Хар нүх. Хар нүх - орчлон ертөнцийн хамгийн нууцлаг объект Хар нүх
Хар нүх үүсэхийн тулд шахсан биеийн радиус нь таталцлын радиустай тэнцүү байхын тулд биеийг тодорхой чухал нягтралд шахах шаардлагатай. Энэхүү чухал нягтын утга нь хар нүхний массын квадраттай урвуу пропорциональ байна.
Ердийн оддын масстай хар нүхний хувьд ( М=10Мнар) таталцлын радиус 30 км, чухал нягт нь 2 10 14 г / см 3, өөрөөр хэлбэл хоёр зуун сая тонн куб сантиметр. Энэ нягт нь дэлхийн дундаж нягттай (5.5 г/см 3) харьцуулахад маш өндөр бөгөөд атомын цөмийн бодисын нягттай тэнцүү юм.
Галактикийн цөм дэх хар нүхний хувьд ( М=10 10 Мнар) таталцлын радиус нь 3·10 15 см = 200 AU бөгөөд энэ нь Нарнаас Плутон хүртэлх зайнаас тав дахин их юм (1 одон орны нэгж - Дэлхийгээс Нар хүртэлх дундаж зай - 150 сая км буюу 1.5·10-тай тэнцүү байна. 13 см). Энэ тохиолдолд эгзэгтэй нягт нь 0.2·10 –3 г/см 3-тай тэнцүү бөгөөд энэ нь агаарын нягтаас хэд дахин бага буюу 1.3·10 –3 г/см 3 (!)-тэй тэнцүү байна.
Дэлхийн хувьд ( М=3·10 –6 Мнар), таталцлын радиус нь 9 мм-ийн ойролцоо бөгөөд харгалзах эгзэгтэй нягт нь аймшигтай өндөр: ρ cr = 2·10 27 г/см 3, энэ нь атомын цөмийн нягтаас 13 дахин их байна.
Хэрэв бид бөмбөрцөг хэлбэрээр төсөөлөн дарж, дэлхийг массыг нь барьж, шахаж авбал дэлхийн радиусыг (6370 км) дөрөв дахин багасгахад түүний хоёр дахь зугтах хурд хоёр дахин нэмэгдэж, 22.4 км / с-тэй тэнцэнэ. Хэрэв бид дэлхийг радиус нь ойролцоогоор 9 мм болгохоор шахвал сансрын хоёр дахь хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү утгыг авна. в= 300000 км/с.
Цаашилбал, хэвлэл шаардлагагүй болно - ийм хэмжээтэй шахсан Дэлхий өөрөө өөрийгөө шахах болно. Эцсийн эцэст дэлхийн оронд хар нүх үүсэх бөгөөд үйл явдлын давхрагын радиус нь 9 мм-ийн ойролцоо байх болно (хэрэв бид үүссэн хар нүхний эргэлтийг үл тоомсорлов). Бодит нөхцөлд мэдээжийн хэрэг хэт хүчирхэг хэвлэл байхгүй - таталцлын хүч "ажилладаг". Тийм ч учраас таталцал нь материйг эгзэгтэй нягтралд шахах хангалттай хүчтэй асар том оддын дотоод хэсэг нурах үед л хар нүх үүсдэг.
Оддын хувьсал
Хар нүхнүүд асар том оддын хувьслын эцсийн шатанд үүсдэг. Энгийн оддын гүнд термоядролын урвал явагдаж, асар их энерги ялгарч, өндөр температур (арван, хэдэн зуун сая градус) хадгалагддаг. Таталцлын хүч нь одыг шахах хандлагатай байдаг бөгөөд халуун хий болон цацрагийн даралтын хүч нь энэ шахалтыг эсэргүүцдэг. Тиймээс од нь гидростатик тэнцвэрт байдалд байна.
Нэмж дурдахад, од нь дулааны тэнцвэрт байдалд оршдог бөгөөд түүний төв дэх термоядролын урвалын улмаас ялгарах энерги нь одны гадаргуугаас ялгарах чадалтай яг тэнцүү байна. Од агшиж тэлэхийн хэрээр дулааны тэнцвэрт байдал алдагддаг. Хэрэв од хөдөлгөөнгүй бол түүний тэнцвэрт байдал нь одны сөрөг потенциал энерги (таталцлын шахалтын энерги) нь үнэмлэхүй утгаараа дулааны энергиэс үргэлж хоёр дахин их байхаар тогтдог. Үүнээс болж од нь гайхалтай шинж чанартай байдаг - сөрөг дулаан багтаамж. Энгийн бие нь эерэг дулаан багтаамжтай байдаг: халсан төмрийн хэсэг нь хөргөж, өөрөөр хэлбэл эрчим хүчээ алдаж, температурыг бууруулдаг. Одны хувьд эсрэгээр нь: цацраг хэлбэрээр илүү их энерги алдах тусам түүний төвийн температур өндөр болно.
Энэ хачирхалтай шинж чанар нь анх харахад энгийн тайлбартай байдаг: од гэрэлтэх тусам аажмаар агшиж байдаг. Шахалтын үед боломжит энерги нь одны унасан давхаргын кинетик энерги болж хувирч, дотоод хэсэг нь халдаг. Түүнээс гадна дулааны энерги, шахалтын үр дүнд одны олж авсан энерги нь цацрагийн хэлбэрээр алдагдах энергиээс хоёр дахин их юм. Үүний үр дүнд оддын дотоод температур нэмэгдэж, термоядролын тасралтгүй нэгдэл үүсдэг. химийн элементүүд. Жишээлбэл, одоогийн Наранд устөрөгчийг гелий болгон хувиргах урвал 15 сая градусын температурт явагддаг. 4 тэрбум жилийн дараа нарны төвд бүх устөрөгч гелий болж хувирвал гелийн атомуудаас нүүрстөрөгчийн атомыг цаашид нэгтгэхэд 100 сая орчим градус илүү өндөр температур шаардагдана. цахилгаан цэнэгУстөрөгчийн цөмөөс хоёр дахин олон гелий цөм байдаг бөгөөд гелийн цөмийг 10-13 см-ийн зайд ойртуулахын тулд илүү өндөр температур шаардагдана). Нарны сөрөг дулаан багтаамжаас болж гелийг нүүрстөрөгч болгон хувиргах термоядролын урвал түүний гүнд асах үед яг энэ температур хангагдана.
Цагаан одойнууд
Хэрэв одны масс бага бол термоядролын өөрчлөлтөд өртсөн цөмийн масс нь 1.4-ээс бага байна. МНар, одны цөм дэх электрон хийн задралын улмаас химийн элементүүдийн термоядролын нэгдэл зогсч магадгүй юм. Ялангуяа электронуудын квант хөдөлгөөний энерги нь дулааны хөдөлгөөний энергиэс хамаагүй их байдаг тул доройтсон хийн даралт нь нягтралаас хамаардаг боловч температураас хамаардаггүй.
Муудсан электрон хийн өндөр даралт нь таталцлын шахалтын хүчийг үр дүнтэй эсэргүүцдэг. Даралт нь температураас хамаардаггүй тул цацраг хэлбэрээр одны энерги алдагдах нь түүний цөмийг шахахад хүргэдэггүй. Тиймээс таталцлын энерги нэмэлт дулаан хэлбэрээр ялгардаггүй. Тиймээс хөгжиж буй доройтсон цөм дэх температур нэмэгдэхгүй бөгөөд энэ нь термоядролын урвалын гинжин хэлхээг тасалдуулахад хүргэдэг.
