Crna rupa je nebesko tijelo koncentrisano od mase s gravitacionim poljem tako jakim da čak i izlazna brzina iz najbližih tačaka prekoračuje brzinu svjetlosti. To znači da ništa, pa čak ni svjetlost, ne može izaći iz njene gravitacije, te joj otuda i naziv crna. Termin "crna rupa" je široko rasprostranjen, čak iako se ne odnosi na rupu u svakidašnjem smislu riječi, već prije na kosmičku oblast iz čega se ništa ne može vratiti. Teoretski crne rupe mogu biti bilo koje veličine, od mikroskopskih do onih veličine opservabilnog Svemira.
Postojanje crnih rupa je predviđeno u teoriji opće relativnosti. Prema klasičnoj općoj relativnosti ni informacije niti materija ne mogu stići iz unutrašnjosti crne rupe do vanjskog posmatrača. Na primjer, nije moguće iznijeti ništa od njene mase napolje ili primiti odraz natrag od sijajućeg izvora svjetlosti poput džepne lampe ili doći do bilo kakve informacije o materijalu koji je ušao u crnu rupu. Efekti kvantne mahanike mogu dopustiti da materija i energija zrače iz crnih rupa. Ipak, smatra se da priroda zračenja ne zavisi od toga šta je upalo u crnu rupu u prošlosti.
Postojanje crnih rupa u Svemiru je dobro podržano astronomskim opservacijama i djelimično studijama supernovih i emisijom X-zraka iz aktivnih galaktičkih jezgara.

"Površina" crne rupe je tzv. horizont događaja, a to je ustvari imaginarna površina koja okružuje masu crne rupe. Koristeći Gauss-Bonnetovu teoremu, Stephen Hawking je dokazao da je topologija horizonta događaja četverodimenzionalne crne rupe dvodimenzionalna sfera. U horizontu događaja, izlazna brzina je jednaka brzini svjetlosti. Tako sve što se nalazi u horizontu događaja, pa čak i foton, sprečava ekstremno jako gravitaciono polje da ga napusti. Čestice s vanjske strane ove oblasti mogu pasti u nju, preko horizonta događaja, i nikada je više napustiti.
Prema klasičnoj općoj relativnosti, crne rupe se mogu u potpunosti okarakterizirati preko tri parametra: mase, ugaonog momenta i električnog naboja. Ovaj princip je John Wheeler rezimirao izrekom: "crne rupe nemaju kosu".
Tijela u gravitacionom polju doživljavaju usporavanje vremena, koje se zove vremenska dilatacija. Ovaj fenomen je eksperimentalno dokazan u eksperimentu rakete Scout 1976. godine, te se koristi npr. u GPS sistemu. Blizu horizonta događaja, vremenska dilatacija brzo raste. Gledano iz tačke osmatranja vanjskog posmatrača izgleda da to traje beskonačno dugo za objekat koji se približava horizontu događaja, u kojem tačka svjetlosti koja iz njega dolazi ima beskonačno veliki crveni pomak. Za udaljenog posmatrača izgleda da tijelo koje sve sporije pada se približava horizontu događaja ali ga nikada ne dostiže. Samo tijelo ne može čak ni da primijeti tačku u kojoj prolazi preko horizonta događaja, i tako će činiti u konačnom trenutku sopstvenog vremena: karakteristika je svjetlosti koja odlazi iz blizine crne rupe i što se čini kao da tijelo nikada neće stvarno dostići horizont.

Hawking šokirao znanstvenike: Crne rupe ne postoje!

Tvrdi da ne postoji horizont događaja, nevidljiva granica oko svake crne rupe iza koje ništa, čak ni svjetlost, ne može pobjeći.



Ugledni znanstvenik Stephen Hawking šokirao je znanstvenu zajednicu žustro ustvrdivši kako ne postoje crne rupe.

Hawking koji je postavio teorije o crnim rupama, u tjedniku Nature iznio je novu tezu o onome što znanost drži činjenicom već 40 godina. On, naime, tvrdi da ne postoji horizont događaja, nevidljiva granica oko svake crne rupe iza koje ništa, čak ni svjetlost, ne može pobjeći.

