Fenomen Crne rupe

romeomarkovic · Otrov za cure

Smatram da se poprilicno razumem u crne rupe, za obicnog covjeka naravno, ali mislim da mi u stvari pojma nemamo sta je to u stvari. Naucnici baljezgaju, tjelo beskonacne mase, bla,bla ali oni u stvari samo nagadjaju. Sve dok mi ne krenemo malo dublje u svemir i pocnemo malo HANDS-ON da istrazujemo mi u stvari veze necemo imati o tome. A za Nostradamusa, pa za 1000 godina civilizacija ce najvjerovatnije biti toliko napredna da cemo moci kolonizovati druge planete i spasiti ljudski rod ako do kraja Zemlje i dodje. Ali kojim tempom mi unistavamo planetu, svim smecem i zagadjivanjem, nece ona potrajati toliko. A Pinkie, cujemo se za jedno 1000 gopdina pa cemo vidjeti jel Nostradamus bio u pravu... Smile

Rakelly · Upućeni član

Nedavno sam na jednom dokumentarnom kanalu gledao emisiju posvecenu crnim rupama. Iako sam o njima i pre znao ponesto, bio sam iznova zaprepascen samom cinjenicom da tako nesto postoji u svemiru. U emisiji je prikazana i situacija unistenja t.j. usisavanja suncevog sistema od strane crne rupe. Navedena je i cinjenica, da iako veoma mali broj zvezda postaju crne rupe, one kada jednom nastanu, postoje vecno, povecavajuci svoju "snagu" svakim novim "gutanjem" materije.

Amerigo · Početnik Domaćeg.de

preporucio bih stephena hawkinga kada je u pitanju fenomen crnih rupa. a short history of time. extra.

m1l1ja · Početnik Domaćeg.de

MIKYE1 · Početnik Domaćeg.de

Pre ili kasnije ce da nas proguta!

m1l1ja · Početnik Domaćeg.de

Ne znam koliko je bitno ... napisah vec jednom da nase Sunce postane crna rupa po Svarcvildovom radijusu, bili bismo sigurni, osim sto ne bi mogli da zivimo bez svetlosti...

romeomarkovic posto ne mogu da ti posaljem pm moracu ovde da ti postujem, pa vas molim da neko vreme ne brisete post

Imam tu knjigu, a evo ti i domaci sajt odakle je mozes download-ovati

http://viva-fizika.org/

ali moras pre toga otvoriti nalog, inace sajt je moj, a samo clanovi imaju pravo na download Smile

ako te ne mrzi mozes tu da je download-ujes...

Ako ti ne uspe ja cu ti je poslati, inace na sajtu imas jos nekih zanimljivih stvari za download, recimo FBI dosije o Tesli.

Annabel_Lee · **ஐ NaUgHtGeLiC ஐ**

Što je to crna rupa?

Za potpuno razumijevanje ovog fenomena bit će vam potrebno utrošiti par godina na izučavanja Einsteinove opće teorije relativnosti, a za zadovoljenje radoznalosti bi vam trebao biti dovoljan ovaj članak.

Laički rečeno, crna rupa je područje u svemiru u kojem je velika masa zbijena u malom prostoru zbog čega se ništa, pa čak ni svjetlost, ne može otrgnuti privlačnoj gravitacijskoj sili te mase.

Počnimo od jednostavnog primjera iz klasične mehanike. Sa Zemljine površine ispalimo vertikalni hitac zadane početne brzine, pri čemu zanemarujemo otpor zraka i vrtnju Zemlje. Kako će se gibati tane?

Zemljina privlačna sila (gravitacija) djeluje prema dole i usporava tane. Međutim, kako se tane udaljava, sila je sve slabija, a usporavanje sve polaganije. Ako je hicem postignuta dovoljna početna brzina, tane će se otrgnuti Zemljinoj privlačnoj sili i nikad se neće vratiti. Ima li hitac malu početnu brzinu, tane će se uskoro zaustaviti i početi vraćati Zemlji, te će na kraju pasti na tlo brzinom koja će po iznosu biti jednaka početnoj brzini.