Гаднах устөрөгчийн бүрхүүл нь термоядролын урвалд өртөөгүй бөгөөд одны цөмөөс салж, устөрөгч, гели болон бусад элементүүдийн ялгарах шугамд гэрэлтдэг гаригийн мананцар үүсгэдэг. Хувьсан бага масстай одны төв авсаархан, харьцангуй халуун цөм нь цагаан одой юм - дэлхийн радиустай (~10 4 км) радиустай, 1.4-ээс бага масстай биет юм. Мнар, шоо см тутамд нэг тонн орчим дундаж нягт. Цагаан одойнууд их хэмжээгээр ажиглагддаг. Галактик дахь тэдний нийт тоо 10 10 хүрдэг, өөрөөр хэлбэл Галактикийн ажиглагдаж буй бодисын нийт массын 10 орчим хувийг эзэлдэг.
Муухай цагаан одой дахь термоядролын шаталт нь тогтворгүй бөгөөд хүргэдэг цөмийн дэлбэрэлтнэлээд том цагаан одойЧандрасекхарын хязгаар гэж нэрлэгддэг ойролцоо масстай (1.4 Мнар). Ийм дэлбэрэлтүүд нь спектрт устөрөгчийн шугамгүй, зөвхөн гелий, нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч болон бусад хүнд элементүүдээс бүрдсэн шугамууд бүхий I төрлийн суперновагууд шиг харагддаг.
Нейтрон одод
Хэрэв одны цөм нь доройтсон бол түүний масс 1.4-ийн хязгаарт ойртох тусам Мнар, цөм дэх электрон хийн ердийн доройтол харьцангуй гэж нэрлэгддэг доройтолоор солигддог.
Муудсан электронуудын квант хөдөлгөөн маш хурдан болж, хурд нь гэрлийн хурдтай ойртдог. Энэ тохиолдолд хийн уян хатан чанар буурч, таталцлын хүчийг эсэргүүцэх чадвар буурч, од таталцлын уналтыг мэдэрдэг. Нуралтын үед электронууд протонд баригдаж, бодисын нейтронжилт үүсдэг. Энэ нь их хэмжээний доройтсон цөм үүсэхэд хүргэдэг нейтрон од.
Хэрэв одны цөмийн анхны масс 1.4-ээс их бол Мнар, дараа нь цөмд өндөр температур хүрч, электрон доройтол нь түүний хувьслын туршид тохиолддоггүй. Энэ тохиолдолд сөрөг дулаан багтаамж ажилладаг: од цацраг хэлбэрээр энерги алдаж, түүний гүн дэх температур нэмэгдэж, устөрөгчийг гели, гелийг нүүрстөрөгч, нүүрстөрөгчийг хүчилтөрөгч болгон хувиргах термоядролын урвалын тасралтгүй гинжин хэлхээ байдаг. гэх мэт төмрийн бүлгийн элементүүд хүртэл. Урвал термоядролын нэгдэлтөмрөөс илүү хүнд элементүүдийн цөмүүд нь энергийг ялгаруулахаа больсон, харин энергийг шингээж авдаг. Тиймээс, хэрэв төмрийн бүлгийн элементүүдээс бүрдэх одны цөмийн масс нь Чандрасекхарын хязгаараас 1.4-ээс хэтэрсэн бол Мнар , гэхдээ Оппенгеймер-Волковын хязгаар гэж нэрлэгддэг хэмжээнээс бага ~3 Мнар, дараа нь одны цөмийн хувьслын төгсгөлд цөмийн таталцлын уналт үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд одны гаднах устөрөгчийн бүрхүүл асгардаг бөгөөд энэ нь II төрлийн суперновагийн дэлбэрэлт хэлбэрээр ажиглагддаг. ямар хүчтэй устөрөгчийн шугам ажиглагдаж байна.
Төмрийн цөмийн нуралт нь нейтрон од үүсэхэд хүргэдэг.
Хувьслын хожуу үе шатанд хүрсэн одны их цөмийг шахах үед атомын цөмүүд нейтрон, протон болон хуваагдаж эхлэх үед температур нь тэрбум градусын асар том утгууд хүртэл өсдөг. Протонууд электронуудыг шингээж, нейтрон болж хувирч, нейтрино ялгаруулдаг. Нейтрон нь квант механик Паули зарчмын дагуу хүчтэй шахалтаар бие биенээ үр дүнтэй түлхэж эхэлдэг.
Нурж буй цөмийн масс 3-аас бага байх үед Мнар, нейтроны хурд нь гэрлийн хурдаас хамаагүй бага бөгөөд нейтроны үр дүнтэй түлхэлтийн улмаас бодисын уян хатан чанар нь таталцлын хүчийг тэнцвэржүүлж, тогтвортой нейтрон од үүсэхэд хүргэдэг.
Нейтрон оддын оршин тогтнох боломжийг анх 1932 онд Зөвлөлтийн нэрт физикч Ландау лабораторийн туршилтаар нейтроныг нээсний дараа шууд таамаглаж байжээ. Нейтрон одны радиус нь ойролцоогоор 10 км, дундаж нягт нь нэг шоо см тутамд хэдэн зуун сая тонн байдаг.
Унаж буй одны цөмийн масс 3-аас их байх үед Мнар, дараа нь одоо байгаа санаануудын дагуу үүссэн нейтрон од нь хөргөж, хар нүх болж сүйрдэг. Нейтрон одыг хар нүх рүү сүйрүүлэхэд суперновагийн дэлбэрэлтийн үеэр хөөгдсөн одны бүрхүүлийн нэг хэсэг урвуу унаснаар тусалдаг.
Нейтрон од нь ихэвчлэн маш хурдан эргэдэг, учир нь түүнийг төрүүлсэн ердийн од нь мэдэгдэхүйц өнцгийн импульстэй байдаг. Одны цөм нь нейтрон од болон задрахад одны онцлог хэмжээсүүд Р= 10 5 –10 6 км хүртэл Р≈ 10 км. Одны хэмжээ багасах тусам түүний инерцийн момент буурдаг. Өнцгийн импульсийг хадгалахын тулд тэнхлэгийн эргэлтийн хурд огцом нэмэгдэх ёстой. Жишээлбэл, сар орчим эргэдэг нар нь нейтрон одны хэмжээтэй шахагдсан бол эргэлтийн хугацаа 10-3 секунд хүртэл буурдаг.
Хүчтэй соронзон оронтой нэг нейтрон одод нь радио пульсар хэлбэрээр илэрдэг - нейтрон одны хурдацтай эргэлтийн энергийг чиглэсэн радио ялгаруулалт болгон хувиргах үед үүсдэг радио цацрагийн хатуу үечилсэн импульсийн эх үүсвэр юм. Хоёртын системд хуримтлагдаж буй нейтрон одод нь рентген пульсар ба 1-р төрлийн рентген цацрагийн үзэгдлийг харуулдаг.
