Нещо от историята.
Още през 1783 г. Джон Мишел (английски астроном) е първият, който предполага възможността за съществуването на такива материални тела, че тяхното привличане няма да избегне светлината. Едва през 1916 г. тази идея се появява отново - в резултат на общата теория на относителността (VTR) на Айнщайн. До 60-те години ČD остава само на теоретично ниво - когато изстрелват първия рентгенов сателит и започват да изследват двоични звезди (напр. Cygnus X-1), съществуването на черни дупки е потвърдено. След 1967 г. Джон Уилър въвежда за първи път термина „черна дупка“. Използвано е и в Star Trek.
Черните дупки могат да се образуват по два начина - ако звезда с около 3 пъти масата на Слънцето се срути под собствен гравитационен колапс, или бъдещата черна дупка може да има по-малка маса, но нейната маса ще бъде повлияна от източник, различен от нейния собствена гравитация под достатъчно налягане.
Черна дупка се образува, когато остатъкът от звезда на Супернова с маса 3 пъти масата на Слънцето се срути от собствения си гравитационен колапс. В бъдещето ČD масата се увеличава - гравитацията се увеличава (кривината на пространството-времето се увеличава). ако
скоростта на бягство на известно разстояние от центъра достига скоростта на светлината, създава се HU, в рамките на която масата трябва непременно да падне до една точка, като по този начин се създава сингулярност.
Черните дупки могат да бъдат разделени на 3 основни типа - звездни, суперматериални и субатомни (засега само на чисто теоретично ниво).
Звездните форми се образуват от рушащи се остатъци от звездна експлозия (Супернове). Ако напр. ако нашето Слънце се срути в ČD, ще трябва да го срутим до диаметър 3 км (1/232 000). Звездната ЧД има най-малката маса от 1,44 (граница на Чандрасекар) от масата на Слънцето и най-голямата известна маса от 14 Слънца.
Свръхмасивните компактдискове могат да имат маси, еквивалентни на милиони до милиарди Слънца, те съществуват в центровете на по-големи галактики, включително нашата. За разлика от Stellar обаче, те вероятно имат по-ниска плътност от водата. Това е така, защото радиусът на ČD нараства линейно с увеличаване на теглото. Следователно, плътността с квадратно тегло също намалява. Също така линейната зависимост е между размера на ČD и скоростта, с която всички неща попадат в него.
Засега те са само на чисто теоретично ниво. Те имат минимално тегло само 2 × 10-8 кг. Те са толкова малки, че когато възникнат, те веднага изчезват (те се изпаряват с радиация на Хокинг). Предполага се, че Mikro ČD е създаден в RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) в Ню Йорк.
Общата теория на относителността прогнозира, че в средата на ЧД, отвъд хоризонта на събитията, има сингулярност - точка на безкрайна плътност, налягане и температура. Теоретично ČD може да абсорбира материята за неопределено време. Всички частици зад HU се движат към сингулярността. В сингулярността общите закони на физиката престават да се прилагат, както и времето, както го познаваме.
Хоризонт на събитията (HU):
сфера, от която няма връщане. На нивото на хоризонта на събитието скоростта на бягство е равна на скоростта на светлината. Ако нещо излезе извън този хоризонт, то никога няма да избяга от него - дори светлината.
Това е структура, съставена от материал, попадащ в сингулярност. Този материал е под въздействието на центробежна гравитационна сила
форми в диск. Ако тялото е уловено от гравитационното поле на ČD, то не сочи директно към него, а по акреционния диск.
Обща теория на относителността (RTD):
Всъщност RTD буквално прогнозира, че ЧД се образуват естествено, поради гравитационния колапс. С натрупването на маса в черната дупка, кривината на пространството-времето се увеличава. В сингулярност, пространството-времето е безкрайно извито, гравитационната сила също е безкрайно голяма и също така поглъща лъчението (и видимата светлина).
Разширение на времето и масата:
Дилатацията (разтягането) на материята и времето зависи от разстоянието от HU. Колкото по-близо сме до HU, толкова по-видими са тези ефекти.
Засегнатият обект обаче не наблюдава разширението на времето - времето тече също толкова бързо за него, въпреки че на външния наблюдател изглежда, че засегнатият индивид е спрял времето. Разширението на материята от своя страна се проявява във факта, че наблюдаваният обект трябва да се разширява поради действието на различно големи гравитационни сили върху един обект.
Астронавтът попада в ČD:
Тъй като от HU не излиза светлина, ČD изобщо не може да се наблюдава. За тяхното присъствие знаем поради факта, че когато материята придобие скоростта на светлината върху HU, тя емулира напр. гама лъчи, или
Рентгенови лъчи (материята се трие срещу себе си с такива сили, че може да превърне до 50% от материята в рентгенови лъчи). ČD може да бъде открит само поради въздействието им върху обекти в тяхната близост. Напр. като действа като гравитационна леща, движението на други тела се влияе от неговото гравитационно поле, или ако ČD е част от двоична звезда, материалът от втората звезда е привлечен от огромното привличане на ČD.
