का आकार होता है, जिसके रूप में हम अक्सर चित्रों में ब्लैक होल देखते थे, पुराने में फिल्में या वीडियो गेम।

• ब्लैक होल का वजन कितना होता है? - एक ब्लैक होल की उपस्थिति पर सबसे बड़ी सैद्धांतिक सामग्री एक तारे के पतन के परिणामस्वरूप इसके प्रकट होने के परिदृश्य के लिए उपलब्ध है। इस मामले में, न्यूट्रॉन स्टार का अधिकतम द्रव्यमान और ब्लैक होल का न्यूनतम द्रव्यमान ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसके अनुसार बीएच द्रव्यमान की निचली सीमा 2.5 - 3 सौर द्रव्यमान होती है। अब तक खोजा गया सबसे भारी ब्लैक होल (एनजीसी 4889 आकाशगंगा में) का द्रव्यमान 21 अरब सौर द्रव्यमान है। हालांकि, किसी को ब्लैक होल के बारे में नहीं भूलना चाहिए, जो उच्च ऊर्जाओं पर परमाणु प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होता है, जैसे कि कोलाइडर पर। ऐसे क्वांटम ब्लैक होल का द्रव्यमान, दूसरे शब्दों में "प्लैंक ब्लैक होल" के क्रम का है, अर्थात् 2 10 -5 ग्राम।
• ब्लैक होल का आकार। न्यूनतम बीएच त्रिज्या की गणना न्यूनतम द्रव्यमान (2.5 - 3 सौर द्रव्यमान) से की जा सकती है। यदि सूर्य की गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या, यानी घटना क्षितिज का क्षेत्र लगभग 2.95 किमी है, तो 3 सौर द्रव्यमान वाले BH की न्यूनतम त्रिज्या लगभग नौ किलोमीटर होगी। इस तरह के अपेक्षाकृत छोटे आकार सिर में फिट नहीं होते हैं जब बड़े पैमाने पर वस्तुओं की बात आती है जो चारों ओर सब कुछ आकर्षित करती हैं। हालांकि, क्वांटम ब्लैक होल के लिए, त्रिज्या -10 −35 मीटर है।
• एक ब्लैक होल का औसत घनत्व दो मापदंडों पर निर्भर करता है: द्रव्यमान और त्रिज्या। लगभग तीन सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का घनत्व लगभग 6 10 26 किग्रा/वर्ग मीटर है, जबकि पानी का घनत्व 1000 किग्रा/वर्ग मीटर है। हालांकि, वैज्ञानिकों को इतने छोटे ब्लैक होल नहीं मिले हैं। अधिकांश ज्ञात बीएच में 105 सौर द्रव्यमान से अधिक द्रव्यमान होते हैं। एक दिलचस्प पैटर्न है जिसके अनुसार ब्लैक होल जितना अधिक विशाल होगा, उसका घनत्व उतना ही कम होगा। इस मामले में, परिमाण के 11 आदेशों के द्रव्यमान में परिवर्तन परिमाण के 22 आदेशों द्वारा घनत्व में परिवर्तन की आवश्यकता है। इस प्रकार, 1 ·10 9 सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का घनत्व 18.5 किग्रा/वर्ग मीटर है, जो सोने के घनत्व से एक कम है। और 10 10 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का औसत घनत्व हवा के घनत्व से कम हो सकता है। इन गणनाओं के आधार पर, यह मान लेना तर्कसंगत है कि ब्लैक होल का निर्माण पदार्थ के संपीड़न के कारण नहीं होता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में बड़ी मात्रा में पदार्थ के संचय के परिणामस्वरूप होता है। क्वांटम ब्लैक होल के मामले में, उनका घनत्व लगभग 10 94 किग्रा/वर्ग मीटर हो सकता है।
• ब्लैक होल का तापमान भी उसके द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस तापमान का सीधा संबंध है। इस विकिरण का स्पेक्ट्रम पूरी तरह से काले शरीर के स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता है, यानी एक ऐसा शरीर जो सभी घटना विकिरण को अवशोषित करता है। एक ब्लैक बॉडी का विकिरण स्पेक्ट्रम उसके तापमान पर ही निर्भर करता है, फिर एक ब्लैक होल का तापमान हॉकिंग विकिरण स्पेक्ट्रम से निर्धारित किया जा सकता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह विकिरण जितना अधिक शक्तिशाली होता है, ब्लैक होल उतना ही छोटा होता है। उसी समय, हॉकिंग विकिरण काल्पनिक बना हुआ है, क्योंकि यह अभी तक खगोलविदों द्वारा नहीं देखा गया है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि यदि हॉकिंग विकिरण मौजूद है, तो देखे गए बीएच का तापमान इतना कम है कि यह किसी को संकेतित विकिरण का पता लगाने की अनुमति नहीं देता है। गणना के अनुसार, सूर्य के द्रव्यमान के क्रम में द्रव्यमान वाले छेद का तापमान भी नगण्य रूप से छोटा होता है (1 ·10 -7 K या -272°C)। क्वांटम ब्लैक होल का तापमान लगभग 10 12 के तक पहुंच सकता है, और उनके तेजी से वाष्पीकरण (लगभग 1.5 मिनट) के साथ, ऐसे बीएच दस मिलियन के क्रम की ऊर्जा का उत्सर्जन कर सकते हैं। परमाणु बम. लेकिन, सौभाग्य से, इस तरह की काल्पनिक वस्तुओं के निर्माण के लिए लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में आज की तुलना में 10 14 गुना अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, खगोलविदों द्वारा ऐसी घटनाएं कभी नहीं देखी गई हैं।

