Hosszú ideig úgy tűnt, hogy a titokzatos fekete lyukak kizárólag az elméleti fizikusok fejében léteznek. A modern tudomány eredményeinek köszönhetően világossá vált: valóban léteznek. 2015. szeptember 14-én a gravitációs hullámok először térbeli időben oszcilláltak az amerikai LIGO detektorokban. A téridő hullámainak bizonyítása, amelyet Albert Einstein (1879–1955) 100 évvel korábban jósolt, ugyanakkor a fekete lyukak fizikai létezésének kísérleti bizonyítéka.
Az első mért jel a GW150914 két fekete lyukból származik, amelyek 36 és 29 napenergiával rendelkeznek, és amelyek egyszer csak egy bináris csillagrendszer formájában voltak körülvéve, míg végül 62 napelemes objektumba egyesültek.
Néhány hónappal később a kutatók a GW151226 forrásból származó gravitációs hullámokat felvették egy hasonló rendszerből. Ezek az események hatalmasan megrázta a tér-idő szerkezetét. És lenyűgöző módon megerősítették ezen ismeretlen kozmikus szörnyeteg létezését.
De mit tud a hétköznapi ember a fekete lyukakról? Csak néhány tény, amit egyszer megtanulta az iskolai csillagászat óráiban. Próbáljuk meg kompenzálni ezt a tudásrést. Bemutatjuk a 10 legfontosabb érdekes tényt az űrben található fekete lyukakról.
10. Végtelen nagy lehet
A szuper méretű fekete lyukak 105-1010 napenergiát érhetnek el. Még nem világos, hogyan alakultak ki és fejlõdtek. A kutatók szerint a galaxis szinte minden központjában szupermasszív fekete lyuk található.
A Tejút központjában található fekete lyuk szintén ebbe a kategóriába tartozik 3,6 millió napenergiával. Ha egy fekete lyukat egy forgó gáz-port tárcsa vesz körül, akkor az anyag felforrósodhat, és nagyon fényesen kezd ragyogni. Az ilyen jelenségeket Seyfert-galaxisoknak vagy kvazároknak hívják.
9. Alig észrevehetők
A fekete lyukakat nehéz megtalálni, mert nem bocsátanak ki fényt. A haladó fény sugarai eltérnek a pályájuktól a hatalmas gravitációs erő miatt. Vannak olyan fekete lyukak is, amelyek „alszanak” és csak akkor válnak aktívvá, amikor az anyag közeledik.
Mivel a fekete lyukak elnyelik az összes fényt, amint azt az égen sok fényes űrobjektum elvégzi, a csillagászok nem tudják közvetlenül meghatározni. Vannak néhány gomb, amelyek megmutatják egy fekete lyuk jelenlétét.
Egyrészt a fekete lyuk erős gravitációja vonzza a környező tárgyakat. A csillagászok ezeket a szokatlan mozgásokat arra használják, hogy következtessenek egy láthatatlan szörny jelenlétére, amely a közelben rejtőzik.
Vagy az objektumok egy fekete lyuk körül foroghatnak, és a csillagászok olyan csillagokat kereshetnek, amelyek úgy tűnik, hogy egyáltalán nem mozognak, hogy megtalálják a valószínűsített jelöltet a fekete lyuk címéhez. A csillagászok tehát a 2000-es évek végén a Nyilas A-t fekete lyukként azonosították.
8. Fekete lyukak - óriás porszívók
Egyes tudósok a fekete lyukakat óriási anyagcsoportoknak hívják egy nagyon kis térben. Ezt is elismerik a fekete lyukak úgy viselkednek, mint egy szuper-erős űrporszívó.
Vonzzák az anyagot, majd könyörtelenül felszívják azt, mint egy húsevő növény egy mély szellőzőnyílásban. A csillagokat akkor is elkapják, amikor egy ilyen fekete lyuk vonzózónájába esnek. Ebben az esetben a csillagok egy fekete lyuk körül forognak, felmelegsznek és fényesen ragyognak, mielőtt eltűnnek.
2010-ben a kutatók távcsővel megfigyelték, hogy egy óriás fekete lyuk szó szerint szakított egy csillagot.