Granična brzina između ova dva slučaja se naziva 2. kozmička brzina. Druga kozmička brzina ovisi o masi tijela i njegovom promjeru. Veća masa i manji promjer daju veću 2. kozmičku brzinu. Za Zemlju ona iznosi 11.2 km/s, a za Mjesec samo 2.4 km/s. Neko tijelo u svemiru koja bi imalo dovoljno veliku masu u kombinaciji s malim promjerom, imalo bi 2. kozmičku brzinu veću od brzine svjetlosti (c = 300 000 km/s). S obzirom da ništa ne može putovati brže od svjetlosti, ništa (čak ni svjetlost) ne može napustiti to tijelo koje onda nazivamo crna rupa (ili crna jama).

Napomena: nemojte pomisliti da se crne jame mogu objasniti pomoću klasične mehanike. Gornji primjer je vrlo pojednostavljen, ali navodi na ispravan zaključak.

U općoj relativnosti, gravitacija je manifestacija zakrivljenosti prostor-vremena. Objekti velike mase zakrivljuju prostor i vrijeme, pa više ne vrijede uobičajena pravila geometrije. Prostor oko crne rupe je iznimno zakrivljen i ima neka vrlo čudna svojstva.

Horizont događaja

Horizont događaja je sferna površina koja čini granicu crne rupe. Kad jednom pređete horizont događaja, više nema povratka. Neizbježno će te se kretati bliže i bliže središtu crne rupe - točki singularnosti, gdje gustoća poprima beskonačnu vrijednost. Horizont događaja je zapravo udaljenost na kojoj je 2. kozmička brzina jednaka brzini svjetlosti. Ta se udaljenost naziva Schwarzschildov radijus i iznosi:

Rgr = 2GM/c2, gdje je G gravitacijska konstanta, M masa crne rupe, a c brzina svjetlosti.

Pošto se preko Schwarzschildovog radijusa može samo u jednom smjeru, nikakva komunikacija prema vani nije moguća.

Horizont događaja ima neka vrlo interesantna geometrijska svojstva. Za promatrača koji se nalazi daleko od njega, on izgleda kao sferna statička površina. Međutim nekom tko se nalazi blizu horizonta se čini da mu se ovaj približava vrlo velikom brzinom. Već smo prije spomenuli da crne rupe jako iskrivljuju prostor-vrijeme. Jednom kad pređete horizont, još se čudnije stvari događaju: prostor i vrijeme mijenjaju mjesta. Koordinata r koja označava udaljenost do singularnosti poprima karakteristike vremena, a koordinata t koja označava vrijeme poprima karakteristike prostora. Jedna od posljedica ovoga je da se male vrijednosti r nalaze u vašoj budućnosti, pa postaju neizbježne.

Kolike su crne rupe?

Veličina (Schwarzschildov radijus) ovisi isključivo o masi crne rupe, pa stoga mogu postojati crne rupe svih veličina. Bilo koja masa stisnuta na dovoljno mali volumen postaje crna rupa. Primjer: da bi Sunce postalo crna rupa, trebalo bi se smanjiti za 250 000 puta te poprimiti promjer od 2.95 km. Većina postojećih crnih rupa je vjerojatno nastala smrću masivnih (> 1.4 Msunca) zvijezda, pa bi trebale imati mase nekoliko puta veće od Sunca, tipično 10 puta veću (t.j 1031kg), što im daje promjer od oko 60 km. Ove crne rupe spadaju u lakše crne rupe. Vjeruje se da postoji i veliki broj masivnih crnih rupa u središtima nekih (ako ne i svih) galaksija. Mase ovih crnih rupa se procjenjuju na reda veličine milijun masi Sunca (1036kg) a promjeri na 3 milijuna km. To i nije tako veliko u svemirskim razmjerima. Potsjećamo da je Sunce od Zemlje udaljeno oko 150 milijuna km.

A kad bi ja upao u crnu rupu?

Zamislite slijedeće događaje: Počevši sa vrlo velike udaljenosti od crne rupe, krećete ravno prema crnoj rupi.

Prva stvar koju moramo napomenuti je da ne osjećate gravitaciju. Pošto ste u slobodnom padu, svaki dio vašeg tijela crna rupa privlači na isti način, pa ne osječate svoju težinu. Ta je pojava karakteristična za svako gravitacijsko polje, od Zemlje pa do crnih rupa i možete je uočiti kod astronauta na svemirskoj stanici.