सीएचडी किससे बना होता है?

एक और सवाल वैज्ञानिकों और उन दोनों को चिंतित करता है जो केवल खगोल भौतिकी के शौकीन हैं - ब्लैक होल में क्या होता है? इस प्रश्न का एक भी उत्तर नहीं है, क्योंकि किसी भी ब्लैक होल के आसपास के घटना क्षितिज से परे देखना संभव नहीं है। इसके अलावा, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ब्लैक होल के सैद्धांतिक मॉडल इसके केवल 3 घटकों के लिए प्रदान करते हैं: एर्गोस्फीयर, घटना क्षितिज, और विलक्षणता। यह मान लेना तर्कसंगत है कि एर्गोस्फीयर में केवल वे वस्तुएं हैं जो ब्लैक होल द्वारा आकर्षित की गई थीं, और जो अब इसके चारों ओर घूमती हैं - विभिन्न प्रकार के ब्रह्मांडीय पिंड और ब्रह्मांडीय गैस। घटना क्षितिज सिर्फ एक पतली निहित सीमा है, जिसके एक बार परे, वही ब्रह्मांडीय पिंड अपरिवर्तनीय रूप से ब्लैक होल के अंतिम मुख्य घटक - विलक्षणता की ओर आकर्षित होते हैं। विलक्षणता की प्रकृति का आज अध्ययन नहीं किया गया है, और इसकी रचना के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी।

कुछ मान्यताओं के अनुसार, ब्लैक होल में न्यूट्रॉन हो सकते हैं। यदि हम किसी तारे के न्यूट्रॉन तारे से उसके बाद के संपीडन के परिणामस्वरूप एक ब्लैक होल के उद्भव के परिदृश्य का अनुसरण करते हैं, तो, संभवतः, ब्लैक होल के मुख्य भाग में न्यूट्रॉन होते हैं, जिनमें से न्यूट्रॉन स्टार. सरल शब्दों में: जब कोई तारा ढह जाता है, तो उसके परमाणु इस तरह संकुचित हो जाते हैं कि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन के साथ जुड़ जाते हैं, जिससे न्यूट्रॉन बनते हैं। ऐसी प्रतिक्रिया वास्तव में प्रकृति में होती है, न्यूट्रॉन के निर्माण के साथ, न्यूट्रिनो उत्सर्जन होता है। हालाँकि, ये सिर्फ अनुमान हैं।

यदि आप ब्लैक होल में गिर जाते हैं तो क्या होता है?

एस्ट्रोफिजिकल ब्लैक होल में गिरने से शरीर में खिंचाव आता है। एक काल्पनिक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री पर विचार करें जो एक स्पेस सूट के अलावा कुछ भी नहीं पहने हुए ब्लैक होल में जा रहा है, पहले पैर। घटना क्षितिज को पार करते हुए, अंतरिक्ष यात्री को कोई बदलाव नहीं दिखाई देगा, इस तथ्य के बावजूद कि उसके पास अब वापस जाने का अवसर नहीं है। किसी बिंदु पर, अंतरिक्ष यात्री उस बिंदु पर पहुंच जाएगा (घटना क्षितिज से थोड़ा पीछे) जहां उसके शरीर की विकृति होने लगेगी। चूंकि ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र असमान है और केंद्र की ओर बढ़ते हुए बल प्रवणता द्वारा दर्शाया गया है, उदाहरण के लिए, सिर की तुलना में अंतरिक्ष यात्री के पैरों को अधिक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के अधीन किया जाएगा। फिर, गुरुत्वाकर्षण के कारण, या बल्कि, ज्वारीय बल, पैर तेजी से "गिरेंगे"। इस प्रकार, शरीर धीरे-धीरे लंबाई में खिंचाव करना शुरू कर देता है। इस घटना का वर्णन करने के लिए, खगोल भौतिकीविद एक रचनात्मक शब्द - स्पेगेटीफिकेशन के साथ आए हैं। शरीर को और अधिक खींचने से संभवतः यह परमाणुओं में विघटित हो जाएगा, जो देर-सबेर एक विलक्षणता तक पहुंच जाएगा। इस स्थिति में व्यक्ति क्या महसूस करेगा, इसका केवल अंदाजा ही लगाया जा सकता है। यह ध्यान देने योग्य है कि शरीर में खिंचाव का प्रभाव ब्लैक होल के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यही है, यदि तीन सूर्यों के द्रव्यमान वाला एक BH तुरंत शरीर को फैलाता / तोड़ता है, तो सुपरमैसिव ब्लैक होल में कम ज्वारीय बल होंगे और, ऐसे सुझाव हैं कि कुछ भौतिक सामग्री अपनी संरचना को खोए बिना इस तरह के विरूपण को "सहन" कर सकती है।