Хар нүх нь ажиглагдах гадаргуугүй тул хар нүхнээс цацрагийн тогтмол цохилтыг хүлээх боломжгүй юм. соронзон орон. Физикчдийн хэлдгээр хар нүхэнд "үс" байдаггүй - хар нүх нь таталцлын долгионы урсгал хэлбэрээр нурж буй бодисоос үүсэх үед үйл явдлын давхрагын ойролцоох бүх талбарууд болон бүх жигд бус байдал ялгардаг. Үүний үр дүнд үүссэн хар нүх нь масс, өнцгийн импульс, цахилгаан цэнэг гэсэн гурван шинж чанартай байдаг. Хар нүх үүсэх явцад нурж буй бодисын бүх бие даасан шинж чанарууд мартагддаг: жишээлбэл, төмөр ба уснаас үүссэн хар нүхнүүд бусад зүйлс ижил шинж чанартай байдаг.
Харьцангуйн ерөнхий онолын (GR) урьдчилан таамагласнаар хувьслын төгсгөлд төмрийн масс нь 3-аас давсан одод М нар, хар нүх үүсэх үед хязгааргүй шахалтыг мэдрэх (харьцангуй нуралт). Үүнийг харьцангуйн ерөнхий онолын хувьд одыг шахах хандлагатай таталцлын хүчийг энергийн нягтралаар тодорхойлдог бөгөөд ийм том одны цөмийг шахах явцад олж авсан бодисын асар их нягтрал нь энергийн нягтралд гол хувь нэмэр оруулдагтай холбон тайлбарлаж байна. нь бөөмсийн амрах энергиэр биш, харин тэдгээрийн хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийн эрчим хүчээр үүснэ. Харьцангуйн онолын хувьд маш өндөр нягтралтай бодисын даралт нь өөрөө "жинтэй" мэт санагддаг: даралт ихсэх тусам энергийн нягтрал ихсэх болно. илүү их хүчбодисыг шахах хандлагатай таталцал. Нэмж дурдахад, хүчтэй таталцлын талбайн дор орон зай-цаг хугацааны муруйлт нь үндсэндээ чухал болж, энэ нь одны цөмийг хязгааргүй шахаж, хар нүх болгон хувиргахад хувь нэмэр оруулдаг (Зураг 3).
Дүгнэж хэлэхэд, бидний эрин үед үүссэн хар нүхнүүд (жишээлбэл, Cygnus X-1 систем дэх хар нүх), хатуухан хэлэхэд, зуун хувь хар нүх биш гэдгийг бид тэмдэглэж байна, учир нь алс холын ажиглагчийн хувьд харьцангуй цаг хугацааны тэлэлтээс болж, Тэдний үйл явдлын хүрээ хараахан бүрдээгүй байна. Ийм нурж буй оддын гадаргуу нь дэлхий дээрх ажиглагчдад хөлдсөн мэт харагддаг бөгөөд тэдний үйл явдлын давхрагад эцэс төгсгөлгүй ойртдог.
Ийм нурж унасан объектуудаас хар нүхнүүд бүрэн үүсэхийн тулд бид үүрд хүлээх ёстой их цагманай орчлон ертөнцийн оршин тогтнол. Гэсэн хэдий ч харьцангуй нуралтын эхний секундэд дэлхийн ажиглагчийн хувьд нурж буй одны гадаргуу үйл явдлын давхрагад маш ойртож, энэ гадаргуу дээрх бүх үйл явц хязгааргүй удааширдаг гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй.
Одон орон судлалтай танилцсан хүн бүр эрт орой хэзээ нэгэн цагт орчлон ертөнцийн хамгийн нууцлаг объект болох хар нүхний талаар хүчтэй сониуч зантай байдаг. Эдгээр нь харанхуйн жинхэнэ ноёд бөгөөд ойролцоох ямар ч атомыг "залгих" чадвартай бөгөөд гэрлийг ч зугтахыг зөвшөөрдөггүй - тэдний таталцал маш хүчтэй юм. Эдгээр объектууд нь физикч, одон орон судлаачдын хувьд жинхэнэ сорилт болж байна. Эхнийх нь хар нүхний дотор унасан матери юу болдгийг хараахан ойлгож чадахгүй байгаа бөгөөд сүүлийнх нь сансарт хамгийн их энерги зарцуулдаг үзэгдлүүдийг хар нүх байдагтай холбон тайлбарладаг ч тэдгээрийн алийг нь ч ажиглах боломж байгаагүй. шууд. Бид эдгээр хамгийн сонирхолтой зүйлийн талаар танд хэлэх болно селестиел биетүүд, бид нууцын хөшгийг арилгахын тулд аль хэдийн нээсэн, юуг олж мэдэхийг олж мэдэх болно.
Хар нүх гэж юу вэ?
"Хар нүх" (англи хэлээр - хар нүх) нэрийг 1967 онд Америкийн онолын физикч Жон Арчибалд Уилер санал болгосон (зүүн талын зургийг үз). Энэ нь тодорхойлоход үйлчилсэн тэнгэрийн бие, түүний таталцал маш хүчтэй тул гэрэл хүртэл өөрийгөө орхихгүй. Тийм ч учраас гэрэл ялгаруулдаггүй учраас "хар" байдаг.
Шууд бус ажиглалт
Энэ нь ийм нууцлаг байдлын шалтгаан юм: хар нүхнүүд гэрэлтдэггүй тул бид тэдгээрийг шууд харж чадахгүй бөгөөд зөвхөн тэдний оршин тогтнох нь хүрээлэн буй орон зайд үлддэг гэсэн шууд бус нотолгоог ашиглан хайж, судлахаас өөр аргагүй болдог. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв хар нүх оддыг бүрхвэл бид хар нүхийг харж чадахгүй ч түүний хүчтэй таталцлын талбайн сүйрлийн нөлөөг ажиглаж чадна.
Лапласын зөн совин
Хэдийгээр таталцлын нөлөөгөөр өөрөө нурж унасан одны хувьслын эцсийн таамаглалыг илэрхийлэх "хар нүх" гэсэн хэллэг харьцангуй саяхан гарсан боловч ийм биетүүд оршин тогтнох боломжтой гэсэн санаа хоёроос дээш удаа гарч ирсэн. олон зууны өмнө. Англи хүн Жон Мишель, Франц хүн Пьер-Симон де Лаплас нар "үл үзэгдэх од" байдаг гэсэн таамаглалыг бие даан гаргасан; Үүний зэрэгцээ тэдгээр нь динамикийн ердийн хуулиуд болон хууль тогтоомжид суурилсан байв бүх нийтийн таталцалНьютон. Өнөөдөр хар нүхнүүд өөрсдийн зөв тодорхойлолтыг хүлээн авлаа ерөнхий онолЭйнштейний харьцангуйн онол.
Лаплас "Дэлхийн системийн үзэсгэлэн" (1796) бүтээлдээ: " тод одНарны диаметрээс 250 дахин их диаметртэй дэлхийтэй ижил нягтрал нь таталцлын ачаар гэрлийн туяа бидэнд хүрэхээс сэргийлнэ. Тиймээс хамгийн том, хамгийн тод тэнгэрийн биетүүд ийм шалтгаанаар үл үзэгдэх боломжтой юм."