S približavanjem crnoj rupi, počinjete osjećati " plimne sile". Zamislite da upadate s nogama prema dole. Pošto su vam noge bliže crnoj rupi, gravitacija na toj udaljenosti je jača nego na udaljenosti na kojoj je vaša glava, pa osjećate rastezanje. Naravno, i ova je pojava prisutna u svim gravitacijskim poljima, ali je na Zemlji zanemariva. Usput, to je razlog zašto se od saturnovih prstenova nisu formirali sateliti. Preblizu su! Ova pojava postaje s približavanjem crnoj rupi sve izraženija. Udaljenost na kojoj će vas plimne sile rastrgati raste s masom - veća masa, veći radijus djelovanja plimnih sila. Međutim, horizont događaja raste još brže, pa ćete za crne rupe vrlo velikih masa (u središtima galaksija) prije preći horizont nego biti rastrgnuti, dok za manje crne rupe (potrošene zvijezde) vrijedi obrnuto.

Što vi zamjećujete dok upadate u crnu rupu? Slike dalekih objekata su malo zakrivljene jer gravitacija zakrivljuje svjetlo i to je sve. Čak i kad pređete horizont događaja, još ste u stanju promatrati vanjski svijet, ali zato vas više nitko ne može vidjeti. Vrijeme preostalo do pada u singularnost ovisi o veličini crne rupe, ali sam pad je neizbježan.

Vaš prijatelj vas promatra sa sigurne udaljenosti. Kako on vidi vaš pad u crnu rupu?

Kako se vi približavate, njemu se čini da se vi gibate sve sporije i sporije. Bez obzira koliko čekao, on vas nikad neće vidjeti kako nestajete. Kako razumjeti ovu pojavu. Iako, ponovo napominjemo, nije moguće u potpunosti razumjeti crne rupe bez razumijevanja teorije relativnosti, pokušat ćemo ovo shvatiti kao optičku varku. Kako se vi približavate horizontu događaja, svjetlosti treba sve više i više vremena da pobjegne gravitaciji crne rupe. Zadnjem fotonu svjetlosti kojeg ispustite na horizontu događaja će trebati beskonačno mnogo vremena da dopre do vašeg prijatelja. U stvarnosti, vi ćete vrlo brzo postati nevidljivi jer će odaslana svjetlost sve više biti pomaknuta prema kratkovalnom dijelu spektra, preko crvenog, infracrvenog, pa sve do radio zračenja.

Postoji još jedan način da ovo objasnimo. Ako provedete neko vrijeme na domak horizonta (usput trošeći ogromnu energiju da ostanete na mjestu), pa se vratite vašem prijatelju, vidjet ćete da je on jako ostario. Vama je vrijeme prolazilo mnogo sporije.

Koje je od ova dva objašnjenja točno? Oba! Ova dva objašnjenja prikazuju istu pojavu na dva načina. Objašnjenje ovoga uključuje iskrivljenje vremena i prostora u blizini Schwarzschildovog radijusa i slično, pa ga nećemo iznositi.

Hoće li crne rupe usisati cijeli svemir?

Neće! Osim možda u dalekoj dudućnosti. Crna rupa je tijelo sa ograničenim opsegom djelovanja. Već smo spomenuli da postoji "horizont događaja" preko kojeg se može samo u jednom smjeru. Međutim, dokle god ne pređete horizont događaja, imate šanse da se izvučete. Za nekog tko je dovoljno daleko od horizonta događaja, gravitacijsko polje crne rupe se na razlikuje od gravitacijsog polja koje okružuje neko drugo tijelo iste mase.

Što bi bilo kad bi Sunce postalo crna rupa?

To se zasigurno nikad neće dogoditi jer zvijezde sunčeve mase na drugi način završavaju svoj život. Međutim, da se Sunce zbog nekog egzotičnog razloga zbije u kuglu radijusa manjeg od 3 km, te se pretvori u crnu rupu, što bi se dogodilo?

Ovaj kutak svemira bi definitivno postao nešto hladniji i mračniji, ali Sunčeva crna rupa zasigurno ne bi usisala u sebe ostatak Sunčeva Sustava. Zapravo, na Zemlji bi bilo nemoguće zamijetiti nikakvu promjenu u gravitacijskom polju Sunca. Zemlja i ostali planeti bi se nastavili gibati po istim putanjama kao da Sunce još uvijek sjaji. Zašto? Zbog toga što je gravitacijsko polje daleko izvan horizonta odgađaja (gdje su putanje planeta) jednako kao i kod tijela koja nisu crne rupe.