जैसा कि आप जानते हैं, विशाल वस्तुओं के पास, समय अधिक धीरे-धीरे बहता है, जिसका अर्थ है कि एक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री के लिए समय पृथ्वीवासियों की तुलना में बहुत अधिक धीरे-धीरे बहेगा। उस स्थिति में, शायद वह न केवल अपने दोस्तों को, बल्कि पृथ्वी को भी जीवित रखेगा। एक अंतरिक्ष यात्री के लिए कितना समय धीमा होगा, यह निर्धारित करने के लिए गणना की आवश्यकता होगी, हालांकि, ऊपर से, यह माना जा सकता है कि अंतरिक्ष यात्री बहुत धीरे-धीरे ब्लैक होल में गिरेगा और उस क्षण को देखने के लिए जीवित नहीं रह सकता है जब उसका शरीर शुरू होता है विकृत करना।

यह उल्लेखनीय है कि बाहर के एक पर्यवेक्षक के लिए, घटना क्षितिज तक बहने वाले सभी शरीर इस क्षितिज के किनारे पर तब तक रहेंगे जब तक उनकी छवि गायब नहीं हो जाती। इस घटना का कारण गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट है। कुछ हद तक सरल करते हुए, हम कह सकते हैं कि घटना क्षितिज पर "जमे हुए" एक आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री के शरीर पर पड़ने वाला प्रकाश इसके धीमे समय के कारण इसकी आवृत्ति को बदल देगा। जैसे-जैसे समय धीरे-धीरे बीतता जाएगा, प्रकाश की आवृत्ति कम होती जाएगी और तरंगदैर्घ्य बढ़ता जाएगा। इस घटना के परिणामस्वरूप, आउटपुट पर, यानी बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, प्रकाश धीरे-धीरे कम-आवृत्ति - लाल की ओर स्थानांतरित हो जाएगा। स्पेक्ट्रम के साथ प्रकाश की एक पारी होगी, क्योंकि आत्मघाती अंतरिक्ष यात्री पर्यवेक्षक से आगे और आगे दूर हो जाता है, यद्यपि लगभग अगोचर रूप से, और उसका समय अधिक से अधिक धीरे-धीरे बहता है। इस प्रकार, उसके शरीर द्वारा परावर्तित प्रकाश जल्द ही दृश्यमान स्पेक्ट्रम से परे चला जाएगा (छवि गायब हो जाएगी), और भविष्य में अंतरिक्ष यात्री के शरीर को केवल अवरक्त क्षेत्र में, बाद में रेडियो आवृत्ति क्षेत्र में और इसके परिणामस्वरूप पाया जा सकता है, विकिरण पूरी तरह से मायावी होगा।

ऊपर जो लिखा गया है, उसके बावजूद, यह माना जाता है कि बहुत बड़े सुपरमैसिव ब्लैक होल में, ज्वारीय बल दूरी के साथ इतना नहीं बदलते हैं और गिरते हुए पिंड पर लगभग समान रूप से कार्य करते हैं। इस मामले में, गिरना अंतरिक्ष यानअपनी संरचना को बरकरार रखेगा। एक वाजिब सवाल उठता है - ब्लैक होल कहाँ ले जाता है? वर्महोल और ब्लैक होल जैसी दो घटनाओं को जोड़कर इस सवाल का जवाब कुछ वैज्ञानिकों के काम से दिया जा सकता है।

1935 में वापस, अल्बर्ट आइंस्टीन और नाथन रोसेन ने, तथाकथित वर्महोल के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना को सामने रखा, जो बाद के महत्वपूर्ण वक्रता वाले स्थानों में अंतरिक्ष-समय के दो बिंदुओं को जोड़ता है - आइंस्टीन-रोसेन पुल या वर्महोल। अंतरिक्ष की इतनी शक्तिशाली वक्रता के लिए, एक विशाल द्रव्यमान वाले पिंडों की आवश्यकता होगी, जिसकी भूमिका ब्लैक होल पूरी तरह से सामना करेगी।

आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज को एक अभेद्य वर्महोल माना जाता है, क्योंकि यह छोटा और अस्थिर है।

प्रचलित वर्महोलसंभवतः ब्लैक एंड व्हाइट होल के सिद्धांत के ढांचे के भीतर। जहां व्हाइट होल ब्लैक होल में गिरने वाली सूचना का आउटपुट है। व्हाइट होल को सामान्य सापेक्षता के ढांचे में वर्णित किया गया है, लेकिन आज यह काल्पनिक बना हुआ है और इसकी खोज नहीं की गई है। एक और मॉडल वर्महोलअमेरिकी वैज्ञानिकों किप थॉर्न और उनके स्नातक छात्र माइक मॉरिस द्वारा प्रस्तावित, जो प्रचलित हो सकता है। हालांकि, मॉरिस-थॉर्न वर्महोल के मामले में, इसलिए ब्लैक एंड व्हाइट होल के मामले में, यात्रा की संभावना के लिए तथाकथित विदेशी पदार्थ के अस्तित्व की आवश्यकता होती है, जिसमें नकारात्मक ऊर्जा होती है और यह काल्पनिक भी रहता है।

ब्रह्मांड में ब्लैक होल

ब्लैक होल के अस्तित्व की अपेक्षाकृत हाल ही में (सितंबर 2015) पुष्टि की गई थी, लेकिन उस समय से पहले ब्लैक होल की प्रकृति पर बहुत सारी सैद्धांतिक सामग्री थी, साथ ही ब्लैक होल की भूमिका के लिए कई उम्मीदवार वस्तुएं थीं। सबसे पहले, किसी को ब्लैक होल के आयामों को ध्यान में रखना चाहिए, क्योंकि घटना की प्रकृति उन पर निर्भर करती है:

• तारकीय द्रव्यमान ब्लैक होल. ऐसी वस्तुएं किसी तारे के गिरने के परिणामस्वरूप बनती हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ऐसे ब्लैक होल को बनाने में सक्षम पिंड का न्यूनतम द्रव्यमान 2.5 - 3 सौर द्रव्यमान है।
• ब्लैक होल्स मध्यम वजन . एक सशर्त मध्यवर्ती प्रकार के ब्लैक होल जो आस-पास की वस्तुओं के अवशोषण के कारण बढ़े हैं, जैसे कि गैस संचय, एक पड़ोसी तारा (दो सितारों की प्रणालियों में) और अन्य अंतरिक्ष पिंड.
• अत्यधिक द्रव्यमान वाला काला सुरंग. 10 5 -10 10 सौर द्रव्यमान वाली कॉम्पैक्ट वस्तुएं। ऐसे BH के विशिष्ट गुण विरोधाभासी रूप से कम घनत्व के साथ-साथ कमजोर ज्वारीय बल हैं, जिनकी चर्चा पहले की गई थी। यह हमारी मिल्की वे आकाशगंगा (धनु A*, Sgr A*) के साथ-साथ अधिकांश अन्य आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित यह सुपरमैसिव ब्लैक होल है।

सीएचडी . के लिए उम्मीदवार

निकटतम ब्लैक होल, या ब्लैक होल की भूमिका के लिए एक उम्मीदवार, एक वस्तु (V616 यूनिकॉर्न) है, जो सूर्य से (हमारी आकाशगंगा में) 3000 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है। इसमें दो घटक होते हैं: आधा सौर द्रव्यमान वाला एक तारा, साथ ही एक अदृश्य छोटा पिंड, जिसका द्रव्यमान 3 - 5 सौर द्रव्यमान होता है। यदि यह पिंड तारकीय द्रव्यमान का एक छोटा ब्लैक होल निकला, तो दाईं ओर से यह निकटतम ब्लैक होल होगा।

इस वस्तु के बाद, दूसरा निकटतम ब्लैक होल Cyg X-1 (Cyg X-1) है, जो ब्लैक होल की भूमिका के लिए पहला उम्मीदवार था। इसकी दूरी लगभग 6070 प्रकाश वर्ष है। काफी अच्छी तरह से अध्ययन किया गया: इसका द्रव्यमान 14.8 सौर द्रव्यमान और लगभग 26 किमी की घटना क्षितिज त्रिज्या है।

कुछ स्रोतों के अनुसार, ब्लैक होल की भूमिका के लिए एक और निकटतम उम्मीदवार एक शरीर हो सकता है तारा प्रणाली V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), 1999 में 1600 प्रकाश वर्ष दूर होने का अनुमान है। हालांकि, बाद के अध्ययनों ने इस दूरी को कम से कम 15 गुना बढ़ा दिया।

हमारी आकाशगंगा में कितने ब्लैक होल हैं?