Ялагдашгүй хүндийн хүч
Лапласын санаа нь зугтах хурд (сансрын хоёр дахь хурд) гэсэн ойлголт дээр үндэслэсэн байв. Хар нүх бол маш нягт биет бөгөөд таталцал нь гэрлийг хүртэл барьж чаддаг бөгөөд энэ нь байгаль дээрх хамгийн өндөр хурдыг (бараг 300,000 км/с) хөгжүүлдэг. Практикт хар нүхнээс зугтахын тулд гэрлийн хурдаас илүү хурдыг шаарддаг ч энэ нь боломжгүй юм!
Энэ нь гэрэл хүртэл хүчтэй таталцлыг даван туулж чадахгүй тул ийм төрлийн од үл үзэгдэх болно гэсэн үг юм. Эйнштейн энэ баримтыг таталцлын талбайн нөлөөн дор гэрлийн гулзайлтын үзэгдлээр тайлбарлав. Бодит байдал дээр хар нүхний ойролцоо орон-цаг хугацаа маш муруй тул гэрлийн цацрагийн замнал өөр дээрээ ойртдог. Нарыг хар нүх болгохын тулд бид түүний бүх массыг 3 км радиустай бөмбөгөнд төвлөрүүлж, дэлхий 9 мм-ийн радиустай бөмбөг болж хувирах ёстой!
Хар нүхний төрлүүд
Арав орчим жилийн өмнө ажиглалтаар хоёр төрлийн хар нүх байдаг гэж таамаглаж байсан: масс нь нарны масстай харьцуулж болохуйц эсвэл түүнээс бага зэрэг давсан од, масс нь хэдэн зуун мянгаас олон сая нарны масс хооронд хэлбэлздэг супер массив. Гэсэн хэдий ч харьцангуй саяхан рентген зураг, спектр өндөр нарийвчлалтай, авсан хиймэл дагуулууд"Чандра", "ХММ-Ньютон" зэрэг нь нарны массаас хэдэн мянга дахин давсан дундаж масстай гурав дахь төрлийн хар нүхийг тэргүүлжээ.
Оддын хар нүхнүүд
Оддын хар нүх бусдаас эрт мэдэгдэж эхэлсэн. Эдгээр нь том масстай од хувьслын замынхаа төгсгөлд цөмийн түлшний нөөцөө шавхаж, өөрийн таталцлын улмаас өөрөө нурж унах үед үүсдэг. Одыг сэгсрэх дэлбэрэлт (энэ үзэгдлийг "суперновагийн дэлбэрэлт" гэж нэрлэдэг) сүйрлийн үр дагавартай: хэрэв одны цөм нь нарны массаас 10 дахин их бол таталцлын уналтыг ямар ч цөмийн хүч тэсвэрлэж чадахгүй. хар нүх бий болгох.
Хэт том хар нүхнүүд
Зарим идэвхтэй галактикуудын цөмд анх тэмдэглэгдсэн хэт масстай хар нүхнүүд өөр гарал үүсэлтэй байдаг. Тэдний төрөлттэй холбоотой хэд хэдэн таамаглал байдаг: оддын хар нүх, олон сая жилийн туршид эргэн тойрон дахь бүх оддыг залгидаг; хар нүхний бөөгнөрөл нь хоорондоо нийлдэг; асар том хийн үүл шууд хар нүх рүү нурж байна. Эдгээр хар нүхнүүд нь сансар огторгуйн хамгийн эрч хүчтэй биетүүдийн нэг юм. Тэд бүгд биш юмаа гэхэд олон галактикийн төвд байрладаг. Манай Галактикт ч ийм хар нүх бий. Заримдаа ийм хар нүх байдаг тул эдгээр галактикуудын цөм нь маш тод гэрэлтдэг. Төвдөө хар нүхтэй, их хэмжээний унасан бодисоор хүрээлэгдсэн, тиймээс асар их хэмжээний энерги үүсгэх чадвартай галактикуудыг "идэвхтэй" гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн цөмийг "идэвхтэй галактикийн цөм" (AGN) гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, квазарууд (биднээс хамгийн алслагдсан сансрын объектууд, бидний ажиглалтаар боломжтой) нь зөвхөн маш тод цөмийг хардаг идэвхтэй галактикууд юм.
Дунд болон мини
Өөр нэг нууцлаг зүйл бол дунд масстай хар нүхнүүд хэвээр байгаа бөгөөд сүүлийн үеийн судалгаагаар M13 болон NCC 6388 гэх мэт зарим бөмбөрцөг бөөгнөрөлүүдийн төвд байж болох юм. Олон одон орон судлаачид эдгээр объектын талаар эргэлздэг ч зарим нь хамгийн сүүлийн үеийн судалгааМанай Галактикийн төвийн ойролцоо ч дунд хэмжээний хар нүх байгааг харуулж байна. Английн физикч Стивен Хокинг мөн дөрөв дэх төрлийн хар нүх буюу ердөө тэрбум тонн жинтэй (энэ нь том уулын масстай ойролцоогоор тэнцүү) "мини нүх" байдаг гэсэн онолын таамаглал дэвшүүлжээ. тухай юманхдагч объектуудын тухай, өөрөөр хэлбэл орчлон ертөнцийн амьдралын эхний мөчүүдэд даралт маш өндөр хэвээр байх үед гарч ирсэн объектуудын тухай. Гэсэн хэдий ч тэдний оршин тогтнох нэг ч ул мөр хараахан олдоогүй байна.
Хар нүхийг хэрхэн олох вэ
Хэдхэн жилийн өмнө хар нүхнүүд дээр гэрэл ассан. Байнга сайжруулж буй багаж, технологи (газар болон сансарт суурилсан) ачаар эдгээр объектууд улам бүр нууцлаг болж байна; илүү нарийн, тэдний эргэн тойрон дахь орон зай бага нууцлаг болж хувирдаг. Үнэн хэрэгтээ хар нүх өөрөө үл үзэгдэх тул бид түүнийг хүрээлсэн тохиолдолд л таних боломжтой хангалттай тоо хэмжээБогино зайд түүнийг тойрон эргэдэг бодис (од ба халуун хий).
Хоёртын системийг үзэж байна
Хоёртын системийн үл үзэгдэх хамтрагчийн эргэн тойронд одны тойрог замын хөдөлгөөнийг ажигласнаар зарим оддын хар нүхийг илрүүлсэн. Хамтрагчдын нэг нь үл үзэгдэх хоёртын систем (өөрөөр хэлбэл бие биентэйгээ маш ойрхон хоёр одноос бүрддэг) нь хар нүх хайж буй астрофизикчдийн ажиглалтын дуртай объект юм.
Хар нүх (эсвэл нейтрон од) байгаагийн шинж тэмдэг нь нарийн төвөгтэй механизмаас үүдэлтэй рентген туяа хүчтэй ялгардаг бөгөөд үүнийг схемийн дагуу дараах байдлаар дүрсэлж болно. Хүчтэй таталцлын ачаар хар нүх нь хамтрагч одноосоо бодисыг урж гаргаж чаддаг; Энэ хий нь хавтгай диск рүү тархаж, хар нүх рүү эргэлддэг. Унаж буй хийн хэсгүүдийн мөргөлдөөнөөс үүссэн үрэлт нь дискний дотоод давхаргыг хэдэн сая градус хүртэл халааж, хүчтэй рентген цацраг үүсгэдэг.