Po njemu postoji 'vidljivi horizont', koji privremeno zarobljava materiju i energiju prije nego je pusti natrag u svemir.

- Nema izlaza iz crne rupe u klasičnoj teoriji. Kvantna teorija, međutim, omogućuje energiji i informacijama bijeg iz crne rupe - tvrdi Hawking.



(Večernji.hr)

NAJMONSTRUOZNIJA CRNA RUPA U SVEMIRU

Na samom početku 2008. godine iz Amerike je stigla vest o otkriću najveće crne rupe u svemiru. Iz Amerike, zato što je pročitana na 211-tom sastanku Američkog astronomskog društva koji je održan od 7. do 11. januara iste godine u Ostinu, Teksas. Otkriće inače pripada finskom timu astronoma na čelu sa prof. Maurijem Valtonenom (opservatorija Tourla). Opreza radi rećićemo da ne postoji limit za masu neke crne rupe pa se izloženo na sastanku Društva odnosi ipak samo na dosada istraženi svemir.

A sad o rupi. Ona se nalazi 3,5 milijarde svetlosnih godina daleko od nas, u kvazaru OJ 287 koji se opet nalazi u sazvežđu Raka (Cancer). Rupa je pravi monstrum među crnim rupama jer ima masu od čak 18 milijardi Sunca! Toliko imaju i neke omanje galaksije. Druga rupa po masi lakša je od ove čitavih šest puta.



Kvazar OJ 287 i njegove dve crne rupe, umetnička predstava

Ovde počinje najzanimljiviji deo priče. U kvazaru OJ 287 postoji još jedna crna rupa. Ona je mnogo manje mase - oko 100 miliona Sunca. Zahvaljujući njoj, astronomi su i mogli da izmere masu velike rupe: merenjem gravitacionog uticaja velike rupe koji trpi mala. Mala rupa kruži oko velike po izduženoj elipsi i obiđe je jednom u 12 godina. U tom dvanaestogodišnjem periodu dva puta se toliko primakne velikoj crnoj rupi da prolazi kroz njen akrecioni disk. Svaki taj prodor izaziva snažnu provalu zračenja u vidu bljeska koji se dobro uočava i sa Zemlje.



Precesija orbite male crne rupe u kvazaru OJ 287

Sad na red dolazi teška teorija. Orbita male crne rupe nije fiksirana u prostoru, već se tokom vremena i sama obrće. To, samo po sebi nije neobično jer se tako ponašaju i orbite u Sunčevom sistemu. U spletu brojnih gravitacionih uticaja orbite i ne mogu da miruju te se one polako okreću što postaje uočljivo nakon više hiljada godina. To rotiranje se inače zove precesija.

Međutim, problem s ovom malom crnom rupom je što njena orbita ne da se pomiče, nego prosto leti. U toku samo jednog orbitalnog perioda ona napravi zaokret za čitava 33 stepena. To se ne može objasniti gravitacionim uticajem nekih trećih suseda jer je otklon preko svakog očekivanja velik. Ali objašnjenje postoji.

Pred istim problemom astronomi su bili pre stotinak godina kada su shvatili da se orbita Merkura obrće brže nego što je to predviđao Njutnov zakon gravitacije. Po tom zakonu, svako telo vrši gravitacioni uticaj srazmerno masi i rastojanju tela ali kada se sve to izračuna izlazi je da se Merkur opire tom zakonu i da njegova orbita precesira brže. Razlika između prakse i teorije u slučaju Merkura nije bila velika, svega 43 lučne sekunde što je značilo da umesto da orbita Merkura načini čitav krug jednom u 244 000 godina ona je to čini za 225 000 godina. Dakle razlika nije bila upadljiva ali je nervirala astronome i to više od pola veka, tj. sve dok Albert Ajnštajn, 1915, u proračune nije uključio i svoju opštu teoriju relativnosti. Rezultat koji je dobio bio je savršen: Merkurova precesija brža za 43 lučne sekunde (do ubrzanja dolazi zbog dodatnog gravitacionog polja koje nastaje zbog prisustva energije samog gravitacionog polja.) Sam Ajnštajn je kasnije pričao da je zbog dobijenog rezultata nekoliko dana bio van sebe od sreće.