Dokazi postojanja

Crne rupe su crne, dakle ne možemo ih vidjeti! Kako onda znamo da postoje?

Crne rupe su crne zato jer im ništa ne može pobjeći, pa ni svjetlost. S obzirom da je svjetlost (kao i ostatak spektra elektromagnetskog zračenja) zapravo jedini izvor informacija iz svemira, kako pronaći crnu rupu? Indirektno! Ako pronađete područje svemira u kojem je koncentrirana vrlo velika masa u malom prostoru, vrlo je vjerojatno da ste na tragu crne rupe. Kako izmjeriti mase svemirskih objekata. Ova tema će biti temeljitije obrađena u našem poglavlju o fizici (kad ono dođe na red za pisanje), pa ćemo ovdje o tome samo ukratko: Mase ovih objekata se određuju prema brzinama (određuju se iz formula za Dopplerov efekt) tijela koja se gibaju u orbiti oko njih. Veća orbitalna brzina znači jaču gravitacijsku silu koja je potrebna da zadrži tijela u orbiti.

Astronomi su do sada pronašli nekoliko desetaka objekata - kandidata za crne rupe. Postoje dvije grupe. U prvu grupu spadaju masivni tamni objekti u središtima nekih galaksija. U drugu grupu spadaju dvojni zvjezdani sustavi koji emitiraju X-zrake.

U posljednjih desetak godina otkriveno je više (8 do 1995.) galaksija sa masivnim tamnim objektima u središtu. Mase ovih objakata se kreću od milijun do nekoliko milijardi masi Sunca. Postoje barem dva razloga zašto se vjeruje da su ovo crne rupe. Prvo, teško je zamisliti išta drugo što bi bilo tako masivno i tamno. Drugo, jedina smislena teorija koja bi objasnila misteriozne objekte kao što su kvazari i aktivne galaksije zahtijeva postojanje crnih rupa u središtima tih objekata. Prema toj teoriji, sve galaksije koje su bile ili jesu aktivne moraju imati crnu rupu u svom središtu.

Novija otkrića još više podržavaju ovu teoriju. Otkrivena je bliska aktivna galaksija sa sustavom "vodenog masera" (water maser) u blizini središta. Vodeni maser je vrlo jak izvor mikrovalnog zračenja. Koristeći tehniku "very-long-baseline" interferometrije, grupa astronoma je uspjela izraditi mapu brzine gibanja plina sa vrlo finom rezolucijom. Dokazano je da je promjer tamnog masivnog objekta zasigurno manji od 1 svjetlosne godine. Drugo otkriće je još uvjerljivije. Detektirana je spektralna linija u spektru galaktičkog središta koja ukazuje na prisustvo atoma koji se gibaju brzinama od oko 1/3 brzine svjetlosti.

Kandidati za crne rupe koji se mogu pronaći u našoj galaksiji pripadaju drugoj grupi - dvojni zvjezdani sustavi. Ove su crne rupe mnogo lakše - masu su im nekoliko puta veće od Sunčeve. Ove crne rupe nastaju nakon eksplozije supernove. Pronađene crne rupe bi bilo nemoguće uočiti da nisu u parovima s drugim zvjezdama. Kod ovakvih dvojnih sustava, crna rupa isisava materijal iz svog pratioca. Taj materijal ne pada direktno prema crnoj rupi već tvori "akrecijski disk" (akrecija = sraščivanje) - ogromni vir kojim materija spiralno pada prema crnoj rupi. Materija se približavanjem crnoj rupi sve više zagrijava, te emitira velike količine zračenja, uglavnom u röntgenskom (X-) dijelu spektra.

Hawkingovo zračenje

Ništa ne može pobjeći iz crne rupe. Dakle, one su vječne?

Ne! Sedamdesetih godina prošlog (20.) stoljeća, Stephen Hawking je otkrio da bi crne rupe mogle (usljed nekih kvantno-mehaničkih efekata) emitirati zračenje i gubiti masu. Energija zračenja, nazvanog po Hawkingu, dolazi od mase crne rupe, pa se emitiranjem ovog zračenja masa crne rupe mora smanjivati. Male crne rupe brže gube masu od velikih. Teorija još uvijek ne daje odgovor što se događa u zadnjim trenucima crne rupe - da li ona potpuno nestaje ili se proces isparavanja zaustavlja u nekom stabilnom stanju. Napomenimo da je ova teorija o isparavanju crnih rupa još uvijek na klimavim nogama.