Рентген туяаны ажиглалт
Манай Галактик болон хөрш зэргэлдээх галактикуудын объектуудын рентген ажиглалт нь хэдэн арван жилийн турш хийгдсэн авсаархан хоёртын эх үүсвэрийг илрүүлэх боломжийг олгосон бөгөөд тэдгээрийн арав орчим нь хар нүхний нэр дэвшигчдийг агуулсан систем юм. Гол асуудал бол үл үзэгдэх селестиел биетийн массыг тодорхойлох явдал юм. Массын утгыг (маш нарийвчлалтай биш ч гэсэн) хамтрагчийн хөдөлгөөнийг судлах, эсвэл илүү хэцүү, эрчмийг хэмжих замаар олж болно. рентген туяаунаж буй бодис. Энэ эрчим нь энэ бодис унасан биеийн масстай тэгшитгэлээр холбогддог.
Нобелийн шагналтан
Олон галактикийн цөмд ажиглагдсан асар том хар нүхнүүдийн талаар үүнтэй төстэй зүйлийг хэлж болно, тэдгээрийн массыг хар нүхэнд унах хийн тойрог замын хурдыг хэмжих замаар тооцдог. Энэ тохиолдолд маш том объектын хүчтэй таталцлын талбайн улмаас галактикийн төвд эргэлдэж буй хийн үүлний хурд хурдацтай нэмэгдэж байгааг радио муж, түүнчлэн оптик туяанд ажиглалтаар илрүүлдэг. Рентген цацрагийн хүрээн дэх ажиглалтууд нь хар нүхэнд унасан бодисоос үүсэх энерги ихэссэнийг баталж чадна. Рентген туяаны судалгааг 1960-аад оны эхээр АНУ-д ажиллаж байсан Италийн Риккардо Жиаккони эхлүүлсэн. 2002 онд түүнд шагнал гардуулав Нобелийн шагналтүүний "сансар огторгуйд рентген туяаны эх үүсвэрийг нээхэд хүргэсэн астрофизикийн анхны хувь нэмэр"-ийг хүлээн зөвшөөрсөн.
Cygnus X-1: анхны нэр дэвшигч
Манай Галактик нь нэр дэвшигч хар нүхний объектуудаас дархлаагүй. Аз болоход, эдгээр объектуудын аль нь ч бидэнд дэлхийн оршин тогтнолд аюул учруулахаар хангалттай ойрхон байдаггүй. нарны систем. Хэдий олон тооны авсаархан рентген туяаны эх үүсвэрүүд тогтоогдсон (мөн эдгээр нь хар нүхэнд нэр дэвших хамгийн магадлалтай) хэдий ч тэдгээр нь үнэндээ хар нүх агуулдаг гэдэгт бид итгэлгүй байна. Эдгээр эх сурвалжуудын дунд байхгүй цорын ганц нь өөр хувилбар, Cygnus X-1-ийн ойролцоо хоёртын систем, өөрөөр хэлбэл Cygnus одны рентген цацрагийн хамгийн тод эх үүсвэр юм.
Их хэмжээний одод
5.6 хоногийн тойрог замтай энэ систем нь таны дуранд ч амархан харагдахуйц том хэмжээтэй (диаметр нь нарнаас 20 дахин, масс нь 30 дахин их) маш тод цэнхэр одноос бүрддэг. мөн үл үзэгдэх хоёр дахь од, масс нь хэд хэдэн нарны масстай (10 хүртэл) гэж тооцогддог. 6500 гэрлийн жилийн зайд орших хоёр дахь од нь энгийн од байсан бол төгс харагдах болно. Түүний үл үзэгдэх байдал, системээс гаргаж авсан хүчтэй рентген цацраг, эцэст нь массын тооцоолол нь ихэнх одон орон судлаачдыг оддын хар нүхний анхны батлагдсан нээлт гэж үзэхэд хүргэж байна.
Эргэлзээ
Гэсэн хэдий ч эргэлзээтэй хүмүүс бас байдаг. Тэдний дунд хар нүхний хамгийн том судлаачдын нэг, физикч Стивен Хокинг байна. Тэр ч байтугай Cygnus X-1 объектыг хар нүх гэж ангилахыг тууштай дэмжигч Америкийн хамтран зүтгэгч Киел Торнтой хүртэл бооцоо тавьжээ.
Cygnus X-1 объектын таних байдлын талаархи маргаан нь Хокингийн цорын ганц бооцоо биш юм. Хэдэн есөн жилээ зориулсан онолын судалгааХар нүхний тухайд тэрээр эдгээр нууцлаг объектуудын талаархи өмнөх санаануудынхаа буруу гэдэгт итгэлтэй болсон. Тэр үүнд үнэхээр итгэлтэй байсан тул 1997 онд Америкийн хамтран ажиллагч Жон Прескиллтэй энэ сэдвээр бооцоо тавьжээ.
Алдаагаа хүлээн зөвшөөрөх
2004 оны 7-р сарын 21-нд Дублинд болсон Харьцангуйн онолын конгресс дээр хэлсэн үгэндээ Хокинг Прескилийн зөв гэдгийг хүлээн зөвшөөрсөн. Хар нүх нь матери бүрэн алга болоход хүргэдэггүй. Түүгээр ч барахгүй тэд тодорхой төрлийн "санах ой"-той байдаг. Тэд хэрэглэсэн зүйлсийнхээ ул мөрийг агуулсан байж магадгүй юм. Тиймээс "уурших" (өөрөөр хэлбэл цацраг туяа аажмаар ялгаруулдаг квант нөлөө), тэд энэ мэдээллийг манай Орчлон ертөнцөд буцааж өгөх боломжтой.
Галактик дахь хар нүхнүүд
Одон орон судлаачид манай Галактикт оддын хар нүх (Cygnus X-1 хоёртын системд хамаарах гэх мэт) байгаа эсэхэд эргэлзсээр байгаа; гэхдээ асар том хар нүхний талаар эргэлзээ бага байна.
Төвд
Манай Галактик нь дор хаяж нэг асар том хар нүхтэй. Sagittarius A* гэгддэг түүний эх үүсвэр нь Сүүн замын хавтгайн төвд яг нарийн байрладаг. Нумын ордны хамгийн хүчирхэг радио эх сурвалж гэдгээрээ түүний нэрийг тайлбарладаг. Яг энэ чиглэлд манай галактикийн системийн геометрийн болон физикийн төвүүд байрладаг. 26,000 гэрлийн жилийн зайд байрладаг, Sagittarius A* радио долгионы эх үүсвэртэй холбоотой асар том хар нүх нь нарны аймгийн эзэлхүүнтэй дүйцэхүйц хэмжээний орон зайд агуулагдах 4 сая орчим нарны масстай гэж тооцогддог. Түүний бидэнтэй харьцангуй ойрхон байгаа нь (энэ асар том хар нүх нь дэлхийтэй хамгийн ойр байдаг нь эргэлзээгүй) сүүлийн жилүүдэдЭнэ объектыг Чандра сансрын ажиглалтын төв ашиглан гүнзгийрүүлэн судалжээ. Энэ нь ялангуяа рентген цацрагийн хүчирхэг эх үүсвэр болох нь тогтоогдсон (гэхдээ идэвхтэй галактикийн цөм дэх эх үүсвэрүүд шиг хүчтэй биш). Sagittarius A* нь хэдэн сая, тэрбум жилийн өмнө манай Галактикийн идэвхтэй цөм байсан зүйлийн унтаа үлдэгдэл байж магадгүй юм.