E isti slučaj, kao sa Merkurom, je i sa orbitom male crne rupe u kvazaru OJ 287. Najnoviji bljesak sa kvazara uočen je 13. septembra 2007. godine, a finski tim je izračunao da bi se, bez efekta koji predviđa opšta teorija relativnosti, bljesak dogodio 20 dana kasnije.

Šta reći, nego sjajno. S jedne strane teorija relativnosti je objasnila jednu pojavu, s druge, uspešno objašnjenje je još jedna u nizu potvrda same teorije opšte relativnosti.

Da dodamo na kraju još i procenu Valtonena da su rupe iz kvazara OJ 287 na putu spajanja do čega će doći za sledećih 10 000 godina.

astronomija.

Teleskop tražio crnu rupu, naleteo na nešto prelepo

Rentgenski teleskop NASE, koji je kalibrisan da traži crne rupe u svemiru, naleteo je na neverovatnu pojavu koja se retko viđa. Radi se o "Božjoj ruci", mrtvoj zvezdi živopisnih boja.



"Božja ruka" (Foto: NASA)

Teleskop je ipak ispunio svoju svrhu, pošto ovu mrtvu zvezdu okružuju crne rupe.
Ova poslednja slika bi mogla da pomogne astronomima da saznaju više o pulsarima, ili ostacima mrtvih zvezda.

"Božja ruka" je pulsar udaljen 17.000 svetlosnih godina od nas. U prečniku ima samo 12 milja (oko 20 kilometara), ali se obrće brzinom od sedam puta u sekundi, i tako odbacuje od sebe raznorazne čestice koje su nekada činile zvezdu.



"NuStar", moćni teleskop kome ne promiče nijedna crna rupa u svemiru

Na jednoj od slika, čestice formiraju oblik koji podseća na pruženu ruku, dok na drugim slikama više izgleda kao da ruka u pesnici.

"Nismo sigurni da li je oblik ruke optička iluzija", rekla je Hongžuan An, sa Mek Gil univerziteta.

Astronomi su objavili i nove slike crnih rupa u svemiru.



Na ovoj slici tačkice nisu zvezde, nego crne rupe (Foto: NASA)

Svaka tačka na slici je druga crna rupa u okolnim galaksijama. Crne rupe koje sijaju plavo se obilno "hrane" od okolnih oblaka prašine i gasa. Ovaj nuklearni teleskop, koji se zove "NuStar" je prvi koji je uspeo da uslika crne rupe na tako velikoj udaljenosti.

Otkrivanje ovih crnih rupa bi moglo da nam otkrije mnogo o njihovoj evoluciji i galaksijama kojima pripadaju.

blic

Crne rupe: 10 fascinantnih stvari koje niste znali


Crne rupe su jedini objekti u svemiru koji mogu da zarobe svetlost zahvaljujući snazi svoje gravitacije i smatraju se najvećim objektima u univerzumu. Pogledajte neke od stvari koje sasvim sigurno niste znali o crnim rupama.


Uprkos decenijama provedenih u proučavanju, one i dalje predstavljaju veliku misteriju za naučnike koji ih posmatraju, a mi vam dajemo 10 razloga zašto je to tako:

Crne rupe ne usisavaju

Neki misle da su crne rupe poput kosmičkih usisivača koji usisavaju prostor oko njih. Međutim, crne rupe su poput bilo kog drugog objekta u svemiru, sa jednim izuzetkom – poseduju jako gravitaciono polje.

Ukoliko bismo na mesto Sunca stavili crnu rupu identične mase, Zemlja ne bi bila usisana, već bi nastavila da oribitra oko crne rupe kao što to danas čini oko Sunca.

Crne rupe izgledaju kao da usisavaju materiju sa svih strana, ali ovo je uobičajena zabluda. Zvezde „skidaju“ deo svoje mase u formi zvezdanih vetrova, a onda materijal u tim vetrovima potpada pod uticaj gravitacionog polja crne rupe.