इस प्रश्न का कोई सटीक उत्तर नहीं है, क्योंकि उनका निरीक्षण करना काफी कठिन है, और आकाश के पूरे अध्ययन के दौरान, वैज्ञानिकों ने लगभग एक दर्जन ब्लैक होल का पता लगाने में कामयाबी हासिल की। आकाशगंगा. गणना में शामिल हुए बिना, हम ध्यान दें कि हमारी आकाशगंगा में लगभग 100 - 400 अरब तारे हैं, और लगभग हर हजारवें तारे में ब्लैक होल बनाने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान है। यह संभावना है कि आकाशगंगा के अस्तित्व के दौरान लाखों ब्लैक होल बने होंगे। चूंकि विशाल ब्लैक होल को पंजीकृत करना आसान है, इसलिए यह मान लेना तर्कसंगत है कि हमारी आकाशगंगा में अधिकांश बीएच सुपरमैसिव नहीं हैं। उल्लेखनीय है कि 2005 में नासा का शोध आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करते हुए ब्लैक होल (10-20 हजार) के एक पूरे झुंड की उपस्थिति का सुझाव देता है। इसके अलावा, 2016 में, जापानी खगोल भौतिकीविदों ने वस्तु * के पास एक विशाल उपग्रह की खोज की - एक ब्लैक होल, आकाशगंगा का मूल। इस पिंड की छोटी त्रिज्या (0.15 प्रकाश वर्ष) के साथ-साथ इसके विशाल द्रव्यमान (100,000 सौर द्रव्यमान) के कारण, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यह वस्तु एक सुपरमैसिव ब्लैक होल भी है।

हमारी आकाशगंगा का मूल, आकाशगंगा का ब्लैक होल (धनु ए *, एसजीआर ए * या धनु ए *) सुपरमैसिव है और इसका द्रव्यमान 4.31 10 6 सौर द्रव्यमान और 0.00071 प्रकाश वर्ष (6.25 प्रकाश घंटे) की त्रिज्या है। या 6.75 बिलियन किमी)। धनु A* का तापमान इसके चारों ओर के गुच्छों सहित लगभग 1 10 7 K होता है।

सबसे बड़ा ब्लैक होल

ब्रह्मांड में सबसे बड़ा ब्लैक होल जिसका वैज्ञानिकों ने पता लगाया है, वह एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, FSRQ ब्लेज़र, आकाशगंगा S5 0014+81 के केंद्र में, पृथ्वी से 1.2 · 10 10 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर है। अवलोकन के प्रारंभिक परिणामों के अनुसार, स्विफ्ट अंतरिक्ष वेधशाला का उपयोग करते हुए, ब्लैक होल का द्रव्यमान 40 बिलियन (40 10 9) सौर द्रव्यमान था, और ऐसे छेद का श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या 118.35 बिलियन किलोमीटर (0.013 प्रकाश वर्ष) था। इसके अलावा, गणना के अनुसार, यह 12.1 अरब साल पहले (1.6 अरब साल बाद) पैदा हुआ था महा विस्फोट) यदि यह विशालकाय ब्लैक होल अपने आस-पास के पदार्थ को अवशोषित नहीं करता है, तो यह ब्लैक होल के युग को देखने के लिए जीवित रहेगा - ब्रह्मांड के विकास में युगों में से एक, जिसके दौरान ब्लैक होल इसमें हावी रहेंगे। यदि आकाशगंगा S5 0014+81 का कोर बढ़ता रहता है, तो यह ब्रह्मांड में मौजूद अंतिम ब्लैक होल में से एक बन जाएगा।

अन्य दो ज्ञात ब्लैक होल, हालांकि उनका नाम नहीं है उच्चतम मूल्यब्लैक होल के अध्ययन के लिए, क्योंकि उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से अपने अस्तित्व की पुष्टि की, और गुरुत्वाकर्षण के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण परिणाम भी दिए। हम बात कर रहे हैं घटना GW150914 की, जिसे दो ब्लैक होल का एक में टकराना कहा जाता है। इस घटना को पंजीकृत करने की अनुमति दी।

ब्लैक होल का पता लगाना

ब्लैक होल का पता लगाने के तरीकों पर विचार करने से पहले, इस प्रश्न का उत्तर देना चाहिए - ब्लैक होल ब्लैक क्यों है? - इसके उत्तर के लिए खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के गहन ज्ञान की आवश्यकता नहीं है। तथ्य यह है कि एक ब्लैक होल उस पर पड़ने वाले सभी विकिरणों को अवशोषित करता है और यदि आप काल्पनिक को ध्यान में नहीं रखते हैं तो बिल्कुल भी विकिरण नहीं करते हैं। यदि हम इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करें, तो हम मान सकते हैं कि ब्लैक होल के अंदर ऐसी कोई प्रक्रिया नहीं है जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में ऊर्जा की रिहाई की ओर ले जाती है। फिर यदि ब्लैक होल विकिरण करता है, तो यह हॉकिंग स्पेक्ट्रम में है (जो एक गर्म, बिल्कुल काले शरीर के स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता है)। हालांकि, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इस विकिरण का पता नहीं चला था, जो ब्लैक होल के पूरी तरह से कम तापमान का सुझाव देता है।