Хоёр дахь хар нүх үү?
Гэсэн хэдий ч зарим одон орон судлаачид манай Галактикт өөр нэгэн гэнэтийн зүйл бий гэж үздэг. Бид дундаж масстай хоёр дахь хар нүхний тухай ярьж байгаа бөгөөд залуу оддын бөөгнөрөлийг нэгтгэж, Галактикийн төвд байрлах асар том хар нүх рүү унахаас сэргийлж байна. Яаж нэгээс бага зайд байж чаддаг байна аа гэрлийн жилүүдҮүнээс дөнгөж 10 сая жилийн настай, өөрөөр хэлбэл одон орны жишгээр маш залуу одны бөөгнөрөл байж болох уу? Судлаачдын үзэж байгаагаар бөөгнөрөл нь тэнд төрөөгүй (төв хар нүхний эргэн тойрон дахь орчин нь од үүсэхэд дэндүү дайсагнасан) харин дотор нь хоёр дахь хар нүх байсны улмаас тэнд “татагджээ” гэж хариулжээ. дундаж масстай.
Орбитод
Хэт том хар нүхэнд татагдсан бөөгнөрөл дэх бие даасан одод галактикийн төв рүү шилжиж эхлэв. Гэсэн хэдий ч тэд сансарт тархахын оронд бөөгнөрөлийн төвд байрлах хоёр дахь хар нүхний таталцлын ачаар хамтдаа цугларсан хэвээр байна. Энэ хар нүхний массыг бүхэл бүтэн одны бөөгнөрөлийг оосор дээр барих чадвараар нь тооцоолж болно. Дунд зэргийн хэмжээтэй хар нүх нь төв хар нүхийг тойроход 100 орчим жил зарцуулдаг бололтой. Энэ нь олон жилийн урт хугацааны ажиглалтууд бидэнд үүнийг "харах" боломжийг олгоно гэсэн үг юм.
Сансар огторгуйд энгийн нүдээр эсвэл дурангаар ажиглаж болох од, гариг, астероид, сүүлт од байдгийг хүн бүр мэддэг. Мөн сансрын тусгай биетүүд - хар нүхнүүд байдаг нь мэдэгдэж байна.Од амьдралынхаа төгсгөлд хар нүх болж хувирдаг. Энэ өөрчлөлтийн үед од нь маш хүчтэй агшиж, харин масс нь хадгалагддаг. Од нь жижиг боловч маш хүнд бөмбөг болж хувирдаг. Хэрэв манай гараг дэлхий хар нүх болно гэж үзвэл түүний энэ төлөвт диаметр нь ердөө 9 миллиметр болно. Гэвч дэлхий хар нүх болж хувирах боломжгүй, учир нь оддынх шиг биш харин гаригуудын цөмд тэс өөр урвал явагддаг.
Одны төв дэх термоядролын урвалын нөлөөн дор түүний татах хүч ихээхэн нэмэгдэж, одны гадаргууг төв рүү нь татаж эхэлдэг тул ийм хүчтэй шахалт, нягтрал үүсдэг. Аажмаар одны агшилтын хурд нэмэгдэж, эцэст нь гэрлийн хурдыг давж эхэлдэг. Од энэ байдалд хүрэхэд гэрлийн бөөмс - квантууд таталцлын хүчийг даван туулж чадахгүй тул гэрэлтэхээ болино. Энэ төлөвт байгаа од нь гэрэл гаргахаа больсон бөгөөд таталцлын радиусын "дотор" хэвээр байна - одны гадаргуу дээр бүх объектууд татагддаг хил хязгаар. Одон орон судлаачид энэ хил хязгаарыг үйл явдлын тэнгэрийн хаяа гэж нэрлэдэг. Мөн энэ хилийн цаана таталцлын хүч хар нүхбуурдаг. Гэрлийн бөөмс нь одны таталцлын хил хязгаарыг даван туулж чадахгүй тул хар нүхийг зөвхөн багаж хэрэгслээр илрүүлж болно, жишээлбэл, үл мэдэгдэх шалтгаанаар сансрын хөлөг эсвэл өөр биет - сүүлт од эсвэл астероид - замаа өөрчилж эхэлбэл нөлөөнд орсон байх магадлалтай таталцлын хүчхар нүх. Ийм нөхцөлд хяналттай сансрын биет бүх хөдөлгүүрийг яаралтай асааж, аюултай таталцлын бүсээс гарах ёстой бөгөөд хэрэв хангалттай хүч байхгүй бол хар нүхэнд залгих нь гарцаагүй.
Хэрэв нар хар нүх болж хувирвал нарны аймгийн гаригууд нарны таталцлын радиус дотор байх бөгөөд тэднийг өөртөө татаж, шингээх болно. Бидний аз болоход ийм зүйл болохгүй, учир нь... Зөвхөн маш том, асар том одод л хар нүх болж хувирдаг. Нар үүнд хэтэрхий жижиг юм. Нар өөрийн хувьслын явцад устаж үгүй болсон хар одой болох магадлал өндөр. Манай гариг болон хуурай газрын хувьд одоо сансарт байгаа бусад хар нүхнүүд сансрын хөлөгаюултай биш - тэд биднээс хэтэрхий хол байна.
Та бүхний үзэж болох "Том тэсрэлтийн онол" олон ангит киноноос Орчлон ертөнц үүссэн нууц болон сансарт хар нүх үүссэн шалтгааны талаар суралцахгүй. Гол дүрүүд нь шинжлэх ухаанд дуртай бөгөөд их сургуулийн физикийн тэнхимд ажилладаг. Тэд янз бүрийн инээдтэй нөхцөл байдалд байнга ордог бөгөөд үүнийг харахад хөгжилтэй байдаг.
Нууцлаг бөгөөд баригдашгүй хар нүхнүүд. Физикийн хуулиуд нь орчлон ертөнцөд оршин тогтнох боломжийг баталж байгаа боловч олон асуулт байсаар байна. Олон тооны ажиглалтууд нь орчлон ертөнцөд нүхнүүд байдаг бөгөөд эдгээр биетүүдийн нэг сая гаруй байдаг.
Хар нүх гэж юу вэ?
1915 онд Эйнштейний тэгшитгэлийг шийдэхдээ "хар нүх" гэх мэт үзэгдлийг урьдчилан таамаглаж байсан. Гэсэн хэдий ч шинжлэх ухааны нийгэмлэг 1967 онд л тэднийг сонирхож эхэлсэн. Дараа нь тэднийг "унтарсан одод", "хөлдөөсөн одод" гэж нэрлэдэг байв.
Өнөө үед хар нүх нь гэрлийн туяа ч зугтаж чадахгүй тийм таталцал бүхий цаг хугацаа, орон зайн бүс юм.
Хар нүх хэрхэн үүсдэг вэ?
