Za oduševiti
Ima li u svijetu sve što je stranije od crnih rupa? Ova bizarna, gravitaciona čudovišta ne oblikuju samo prostor i vrijeme; samo razmišljanje o njima proteže se i savija ljude. Uz sve neverovatne kvalitete koje ste možda čuli - njihova ogromna masa, nevjerojatno male veličine - crne rupe imaju još i čudesnija svojstva koja su manje poznata. Pogledajmo neke od najneobičnijih karakteristika i teorijskih mogućnosti u vezi s tim kozmičkim čudima.
Crne rupe mogu imati kosu
Šezdesetih godina prošlog stoljeća fizičar John Wheeler sugerirao je da crne rupe "nemaju dlake", što znači da se svaki pojedini kozmički objekt mogao razlikovati od svoje braće samo po zakretanju, kutnom zamahu i masi. Sve druge informacije koje se razlikuju o crnoj rupi smatraju se "kosom", a smatra se da nestaju iza neprobojnog horizonta događaja crne rupe, granice oko crne rupe izvan koje ništa, uključujući svjetlost, ne može pobjeći.
Presečena 2016. godine, kada je poznati fizičar Stephen Hawking predložio da crne rupe zapravo imaju raskošnu frizuru napravljenu od sablasnih, nuklearnih čestica, te da ta aglomeracija hirusa sadrži podatke o materijalu koji je crna rupa pojela. Ova hipoteza nije dokazana, ali bi mogla pomoći u rješavanju dugogodišnjeg paradoksa o tome što se događa s plinom i prašinom koja je pala u čeljust crne rupe.
Crne rupe proizvode fontane
Ništa ne bi smjelo izbjeći snažni gravitacijski zahvat crne rupe. Ali to se odnosi samo na materijal koji se izuzetno približio rubu rupe. Mnoge crne rupe su, u stvari, okružene strujama plina i prašine, koje kruže oko rupe, poput vode koja ide niz drenažu. Trenje u ovom materijalu stvara toplinu, što stvara zavijanje, olujne strukture u plinu i prašini. Nedavna opažanja sugeriraju da se ovim pokretom stvaraju i lučni prstenovi koji okružuju unutarnje stupove materije koja puca ravno u zrak, snažno nalikujući fontanama.
Crne rupe mogu ispariti
Kvantna mehanika pruža još jedan način da čestice pobjegnu iz crne rupe. Prema teoriji, parovi subatomskih čestica neprestano trepere u i izvan postojanja oko horizonta događaja crne rupe. Konfiguracija se često izjednačava na pravi način kako bi jedan od partnera pao u crnu rupu. Čestica identičnog suradnika zatim se odvodi s velikom brzinom, pljačkajući crnu rupu malenog broja energije. Ovo stvara ono što je poznato kao Hawkingovo zračenje, nakon Stephena Hawkinga, koji je otkrio taj fenomen. Budući da je energija jednaka masi, ovaj postupak zapravo može uzrokovati da se crna rupa smanji i na kraju ispari u dužim vremenskim razdobljima.
Crne rupe mogu biti okružene zidom od vatre
Jedan od problema sa Hawkingovim zračenjem je taj što on stvara probleme fizičarima. Subatomske čestice nastale ovim zračenjem su zapletene, što znači da ono što se dogodi jednom odmah osjeti drugo. Pa, što osjeća partner koji nije pao u crnu rupu kad se njezin suradnik zgnječi u beskonačno gustu točku? Nitko ne zna. Jedna teorija drži da crna rupa razdvaja zapletenost čestica, ishod koji bi - prema zakonima kvantne mehanike - proizveo suludu količinu energije. To bi zauzvrat značilo da su sve crne rupe okružene vatrenim zidovima vatre.
Crna rupa mogla bi brkati informacije ili ne
Teško je raščlaniti masu drobljenja crnih rupa zakonima kvantne mehanike koji drže da se podaci o česticama nikada ne mogu uništiti. Ali materijal koji klizi preko ruba crne rupe trebao bi zauvijek izgubiti svemir. Taj je vodič poznat kao paradoks informacija o crnoj rupi; rezolucija je do danas izbjegla znanstvenike. Nedavna istraživanja sugeriraju da bi se informacije koje bi mogle upasti u crnu rupu mogle proslijediti odlazećim partnerima čestica u zračenju Hawkinga; međutim, nije pronađen konačan odgovor na ovaj paradoks.
Crne rupe mogle bi biti tamna tvar
Ubrzo nakon Velikog praska, svemir je trebao stvoriti mnoštvo sitnih crnih rupa. Budući da bi ove značajke bile masivni predmeti koji ne daju svjetlost, neki fizičari pretpostavljaju da bi te iskonske crne rupe mogle predstavljati tamnu tvar, taj tajanstveni materijal od kojeg je napravljena velika većina materije u kosmosu. No ideja je kontroverzna s obzirom na to da su podaci Laser interferometra gravitacijsko-valnog opservatorija (LIGO) isključili svemir ispunjen mnogim malim crnim rupama. Možda bi crne rupe srednje veličine još uvijek skrivale vani, iako opažanja sugeriraju da bi one činile samo od najviše 1% do 10% tamne materije.
Materija može putovati u budućnost u crnoj rupi
Crne rupe nailaze na problem beskonačnosti - masa crne rupe srušena je na beskonačno gustu točku koja ima beskrajno male veličine. Fizički, to nema smisla, pa su istraživači tražili alternativne okvire kako bi dobili odgovor na crne rupe. Jedan je prijedlog poznat kao gravitacija kvantne petlje, što sugerira da je tkanina prostora-vremena zakrivljena vrlo snažno u blizini središta crne rupe. To bi rezultiralo dijelom rupe koja će se proširiti u budućnost, što znači da bi stvar koja je usisana u nju vremenom krenula naprijed. Za sada ova ideja koja širi um ostaje teoretska.
Znanstvenici su možda uočili crne rupe iz drugog svemira
Jedno vrlo kontroverzno opažanje sugerira da je naš svemir kasni. Raniji svemiri su možda postojali prije našeg i sadržavali bi crne rupe. Istaknuti matematički fizičar sa Sveučilišta Oxford Roger Penrose tvrdio je da kozmičko pozadinsko zračenje - energetska relikvija iz Velikog praska - sadrži otiske tih crnih rupa od prije. Drugi su znanstvenici tvrdili da Penroseovi podaci nisu ništa drugo do slučajni šum, ali mogućnost ostaje intrigantna.
Uskoro ćemo imati sliku crne rupe
Za nekoliko dana, fizičari su spremni objaviti prvu crnu rupu u povijesti. Ova supermasivna zvijer vreba u srcu naše galaksije Mliječni Put; njegovo snimanje bio je cilj teleskopa Event Horizon. Ovaj je instrument zapravo globalna mreža radio-teleskopa diljem Zemlje koji su udružili svoje snage kako bi zumirali bliže galaktičkom centru nego ikad prije. Teleskop bi trebao biti u mogućnosti primijetiti sjenu crne rupe na njenom materijalu koji okružuje, a slike se očekuju 10. travnja.