एक अन्य आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत कहता है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण घटना क्षितिज को छोड़ने में सक्षम नहीं है। यह सबसे अधिक संभावना है कि फोटॉन (प्रकाश कण) बड़े पैमाने पर वस्तुओं से आकर्षित नहीं होते हैं, क्योंकि सिद्धांत के अनुसार उनका स्वयं कोई द्रव्यमान नहीं होता है। हालांकि, ब्लैक होल अभी भी अंतरिक्ष-समय के विरूपण के माध्यम से प्रकाश के फोटॉन को "आकर्षित" करता है। यदि हम अंतरिक्ष में एक ब्लैक होल की कल्पना अंतरिक्ष-समय की चिकनी सतह पर एक प्रकार के अवसाद के रूप में करते हैं, तो ब्लैक होल के केंद्र से एक निश्चित दूरी होती है, जिसके निकट प्रकाश अब उससे दूर नहीं जा सकेगा। यानी मोटे तौर पर, प्रकाश "गड्ढे" में "गिरने" के लिए शुरू होता है, जिसमें "नीचे" भी नहीं होता है।

इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट के प्रभाव को देखते हुए, यह संभव है कि ब्लैक होल में प्रकाश अपनी आवृत्ति खो देता है, स्पेक्ट्रम के साथ कम आवृत्ति वाली लंबी-तरंग विकिरण के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है, जब तक कि यह पूरी तरह से ऊर्जा खो नहीं देता।

तो, एक ब्लैक होल ब्लैक होता है और इसलिए अंतरिक्ष में इसका पता लगाना मुश्किल होता है।

पता लगाने के तरीके

उन तरीकों पर विचार करें जिनका उपयोग खगोलविद ब्लैक होल का पता लगाने के लिए करते हैं:

ऊपर वर्णित विधियों के अलावा, वैज्ञानिक अक्सर ब्लैक होल जैसी वस्तुओं को जोड़ते हैं। क्वासर ब्रह्मांडीय पिंडों और गैस के कुछ संचय हैं, जो ब्रह्मांड में सबसे चमकीले खगोलीय पिंडों में से हैं। चूंकि उनके पास अपेक्षाकृत छोटे आकार में ल्यूमिनेसिसेंस की उच्च तीव्रता है, इसलिए यह मानने का कारण है कि इन वस्तुओं का केंद्र एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, जो आसपास के पदार्थ को अपनी ओर आकर्षित करता है। इतने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण, आकर्षित पदार्थ इतना गर्म होता है कि वह तीव्रता से विकिरण करता है। ऐसी वस्तुओं का पता लगाने की तुलना आमतौर पर ब्लैक होल के पता लगाने से की जाती है। कभी-कभी क्वासर गर्म प्लाज्मा के जेट को दो दिशाओं में विकीर्ण कर सकते हैं - सापेक्षतावादी जेट। ऐसे जेट (जेट) के उद्भव के कारण पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, लेकिन वे संभवतः BH के चुंबकीय क्षेत्रों और अभिवृद्धि डिस्क के परस्पर क्रिया के कारण होते हैं, और प्रत्यक्ष ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित नहीं होते हैं।

M87 आकाशगंगा में एक जेट ब्लैक होल के केंद्र से टकरा रहा है

उपरोक्त को संक्षेप में, कोई कल्पना कर सकता है, करीब से: यह एक गोलाकार काली वस्तु है, जिसके चारों ओर अत्यधिक गर्म पदार्थ घूमता है, जिससे एक चमकदार अभिवृद्धि डिस्क बनती है।