Хар нүхний харагдахуйц хэд хэдэн онол байдаг бөгөөд эдгээр нь таамаглал, бодитой гэж хуваагддаг. Хамгийн энгийн бөгөөд өргөн тархсан бодит онол бол том оддын таталцлын уналтын онол юм.
Хангалттай масстай од "үхэхээс" өмнө хэмжээ нь томорч, сүүлчийн түлшээ дуустал тогтворгүй болдог. Үүний зэрэгцээ одны масс өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа боловч нягтрал гэж нэрлэгдэх үед түүний хэмжээ багасдаг. Өөрөөр хэлбэл, нягтруулсан үед хүнд цөм нь өөрөө "унадаг". Үүнтэй зэрэгцэн нягтаршил нь одны доторх температурыг огцом нэмэгдүүлж, селестиел биеийн гаднах давхаргууд урагдаж, үүнээс шинэ одод үүсдэг. Үүний зэрэгцээ одны төв хэсэгт цөм нь өөрийн "төв" рүү унадаг. Таталцлын хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд төв нь нэг цэг хүртэл нурдаг - өөрөөр хэлбэл таталцлын хүч нь маш хүчтэй тул нягтаршсан цөмийг шингээдэг. Ингэж л хар нүх гарч ирдэг бөгөөд тэр нь орон зай, цаг хугацааг гажуудуулж, түүнээс гэрэл хүртэл зугтаж чадахгүй.
Бүх галактикуудын төвд асар том хар нүх байдаг. Эйнштейний харьцангуйн онолын дагуу:
"Аливаа масс орон зай, цаг хугацааг гажуудуулдаг."
Одоо хар нүх нь цаг хугацаа, орон зайг ямар их гажуудуулж байгааг төсөөлөөд үз дээ, учир нь түүний масс нь асар их бөгөөд нэгэн зэрэг хэт жижиг эзэлхүүн рүү шахагдсан байдаг. Энэ чадвар нь дараахь хачирхалтай байдлыг үүсгэдэг.
“Хар нүхнүүд цагийг бараг зогсоож, орон зайг шахах чадвартай. Энэ хэт гажуудлаас болж нүхнүүд бидэнд үл үзэгдэх болж байна.”
Хэрэв хар нүхнүүд харагдахгүй бол тэд байгааг бид яаж мэдэх вэ?
Тийм ээ, хэдийгээр хар нүх үл үзэгдэх боловч түүнд унасан бодисоос болж мэдэгдэхүйц байх ёстой. Хар нүхэнд татагддаг оддын хийтэй адил үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох үед хийн температур хэт өндөр утгууд хүртэл нэмэгдэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь гэрэлтэхэд хүргэдэг. Ийм учраас хар нүхнүүд гэрэлтдэг. Үүний ачаар одон орон судлаачид, астрофизикчид сул ч гэсэн гэрэлтдэг боловч галактикийн төвд жижиг эзэлхүүнтэй боловч асар том масстай объект байгааг тайлбарладаг. IN одоогоорАжиглалтын үр дүнд хар нүхтэй төстэй 1000 орчим биетийг илрүүлжээ.
Хар нүхнүүд ба галактикууд
Хар нүхнүүд галактикуудад хэрхэн нөлөөлдөг вэ? Энэ асуулт дэлхийн бүх эрдэмтдийн санааг зовоож байна. Галактикийн төвд байрладаг хар нүхнүүд түүний хэлбэр, хувьсалд нөлөөлдөг гэсэн таамаглал байдаг. Хоёр галактик мөргөлдөх үед хар нүхнүүд нэгдэж, энэ үйл явцын явцад ийм байдаг асар их хэмжээшинэ одод бий болдог энерги ба матери.
Хар нүхний төрлүүд
- Одоо байгаа онолоор бол гурван төрлийн хар нүх байдаг: одны, хэт массив, бяцхан. Мөн тус бүр нь өвөрмөц байдлаар бий болсон.
- - Оддын массын хар нүхнүүд, энэ нь асар том хэмжээтэй болж, сүйрдэг.
- Хэдэн сая нартай тэнцэх масстай асар том хар нүхнүүд бараг бүх галактикийн төвд, тэр дундаа манай галактикийн төвд байх магадлалтай. Сүүн зам. Эрдэмтэд хэт масстай хар нүх үүсэх талаар өөр өөр таамаг дэвшүүлсээр байна. Одоогоор зөвхөн нэг л зүйл мэдэгдэж байна - асар том хар нүхнүүд нь галактик үүссэний дайвар бүтээгдэхүүн юм. Супермассив хар нүхнүүд - тэдгээр нь маш том хэмжээтэй, гэхдээ хачирхалтай нь бага нягтралтай гэдгээрээ ердийнхөөс ялгаатай. - - Нарнаас бага масстай бяцхан хар нүхийг хэн ч хараахан илрүүлж чадаагүй байна. Удалгүй бяцхан нүхнүүд үүсч магадгүй юм " том тэсрэлт", энэ нь бидний орчлон ертөнцийн анхны оршин тогтнол юм (ойролцоогоор 13.7 тэрбум жилийн өмнө).
- - Саяхан “цагаан хар нүх” хэмээх шинэ ойлголт гарч ирсэн. Энэ нь хар нүхний эсрэг талын таамаглал бүхий хар нүх хэвээр байна. Стивен Хокинг цагаан нүх байдаг эсэхийг идэвхтэй судалжээ.
- - Квантын хар нүхнүүд - тэд зөвхөн онолын хувьд л байгаа. Цөмийн урвалын үр дүнд хэт жижиг хэсгүүд мөргөлдөх үед квант хар нүх үүсч болно.
- -Анхдагч хар нүх ч бас онол. Тэд гарал үүслийн дараа шууд үүссэн.
Одоогийн байдлаар хойч үеийнхэнд хариулаагүй олон тооны нээлттэй асуултууд байна. Жишээлбэл, "өтөн" гэж нэрлэгддэг нүхнүүд үнэхээр оршин тогтнож чадах уу, тэдгээрийн тусламжтайгаар хүн орон зай, цаг хугацаагаар аялах боломжтой. Хар нүхний дотор яг юу болдог, эдгээр үзэгдлүүд ямар хуульд захирагддаг. Мөн хар нүхэнд мэдээлэл алга болсныг яах вэ?
Хар нүх бол таталцлын хүчээр гэрлийг татах чадвартай цорын ганц сансрын бие юм. Тэд мөн орчлон ертөнцийн хамгийн том биетүүд юм. Тэдний үйл явдлын ойрын үед ("буцах боломжгүй цэг" гэж нэрлэдэг) юу болохыг бид удахгүй мэдэх магадлал багатай. Эдгээр нь манай дэлхийн хамгийн нууцлаг газрууд бөгөөд олон арван жилийн судалгаанаас үл хамааран маш бага мэдээлэлтэй хэвээр байна. Энэ нийтлэлд хамгийн сонирхолтой гэж хэлж болох 10 баримт багтсан болно.
Хар нүх нь бодисыг өөртөө шингээдэггүй
Олон хүмүүс хар нүхийг хүрээлэн буй орон зайд зурдаг "сансрын тоос сорогч" гэж төсөөлдөг. Үнэн хэрэгтээ хар нүхнүүд нь онцгой хүчтэй таталцлын оронтой ердийн сансрын биетүүд юм.