7. Befolyásolja az időt
Einstein relativitáselmélete szerint a különféle megfigyelők számára az idő eltérően megy végbe. A fénysebességhez közeli sebességnél az idő lassabban áramlik egy mozgó test számára. Vagyis a fénysebesség abszolút érték, amelyet elérni irreális, és az idő mindig relatív.
Egy időben Einstein arra a következtetésre jutott, hogy a gravitáció a tér-idő görbülete eredményeként jelenik meg. Ilyen szabályosságot az általános relativitáselméletnek nevezte. Íves tér-időben az összes elem a legrövidebb úton halad.
Az általános relativitáselmélet azt sugallja, hogy az idő sebessége közvetlenül függ a gravitációs tértől.
A fekete lyukak olyan nagy tömeggel rendelkeznek, hogy a tér-időben meghajlanak oly módon, hogy benne fenéktelen meghibásodás következzen be. Ezért a visszatérés már irreális.
6. Dobja az anyagot az űrbe
A fekete lyukak egyfajta mindenevő evő, akik gyakran megadják a helyüket. Amikor vonzzák a környező csillagokat, erőteljes gravitációs és mágneses erőik melegítik fel a beeső gázt és port, és sugárzást idéznek elő. Ennek a világító anyagnak egy része egy örvénylő tartományban egy fekete lyukat foglal magában, amelyet úgy nevezzen, hogy akkumulációs korong.
Ugyanakkor az az anyag, amely egy fekete lyukba esik, nem feltétlenül marad ott. A fekete lyukak időnként dobhatják le eső stardustez egyfajta hatalmas sugárzást eredményez.
5. Nem tölcsérek, hanem gömbök
A legtöbb csillagászati tankönyvben és kézikönyvben a fekete lyukakat tölcsérként mutatják be. Ennek oka az, hogy ezeket a gravitációs kút szempontjából mutatják be. Valójában a fekete lyukak formájukban egy gömbre hasonlítanak.
4. Miért feketék?
Annak ellenére, hogy a fekete lyuknak nem számít, van egy felülete - az „eseményhorizont”. Bizonyos értelemben ez egy határoló, amelyen keresztül semmi nem tud behatolni kifelé - sem rádiójelek, sem akár hatalmas sebességgel forgó fényrészecskék sem. Innen jött a "fekete" szó.
3. A fizika törvényei nem vonatkoznak a központra
Ha egy fekete lyuk forog, annak eseményhorizontja kissé deformálódik. Közvetlen környezetének téridője és az ott létező anyag vele együtt forog. A fekete lyuk ezen hatásterületét ergoszféranak nevezzük, ellipszoid alakú. Az anyag, amely valaha is kívülről lépett be, nem feltétlenül merül közvetlenül a tér-idő csapdában, hanem először vele forog.
2. Egyetlen fekete lyuk sem olyan, mint a többiek
Az Einstein általános relativitáselméletében megjósolt szupermasszív fekete lyukak tömegei milliárd napval egyenlőek lehetnek; ezek az űrszörnyek valószínűleg a legtöbb galaxis központjában rejtőznek.
A Tejút központjában található a szupermasszív fekete lyuk, Nyilas A néven ismert, amely több mint négymilliószor hatalmasabb, mint a mi Napunk.
A fekete lyuk család apró tagjai továbbra is elméletiek. A sötétség e kis örvényei hamarosan életre léphetnek, miután az univerzum egy nagy roham eredményeként létrejött, körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt, majd gyorsan elpárolgott.
A csillagászok azt is gyanítják, hogy az univerzumban létezik egy olyan osztályú objektum, amelyet közepes méretű fekete lyukaknak neveznek, bár létezésük bizonyítéka továbbra is ellentmondásos.
1. John Wheeler nyitotta meg
John Archibald Wheeler 1967-ben megalkotta a „fekete lyuk” kifejezést. Ezt megelőzően, a relativitáselmélet "atyja", Albert Einstein már foglalkozott a fekete lyukakkal. Véleménye szerint a fekete lyukak a téridő olyan helyei, amelyek annyira meg vannak hajlítva, hogy a fény nem tud áthaladni anélkül, hogy felszívódnának.
1982-ben a galaxisunkon kívüli első nagy lyukat felfedezték a Nagy Magellán Felhőben, mintegy 150 000 fényév távolságban.