ब्लैक होल का विलय और टकराना

खगोल भौतिकी में सबसे दिलचस्प घटनाओं में से एक ब्लैक होल की टक्कर है, जिससे ऐसे विशाल खगोलीय पिंडों का पता लगाना भी संभव हो जाता है। ऐसी प्रक्रियाएं न केवल खगोल भौतिकीविदों के लिए रुचिकर हैं, क्योंकि वे भौतिकविदों द्वारा खराब अध्ययन की गई घटनाओं के परिणामस्वरूप होती हैं। सबसे स्पष्ट उदाहरण GW150914 नामक पहले उल्लेखित घटना है, जब दो ब्लैक होल इतने करीब आ गए कि, पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के परिणामस्वरूप, वे एक में विलीन हो गए। इस टक्कर का एक महत्वपूर्ण परिणाम गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उदय था।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों की परिभाषा के अनुसार, ये गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में परिवर्तन हैं जो बड़े पैमाने पर चलती वस्तुओं से तरंग की तरह फैलते हैं। जब दो ऐसी वस्तुएं एक दूसरे के पास आती हैं, तो वे गुरुत्वाकर्षण के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमना शुरू कर देती हैं। जैसे-जैसे वे एक-दूसरे के करीब आते हैं, अपनी धुरी के चारों ओर उनका घूमना बढ़ता जाता है। किसी बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के ऐसे परिवर्तनशील दोलन एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंग बना सकते हैं जो अंतरिक्ष में लाखों प्रकाश वर्ष तक फैल सकती है। तो, 1.3 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर, दो ब्लैक होल की टक्कर हुई, जिसने एक शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंग बनाई जो 14 सितंबर, 2015 को पृथ्वी पर पहुंची और LIGO और VIRGO डिटेक्टरों द्वारा रिकॉर्ड की गई।

ब्लैक होल कैसे मरते हैं?

जाहिर है, ब्लैक होल के अस्तित्व को समाप्त करने के लिए, उसे अपना सारा द्रव्यमान खोना होगा। हालांकि, उसकी परिभाषा के अनुसार, ब्लैक होल को तब तक नहीं छोड़ा जा सकता जब तक वह अपने घटना क्षितिज को पार कर गया हो। यह ज्ञात है कि पहली बार सोवियत सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी व्लादिमीर ग्रिबोव ने एक अन्य सोवियत वैज्ञानिक याकोव ज़ेल्डोविच के साथ अपनी चर्चा में ब्लैक होल द्वारा कणों के उत्सर्जन की संभावना का उल्लेख किया था। उन्होंने तर्क दिया कि क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, एक ब्लैक होल एक सुरंग प्रभाव के माध्यम से कणों को उत्सर्जित करने में सक्षम है। बाद में, क्वांटम यांत्रिकी की मदद से, उन्होंने अपना खुद का, कुछ अलग सिद्धांत, अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग का निर्माण किया। आप इस घटना के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं। संक्षेप में, निर्वात में तथाकथित आभासी कण होते हैं जो लगातार जोड़े में पैदा होते हैं और एक-दूसरे का सफाया करते हैं, जबकि बाहरी दुनिया के साथ बातचीत नहीं करते हैं। लेकिन अगर ऐसे जोड़े ब्लैक होल के घटना क्षितिज पर उत्पन्न होते हैं, तो मजबूत गुरुत्वाकर्षण काल्पनिक रूप से उन्हें अलग करने में सक्षम होता है, जिसमें एक कण ब्लैक होल में गिरता है, और दूसरा ब्लैक होल से दूर जाता है। और चूंकि एक कण जो एक छेद से दूर उड़ गया है, देखा जा सकता है, और इसलिए सकारात्मक ऊर्जा है, एक कण जो छेद में गिर गया है, उसमें नकारात्मक ऊर्जा होनी चाहिए। इस प्रकार, ब्लैक होल अपनी ऊर्जा खो देगा और ब्लैक होल वाष्पीकरण नामक एक प्रभाव होगा।

ब्लैक होल के उपलब्ध मॉडलों के अनुसार, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जैसे-जैसे इसका द्रव्यमान घटता है, इसका विकिरण अधिक तीव्र होता जाता है। फिर, ब्लैक होल के अस्तित्व के अंतिम चरण में, जब इसे क्वांटम ब्लैक होल के आकार में घटाया जा सकता है, तो यह विकिरण के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा छोड़ेगा, जो हजारों या यहां तक ​​​​कि बराबर हो सकता है। लाखों परमाणु बम। यह घटना कुछ हद तक उसी बम की तरह ब्लैक होल के विस्फोट की याद दिलाती है। गणना के अनुसार, आदिम ब्लैक होल बिग बैंग के परिणामस्वरूप पैदा हो सकते थे, और उनमें से जिनका द्रव्यमान 10 12 किलो के क्रम पर है, हमारे समय के आसपास वाष्पित और विस्फोट हो जाना चाहिए था। हालांकि ऐसा विस्फोट खगोलविदों ने कभी नहीं देखा होगा।