Crne rupe je predvideo Karl Švarcšild

Ajnštajn nije otkrio postojanje crnih rupa – iako njegova teorija relativiteta predviđa njihovo formiranje. Karl Švarcšild je bio prvi koji je koristio Ajnštajnove revolucionarne jednačine kako bi pokazao da bi crne rupe zaista mogle da budu stvorene.

U teoriji, svaki predmet može postati crna rupa ukoliko ga kompresujete u dovoljno mali prostor, jer kada ga kompresujete, činite ga znatno gušćim tako dajući mu jaču gravitacionu silu.

Ukoliko bismo smanjili Zemlju na veličinu kikirikija, ona bi bila dovoljno gusta da formira crnu rupu.

Crne rupe bi mogle da izrode nove univerzume

Iako se ovo može činiti pomalo čudnim, posebno zbog toga što nismo sigurni da drugi univerzumi postoje, ali teorija iza ove tvrdnje je aktivno polje istraživanja.

Singularitet u centru crne rupe razlaže naše standardne zakone fizike i u teoriji bi mogao da promeni te uslove i stvori novi, donekle izmenjen, univerzum.

Crna rupa može da napravi špagete od vas i svega ostalog

Crne rupe imaju iznenađujuću sposobnost da nas bukvano izduže u dugačku nit. Ova fenomen se prigodno zove „špagetifikacija“.

Ona funkcioniše tako što ima veze sa tim kako se gravitacija ponaša na razdaljini. Trenutno su naše noge bliže centru Zemlje i samim tim su jače privučene nego naša glava. Pod uslovima ekstremne gravitacije, recimo blizu crne rupe, razlika u privlačenju bi počela da radi protiv nas.

Crne rupe vremenom isparavaju

Crne rupe ne uvlače samo stvari, već ih i izbacuju.

Ovo iznenađujuće otkriće je prvi put predvideo Stiven Hoking 1974. godine i ovaj fenomen se naziva „Hokingova radijacija“.

„Hokingova radijacija“ izbacuje masu crne rupe u svemir i vremenom to čini sve dok postoji masa, na samom kraju ubijajući crnu rupu.

Crne rupe se vremenom usporavaju

Vreme usporava kada stignete do horizonta događaja – tačke bez povratka.

Kako se približavate horizontu događaja, krećete se jako velikim brzinama usled jake sile gravitacije crne rupe da se vreme usporava.

Crne rupe su ultimativne fabrike energije

Crne rupe znatno efikasnije stvaraju energiju od našeg Sunca.

Naučnici čak smatraju da bi ta vrsta energije mogla da bude korišćena kako bi napajala svemirske brodove budućnosti.

Crne rupe bukvalno uvlače prostor oko njih

Što dublji „bunar“ napravite u svemiru, to se prostor više krivi. A najdublje „bunare“ prave crne rupe. One stvaraju toliko duboke bunare da ništa nema toliko energije da iz njih izađe, pa čak ni svetlost.

Crne rupe ograničavaju broj zvezda u svemiru

Zvezde se širom univerzuma formiraju u okviru gasnih oblaka. Međutim, ovi gasni oblaci prvo moraju da se ohlade kako bi stvorili uslove potrebne za stvaranje zvezdanih formacija.

Supermasivne crne rupe u centru galaksija emituju velike količine čestica velike energije koje greju ove gasne oblake oko njih, tako sprečavajući njihovo hlađenje i stvaranje zvezdanih formacija.

Sve može da postane crna rupa – u teoriji

Jedina razlika između crne rupe i našeg Sunca jeste to da je centar crne rupe izuzetno gust materijal koji joj daje jako gravitaciono polje.

Ukoliko bismo smanjili naše Sunce na prečnik od svega 6 kilometara, onda bismo smanjili njegovu masu na neverovatno mali prostor, što bi ga učinilo izuzetno gustim da postane crna rupa.

Bilo šta može biti pretvoreno u crnu rupu u teoriji, ali u stvarnosti znamo samo za jedan način na koji ona može biti stvorena, a to je gravitacioni kolaps izuzetno masivne zvezde – 20 do 30 puta masivnije od našeg Sunca.