Когато Айнщайн твърди през 1915 г. според VTR, че гравитацията се отнася и за светлината (едва през 1919 г. астрономическите наблюдения доказват това), той променя виждането си за света на Нютон дотогава. ČD се държи като гравитационни лещи - тяхната гравитация огъва светлината, така че когато погледнем през телескоп някъде, където има черна дупка, виждаме само
видимо положение, тъй като лъчите са насочени от ČD под различен ъгъл. Криви на светлината в близост до материални тела поради усукване на пространството-времето под въздействието на материята.
Първият проект, фокусиран основно върху изследванията на ЧД, е телескопът XMM-Newton, който ESA стартира на 10 декември 1999 г. Това е най-големият сателит, произведен в Европа. Използва се за изследване на рентгенови лъчи и придружаващи гама лъчи. Тези лъчи се създават преди влизане в HU - масата придобива скоростта на светлината, има огромно триене и масата може да се преобразува чрез това триене от до 50% в рентгенови лъчи.
Проект LISA (космическа антена с лазерен интерферометър): -е програма за изучаване на ЧД. НАСА планира да стартира проекта LISA през 2015 г. По принцип тя ще изстреля 3 обекта, които са отдалечени на 5 милиона км в триъгълник, ще бъдат свързани с лазер, създавайки гигантска виртуална антена. Тяхната задача ще бъде да търсят гравитационни вълни, които все още не са наблюдавани. Но учените са почти 100% сигурни, че съществуват. Но те са изключително слаби, така че LISA ще има много чувствителни сензори и най-новите технологии.
Това е един от първите открити рентгенови източници и е един от най-силните източници на рентгенови лъчи. Това е и първата идентифицирана звездна тип ČD. Той се колебае 1000 пъти в секунда и се намира на 8200 светлинни години от Слънцето. Cygnus X-1 е близо до синята супернатанта (HDE 226868), която тежи около 20-30 Слънце. Той бавно изсмуква своята маса от себе си.
Той е един от водещите теоретични физици в света. Той е професор по математика в университета в Кеймбридж. Той има миотрофична странична склероза, поради която е в инвалидна количка и не може да се движи. През 1971 г. той предоставя математическа подкрепа за теорията за Големия взрив, която обяснява произхода на Вселената, като неговото поле е предимно черни дупки.
Според Хокинг ČD може да излъчва топлинна радиация. Радиацията произхожда точно зад HU и не носи никаква информация за вътрешността на ČD, тъй като е топлинна. Това обаче означава, че ČD не е напълно черен: последицата е, че масата на ČD се изпарява бавно с течение на времето. Следователно ČD може да изчезне и веднъж.
Създаден е чрез комбиниране на RTD и квантова механика. Ако ČD може да изчезне, тогава какво ще се случи с материята, която ČD е погълнала през своето съществуване? В крайна сметка един от най-основните принципи на физиката е, че информацията никога не се губи. Може да се разбърка, но никога да не се загуби. Един от основните закони на квантовата физика е, че каквото и да правим с даден обект, винаги можем да получим информация от него. Това означава, че теоретично, когато получим цялата информация за обекта, можем да го реконструираме. И именно този основен принцип Хокинг отрича в своето универсално уравнение ČD ().
Решаване на информационния парадокс:
Когато физиците най-накрая имаха доказателство в ръцете си, че информацията няма да бъде загубена в ЧД, Хокинг излезе с друга теория, чиято основа е, че нашата вселена, в която живеем, може да бъде само една от безкраен брой вселени (всяка с различна история). В някои ЧД те съществуват, но в някои не. За да разберем реалния ефект на ČD, трябва да комбинираме всички паралелни вселени заедно. Информацията се губи в историята на ČD, но информацията се съхранява в историята без ČD. Вселените, в които съществува ЧД, биха били балансирани с тези, където те не съществуват. Следователно информацията няма да бъде загубена, защото няма да има ČD, който да ги хване. Информацията ще бъде запазена.
Казва се, че всичко във Вселената е създадено в противоположности (например материя и антиматерия, електрон и позитрон,.). Бялата дупка е обратното на ČD - тяло е това
изгонва материята. Материята, която се вкарва в ЧД, трябва да се изхвърли другаде в космоса. Черно-белите дупки биха били преки пътища в пространството, създадени от кривината на пространството между две точки с висока гравитация. Все още не е потвърдено съществуването на бяла дупка.
Какво би станало, ако нашето Слънце се превърне в черна дупка? Би ли се променила орбитата на планетите? Щяха ли да попаднат в черна дупка? Определено не
(илюстративно видео). Дори да сринем Слънцето в черна дупка (бихме стиснали Слънцето, докато то се срути в сингулярност), това няма да има ефект. Не бихме променили теглото, а само обема. Но тъй като гравитацията се обуславя от масата, нищо няма да се случи и планетите ще орбитират в същите орбити.
Black Hole Vs. Червеева дупка:
Много хора грешат за тези 2 концепции. Но те далеч не са еднакви. Червеевата дупка е хипотетичен физически обект, който тя създава
накратко, през пространство-време. Този феномен е описан за първи път през 1935 г. от Алберт Айнщайн и Нейтън Розен като т.нар Мостът на Айнщайн-Розен, който обаче е само един от хипотетичните възможни видове червееви дупки.