Najbardziej egzotyczne obiekty we wszechświecie to czarne dziury. Czym one są?
Jak powstają czarne dziury?
Czarne dziury to ostatnie stadium ewolucji gwiazd mających masę większą od Słońca. Kiedy gwiazdy te żyją, świecą na koszt energii, która powstaje w ich wnętrzach na skutek spalania się wodoru, helu, węgla, tlenu i tak dalej.
Jeżeli masa jadra jest bardzo duża, zaczyna się ono zapadać. Kurczy się ono w sposób nieograniczony. W ten sposób tworzy się czarna dziura.
Czym jest czarna dziura?
Czarną dziurę określa się jako obszar czasoprzestrzeni (pojęcie to jest stosowane w teorii względności) mający bardzo silne pole grawitacyjne. Pole to jest tak silne, że nie ma możliwości wysłania z niego na zewnątrz żadnej cząstki lub sygnału. Rozmiar czarnej dziury określany jest przy pomocy tak zwanego promienia Schwarzschilda. Granicą czarnej dziury jest tak zwany horyzont zdarzeń. Jest to jakby półprzepuszczalna membrana. Do wnętrza czarnej dziury może się przez nią przedostawać zarówno materia, jak i promieniowanie. Na zewnątrz nie wydostanie się nic. Powierzchnia horyzontu może rosnąć, ale nie może się zmniejszać. Znaczy to, że poszczególne czarne dziury mogą się ze sobą łączyć, ale nie mogą się rozpaść.
Najbardziej znane czarne dziury
Astronomowie wytypowali kilkadziesiąt obiektów, które prawdopodobnie są czarnymi dziurami. Jednym z pierwszych i najbardziej znanych jest układ podwójny Cyg X-1. Obiekt ten znajduje się w gwiazdozbiorze Łabędzia. Został zidentyfikowany jako pierwszy obiekt, który jest źródłem promieniowania rentgenowskiego. Cyg X-1 położony jest od nas w odległości około 8000 lat świetlnych. Z niemal stu procentową pewnością astronomowie uznali go za kandydata na czarną dziurę. Jego masa jest bowiem zbyt duża, by był on gwiazdą neutronową.
Zdaniem astronomów czarne dziury znajdują się nie tylko w układach podwójnych gwiazd, ale także w centrach galaktyk. Do dzisiaj nie udzielono odpowiedzi na wiele pytań dotyczących czarnych dziur. Kwantowa teoria grawitacji może jednak tę sytuację zmienić.