B92

[size=18]10.000-20.000 crnih rupa

Upravo je zaprepašćujuće širok opseg oblasti u kojima je do sada Čandra ''poslovala''. Prvo u svim područjima u kojima dolazi do emisije sinhrotronskog X-zračenja, a zatim i u drugim u kojima se javljaju ''mekši'' X-zraci. Dovoljno je pobrojati te oblasti. To su: Sunčev sistem (uključujući i komete!), zvezde, beli patuljci, supernove i njihovi ostaci, neutronske zvezde, crne rupe, galaksije, aktivne galaksije i kvazari, skupine galaksija, pozadinsko X-zračenje, pretraga neba i drugo. Ograničimo se na dve ''vruće'' vesti koje su pobudile veliku pažnju kako naučnika, tako i drugih ljudi. Početkom januara 2005. godine na osnovu Čandrinih osmatranja centra naše galaksije, oblasti oko Sagitarijusa A * (Sgr A *) objavljena su nova saznanja do kojih se došlo. Nađeno je da se oko supermasivne crne rupe, koja se nalazi u samom središtu naše galaksije, kao đavoli u kolu ''kovitla'' 10.000-20.000 crnih rupa malih masa! Eto područja u kojem gravitacija iskazuje svoju neprikosnovenu moć.
[/size]

Zračenje daleke skupina galaksija

[size=16]Između više hiljada X-emitera unutar oblasti čiji je prečnik 70 svetlosnih godina dr M. Muno i saradnici Univerziteta Kalifornije iz Los Anđelosa našli su dokaze da se mnogi od tih emitera nalaze na pozicijama crnih rupa i neutronskih zvezda, i to onih koji grade dvojne zvezdane sisteme, tzv. binare. Kao iz nekog kotla iz binara ''ističe'' energetsko X-zračenje. To se dešava zbog toga što crne rupe i neutronske zvezde povlače u svoj smrtonosni zagrljaj materiju sa obližnjih zvezda. Pri tome dolazi do strahovitog ubrzavanja naelektrisanih čestica koje prati emisija sinhrotronskog X-zračenja.

Naučnici su ovaj nalaz objavili 12. januara 2005. godine na sastanku Američkog astronomskog društva u San Dijegu. Interesantno je pomenuti da je pre nekih 10 godina dr M. Moris sa istog univerziteta najavio mogućnost ovakve pojave kao rezultat ''dinamičkog trenja'' velikih masa u bliskom susretanju. Zaista je neverovatno da ''guranje'' crnih rupa u toku njihovog dugotrajnog približavanja ''carskoj crnoj rupi'', onoj koja ''sedi na tronu'' u centru Mlečnog Puta, dovodi do toga da neke zvezde ''iskaču'' iz centra galaksije na udaljenija, bezbednija mesta!

Na jednoj egzotičnoj zvezdi, kataloške oznake SGR 1806-20, 27. decembra 2004. godine došlo je do strahovite ''erupcije zračenja'' kakva se u ne pamti istoriji astronomije! Za nju je bio odgovoran jedan magnetar, super-magnetna neutronska zvezda. On se nalazi daleko od nas, na oko 50.000 svetlosnih godina od Sunčevog sistema, u već pomenutom sazvežđu Sagitarijus. Na tom magnetaru je 27. decembra 2005. godine došlo do fenomenalnog oslobađanja zračenja. Razvijena je nepojmljivo velika snaga koja je procenjena na 10.000 triliona triliona triliona vati! Gama-zračenje koje je iznenada poteklo u Svemir sa neutronske zvezde u trenutku njene transformacije bilo je daleko intenzivnije od vidljivog i X-zračenja. Da se nekom čudom takav događaj desio na udaljenosti od 10 svetlosnih godina od nas, došlo bi do teškog oštećenja Zemljine atmosfere, za koje neki naučnici tvrde da bi moglo da dovede do iščezavanja života na planeti i ozbiljnih poremećaja u drugim delovima Sunčevog sistema. Bez sumnje je da će i to biti predmet istraživanja Čandra opservatorije za X-zračenje.
[/size]

X-Zracenje iz Sagitarijusa A otkriva crne rupe i neutronske zvezde