Хэрэв нарны оронд яг ижил хэмжээтэй хар нүх үүссэн бол дэлхий татагдан орохгүй, өнөөдрийнхтэй адил тойрог замд эргэлдэх байсан. Хар нүхний хажууд байрлах одод массынхаа нэг хэсгийг одны салхи хэлбэрээр алддаг (энэ нь аливаа одны оршин тогтнох үед тохиолддог) бөгөөд хар нүхнүүд зөвхөн энэ бодисыг шингээдэг.
Хар нүх байдаг гэдгийг Карл Шварцшильд таамаглаж байсан
Карл Шварцшильд Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолыг “буцах боломжгүй цэг” байдгийг нотлохын тулд анх ашигласан. Эйнштейн өөрөө хар нүхний талаар огт боддоггүй байсан ч түүний онол нь тэдний оршин тогтнохыг урьдчилан таамагласан байдаг.
Шварцшильд 1915 онд Эйнштейн харьцангуйн ерөнхий онолоо нийтэлсний дараа шууд саналаа дэвшүүлжээ. Тэр үед "Шварцшильд радиус" гэсэн нэр томъёо гарч ирсэн бөгөөд энэ нь тухайн объектыг хар нүх болгохын тулд хэр их шахах шаардлагатайг харуулсан утга юм.
Онолын хувьд аливаа зүйл хангалттай шахагдсан тохиолдолд хар нүх болж хувирдаг. Объект илүү нягт байх тусам таталцлын орон улам хүчтэй болдог. Жишээлбэл, хэрэв газрын самрын хэмжээтэй биетийн масстай бол дэлхий хар нүх болно.
Хар нүхнүүд шинэ ертөнцийг төрүүлж чадна
Хар нүхнүүд шинэ орчлон ертөнцийг төрүүлж чадна гэсэн санаа нь утгагүй юм шиг санагддаг (ялангуяа бид бусад орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эсэхэд эргэлзсээр байгаа). Гэсэн хэдий ч ийм онолыг эрдэмтэд идэвхтэй боловсруулж байна.
Эдгээр онолын аль нэгнийх нь маш хялбаршуулсан хувилбар нь дараах байдалтай байна. Манай дэлхий дээр амьдрал бий болоход маш таатай нөхцөл бий. Хэрэв физик тогтмолуудын аль нэг нь бага зэрэг өөрчлөгдсөн бол бид энэ ертөнцөд байхгүй байх байсан. Хар нүхнүүдийн өвөрмөц байдал нь физикийн ердийн хуулиудыг халж, (наад зах нь онолын хувьд) үүсгэж болно. шинэ ертөнц, энэ нь биднийхээс ялгаатай байх болно.
Хар нүхнүүд таныг (мөн бусад бүх зүйлийг) спагетти болгож чадна
Хар нүхнүүд ойролцоох объектуудыг сунгадаг. Эдгээр объектууд нь спагеттитэй төстэй болж эхэлдэг (бүр тусгай нэр томъёо байдаг - "спагеттификаци").
Энэ нь таталцлын хүчний үйл ажиллагааны улмаас тохиолддог. Одоогийн байдлаар таны хөл толгойноосоо илүү дэлхийн төвд ойрхон байгаа тул илүү хүчтэй татагддаг. Хар нүхний гадаргуу дээр хүндийн хүчний зөрүү таны эсрэг ажиллаж эхэлдэг. Хөл нь хар нүхний төв рүү илүү хурдан, хурдан татагддаг тул биеийн дээд тал нь тэднийг гүйцэж чадахгүй. Үр дүн: спагетжилт!
Хар нүхнүүд цаг хугацааны явцад ууршдаг
Хар нүхнүүд оддын салхи шингээхээс гадна ууршдаг. Энэ үзэгдлийг 1974 онд нээж, Хокингийн цацраг гэж нэрлэжээ (нээлтийг хийсэн Стивен Хокингийн нэрээр).
Цаг хугацаа өнгөрөхөд хар нүх нь бүх массаа эргэн тойрныхоо орон зайд цацаж, энэ цацрагийн хамт алга болно.
Хар нүхнүүд ойролцоох хугацааг удаашруулдаг
Үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам цаг хугацаа удааширдаг. Яагаад ийм зүйл болдгийг ойлгохын тулд Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын үндсэн зарчмуудыг харуулахын тулд ихэвчлэн ашигладаг бодлын туршилт болох “ихэр парадокс”-ыг үзэх хэрэгтэй.
Ихрүүдийн нэг нь дэлхий дээр үлдэж, хоёр дахь нь нисдэг сансрын аялал, гэрлийн хурдаар хөдөлдөг. Дэлхийд буцаж ирсэн ихэр гэрлийн хурдтай явж байхдаа ах нь өөрөөсөө илүү хөгширсөн болохыг олж мэдэв. цаг хугацаа өнгөрч байнаудаан.
Хар нүхний үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам та маш өндөр хурдтайгаар хөдөлж, цаг хугацаа таны хувьд удаашрах болно.
Хар нүх бол эрчим хүчний хамгийн дэвшилтэт систем юм
Хар нүхнүүд нар болон бусад оддыг бодвол илүү сайн энерги үүсгэдэг. Энэ нь тэдний эргэн тойронд байгаа бодистой холбоотой юм. Үйл явдлын давааг давж байна асар их хурд, хар нүхний эргэн тойронд тойрог замд байгаа бодис хэт халуун болдог өндөр температур. Үүнийг хар биеийн цацраг гэж нэрлэдэг.
Харьцуулбал хэзээ цөмийн нэгдэлБодисын 0.7% нь энерги болж хувирдаг. Хар нүхний ойролцоо бодисын 10% нь энерги болдог!
Хар нүхнүүд эргэн тойрон дахь орон зайг нугалж байдаг
Орон зайг зураастай сунгасан резинэн хавтан гэж ойлгож болно. Хэрэв та бичлэг дээр объект тавьбал түүний хэлбэр өөрчлөгдөнө. Хар нүхнүүд ижил аргаар ажилладаг. Тэдний хэт их масс нь бүх зүйлийг, түүний дотор гэрлийг татдаг (түүний туяаг аналогийг үргэлжлүүлэхийн тулд хавтан дээрх шугам гэж нэрлэж болно).
Хар нүхнүүд орчлон дахь оддын тоог хязгаарладаг
Одууд хийн үүлнээс үүсдэг. Од үүсч эхлэхийн тулд үүл хөргөх ёстой.
Хар биетүүдийн цацраг нь хийн үүлийг хөргөхөөс сэргийлж, од харагдахаас сэргийлдэг.
Онолын хувьд аливаа объект хар нүх болж чаддаг
Манай Нар ба хар нүх хоёрын цорын ганц ялгаа нь таталцлын хүч юм. Хар нүхний төвд энэ нь одны төвөөс хамаагүй хүчтэй байдаг. Хэрэв манай Нарыг ойролцоогоор таван километрийн диаметртэй болтол шахаж авсан бол энэ нь хар нүх байж болох юм.
Онолын хувьд аливаа зүйл хар нүх болж хувирдаг. Практикт бид нарнаас 20-30 дахин их масстай асар том оддын сүйрлийн үр дүнд хар нүх үүсдэг гэдгийг бид мэднэ.