ब्लैक होल के विनाश के लिए हॉकिंग के प्रस्तावित तंत्र के बावजूद, हॉकिंग के विकिरण के गुण क्वांटम यांत्रिकी में एक विरोधाभास का कारण बनते हैं। यदि कोई ब्लैक होल किसी शरीर को अवशोषित कर लेता है, और फिर इस शरीर के अवशोषण से उत्पन्न द्रव्यमान को खो देता है, तो शरीर की प्रकृति की परवाह किए बिना, ब्लैक होल शरीर के अवशोषण से पहले की तुलना में भिन्न नहीं होगा। इस मामले में, शरीर के बारे में जानकारी हमेशा के लिए खो जाती है। सैद्धांतिक गणना के दृष्टिकोण से, प्रारंभिक शुद्ध अवस्था का परिणामी मिश्रित ("थर्मल") अवस्था में परिवर्तन क्वांटम यांत्रिकी के वर्तमान सिद्धांत के अनुरूप नहीं है। इस विरोधाभास को कभी-कभी ब्लैक होल में जानकारी का गायब होना कहा जाता है। इस विरोधाभास का वास्तविक समाधान कभी नहीं मिला। विरोधाभास को हल करने के लिए ज्ञात विकल्प:

• हॉकिंग के सिद्धांत की असंगति। यह ब्लैक होल को नष्ट करने और इसके निरंतर विकास की असंभवता पर जोर देता है।
• सफेद छिद्रों की उपस्थिति। इस मामले में, अवशोषित जानकारी गायब नहीं होती है, लेकिन बस दूसरे ब्रह्मांड में फेंक दी जाती है।
• क्वांटम यांत्रिकी के आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत की असंगति।

ब्लैक होल भौतिकी की अनसुलझी समस्या

पहले वर्णित हर चीज को देखते हुए, ब्लैक होल, हालांकि उनका अपेक्षाकृत लंबे समय तक अध्ययन किया गया है, फिर भी कई विशेषताएं हैं, जिनके तंत्र अभी भी वैज्ञानिकों को ज्ञात नहीं हैं।

• 1970 में, एक अंग्रेजी वैज्ञानिक ने तथाकथित तैयार किया। "ब्रह्मांडीय सेंसरशिप का सिद्धांत" - "प्रकृति नंगे विलक्षणता से घृणा करती है।" इसका मतलब यह है कि एक ब्लैक होल के केंद्र की तरह, दृश्य से छिपे हुए स्थानों में ही विलक्षणता का निर्माण होता है। हालाँकि, यह सिद्धांत अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है। सैद्धांतिक गणनाएं भी हैं, जिसके अनुसार "नग्न" विलक्षणता हो सकती है।
• "नो-हेयर थ्योरम", जिसके अनुसार ब्लैक होल के केवल तीन पैरामीटर हैं, या तो सिद्ध नहीं हुआ है।
• ब्लैक होल मैग्नेटोस्फीयर का एक पूर्ण सिद्धांत विकसित नहीं किया गया है।
• गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता की प्रकृति और भौतिकी का अध्ययन नहीं किया गया है।
• यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि ब्लैक होल के अस्तित्व के अंतिम चरण में क्या होता है, और इसके क्वांटम क्षय के बाद क्या रहता है।

ब्लैक होल के बारे में रोचक तथ्य

उपरोक्त को सारांशित करते हुए, हम कई दिलचस्प और पर प्रकाश डाल सकते हैं असामान्य विशेषताएंब्लैक होल की प्रकृति:

• ब्लैक होल के केवल तीन पैरामीटर हैं: द्रव्यमान, विद्युत आवेश और कोणीय गति। इस शरीर की इतनी कम संख्या की विशेषताओं के परिणामस्वरूप, इसे बताते हुए प्रमेय को "नो-हेयर प्रमेय" कहा जाता है। यह वह जगह भी है जहां से "ब्लैक होल में बाल नहीं होते" वाक्यांश आया है, जिसका अर्थ है कि दो ब्लैक होल बिल्कुल समान हैं, उनके उल्लिखित तीन पैरामीटर समान हैं।
• ब्लैक होल का घनत्व हवा के घनत्व से कम हो सकता है, और तापमान के करीब होता है परम शुन्य. इससे हम यह मान सकते हैं कि ब्लैक होल का निर्माण पदार्थ के संपीड़न के कारण नहीं होता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में बड़ी मात्रा में पदार्थ के संचय के परिणामस्वरूप होता है।
• ब्लैक होल द्वारा अवशोषित पिंडों के लिए समय बाहरी पर्यवेक्षक की तुलना में बहुत धीमा होता है। इसके अलावा, अवशोषित पिंड ब्लैक होल के अंदर काफी खिंचे हुए होते हैं, जिसे वैज्ञानिकों ने स्पेगेटीफिकेशन कहा है।
• हमारी आकाशगंगा में लगभग दस लाख ब्लैक होल हो सकते हैं।
• शायद हर आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होता है।
• भविष्य में, सैद्धांतिक मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड ब्लैक होल के तथाकथित युग में पहुंच जाएगा, जब ब्लैक होल ब्रह्मांड में प्रमुख निकाय बन जाएंगे।