Czarna dziura

Z encyklopediafantastyki.pl
(Przekierowano z Pierwotne czarne dziury)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
LEKSYKON FANTASTYKI
science
Schemat rotujacej czarnej dziury. Autor: L. Błaszkiewicz


Czarna dziura – obiekt astronomiczny, który tak silnie oddziałuje grawitacyjnie na swoje otoczenie, że nawet światło nie może wydostać się z jego powierzchni (prędkość ucieczki jest większa od prędkości światła). Dla przykładu prędkość ucieczki z Księżyca wynosi 2,4 km/s, z Ziemi 11,2 km/s (II prędkość kosmiczna), ze Słońca zaś 617,5 km/s.

W ramach fizyki klasycznej żaden rodzaj energii ani materii nie może opuścić czarnej dziury, jednak uwzględniając efekty kwantowe postuluje się istnienie zjawiska zwanego parowaniem czarnych dziur. Autorem tej koncepcji jest Stephen Hawking. Granica, po przejściu której nie jest możliwe wyrwanie się z pola grawitacyjnego czarnej dziury, nazywana jest horyzontem zdarzeń. Ma ona kształt sfery o wielkości wyznaczonej przez promień Schwarzschilda. Nie jest to powierzchnia tego obiektu, która może znajdować się wielokrotnie bliżej centrum geometrycznego układu. W niektórych modelach horyzont zdarzeń posiada strukturę wewnętrzną i zewnętrzną. Poza horyzontem zdarzeń w modelach, w których czarna dziura rotuje, usytuowana jest ergosfera. W samym centrum usytuowana jest osobliwość - miejsce gdzie krzywizna czasoprzestrzeni staje się nieskończona, a oddziaływanie grawitacyjne staje się nieskończenie silne. Współczesna nauka nie potrafi opisać zjawisk fizycznych zachodzących w osobliwości; przypuszcza się, że poszukiwana od lat kwantowa teoria grawitacji rozwiąże ten problem.

Czarne dziury to podstawowe składniki bardziej złożonych obiektów astronomicznych, takich jak niektóre rentgenowskie układy podwójne, rozbłyski gamma oraz aktywne galaktyki. Czarna dziura będąca składnikiem układu podwójnego jest widoczna, ponieważ materia z drugiej gwiazdy wsysana do wnętrza czarnej dziury tworzy dysk akrecyjny generujący ogromne ilości promieniowania na skutek tarcia, jonizacji i silnego przyspieszenia podczas zbliżania się do czarnej dziury. Część zjonizowanej materii z dysku pod działaniem pola elektromagnetycznego dysku może uciekać w kierunkach osi, tworząc ogromne dżety (ang. jet). Także masywne czarne dziury w centrach aktywnych galaktyk powodują w nich silnie świecenie, skutkiem opadania otaczającej materii, i dlatego obiekty zawierające czarne dziury należą do najjaśniejszych we Wszechświecie.

Spis treści

Horyzont zdarzeń

W teorii względności sfera otaczająca czarną dziurę lub tunel czasoprzestrzenny, oddzielająca obserwatora zdarzenia od zdarzeń, o których nie może on nigdy otrzymać żadnych informacji nazywa się horyzontem zdarzeń. jest to granica w czasoprzestrzeni, po przekroczeniu której prędkość ucieczki dla dowolnego obiektu i fali przekracza prędkość światła. Żaden więc obiekt, nawet światło emitowane z wnętrza horyzontu, nie jest w stanie opuścić tego obszaru. Wszystko, co przenika przez horyzont zdarzeń od strony obserwatora, znika.

Horyzont zdarzeń przypomina błonę półprzepuszczalną, gdyż z jednej strony nie przepuszcza fal elektromagnetycznych i innych sygnałów biegnących w kierunku obserwatora, natomiast przepuszcza je w kierunku przeciwnym. Obserwator, zmieniając swój ruch, sam może przeniknąć do części Wszechświata zakrytej przez horyzont zdarzeń.


Pierwotne czarne dziury

Ten typ czarnych dziur mógł powstać tuż po Wielkim Wybuchu, w odróżnieniu od normalnych czarnych dziur nie powstały one w procesie zapadania grawitacyjnego, ale bezpośrednio z niezwykle gęstej materii powstałej po Wielkim Wybuchu, a jeszcze obecnej w pierwszej fazie ekspansji Wszechświata. Dotychczas nie odkryto jeszcze żadnych dowodów na powstanie czy istnienie pierwotnych czarnych dziur.

Czarne dziury w SF:

Literatura

Film

Gry komputerowe

Linki zewnętrzne

Osobiste
Przestrzenie nazw
Warianty
Działania
Nawigacja
Narzędzia
Pomoc
Szablony