Kako crne rupe uopće isparavaju? Pretpostavljamo da niste doktorirali na temu kvantne teorije polja u zakrivljenom prostoru, pa ćemo objašnjenje drastično pojednostavniti, čak po cijenu da bude djelomično netočno. Ako niste zadovoljni njime, upišite studij fizike.

Jedna od posljedica Heisenbergovog principa neodređenosti je mogućnost kršenja zakona o očuvanju energije. Svemir je sposoban stvoriti masu i energiju od ničega, ali samo na vrlo kratko vrijeme. Uvjet je da je umnožak "posuđene" energije i vremena na koliko je ona posuđena manji od Planckove konstante (h = 6,6x10-34 Js). Jedan od oblika ove pojave se naziva fluktuacija vakuuma. Moguće je spontano nastajanje čestice i antičestice koje se vrlo brzo anihiliraju te time vraćaju posuđenu energiju. Koliko god ovo čudno zvučalo, istina je. Fluktuacija vakuuma je potvrđena i eksperimentom.

Ako jedan takav par čestica-antičestica nastane vrlo blizu horizonta događaja, može se dogoditi da jedna čestica pređe horizont događaja, a druga pobjegne. Čestica koja je pobjegla odnosi energiju crnoj rupi. Za promatrača na velikoj udaljenosti se čini da je crna rupa emitirala česticu.

Bijele rupe i crvotočine

Dosad smo razmatrali samo "obične" crne rupe - nerotirajuće i bez električnog naboja. Kod crnih rupa koje rotiraju i/ili nisu električki neutralne, stvari se bitno kompliciraju. Moguće je upasti u crnu rupu i "promašiti" singularitet u njenu središtu te iskočiti iz "bijele rupe" na nekom drugom mjestu. Ovakva kombinacija crne i bijele rupe se naziva crvotočina (eng: wormhole). Bijela rupa može biti vrlo daleko od crne rupe, pa čak i u nekom drugom svemiru tj. u dijelu prostor vremena koje je potpuno odijeljeno od našeg. Bijele rupe vas možda čak mogu odvesti i u prošlost. Usprkos teoretskoj mogućnosti postojanja crvotočina, astronomi vjeruju da one gotovo sigurno ne postoje. Ono što matematika daje kao mogućnost ipak ne mora postojati u prirodi. Čak i kad bi crvotočina nastala, ne bi bila stabilna. Vrlo mala perturbacija (kao npr. vaš prolazak) bi bila dovoljna da crvotočina kolapsira. Na kraju, ako i postoje stabilne crvotočine, vrlo su neudobne za putovanje. Zračenju koje upada u crvotočinu se znatno povećava frekvencija (a time i energija) pa biste bili sprženi X- i gama- zrakama.

(preuzeto sa http://astro.fdst.hr/index.php?p=http://astro.fdst.hr/Kozmologija/crneRupe.php)

vmirko · Upućeni član

Zanima me sta je u toj rupi, da li vodi u drugu dimenziju, ili sta se vec dogadja tamo.

m1l1ja · Početnik Domaćeg.de

Nema uvoda u neku drugu dimenziju tek tako Smile

Znaci lepo baci pogled na teoriju struna (stringova) koja tvrdi da postoji cak 11 dimenzija.

Ako je verovati Hokingu, budes li ubacen u crnu rupu bices izbacen u obliku delica (kvarkovi Smile

)

Jos nesto da dodam bez paste-ova tudjih tekstova 8)

Neko u gornjem postu je napomenuo da blizu crne rupe ne osecamo gravitaciju, zapravo paste iz teksta.

To je nemoguce, ne osecati gravitaciju. Ona se beskonacno prostire svemirom tako da zaboravite na hipoteticki 0 g (zero g).

Crne rupe odaju zracenje (II princip termodinamike) ali to zracenje jos nismo u stanju detektovati.

Postoji i drugi dokazi o postojanju crnih rupa u zvezdanim sistemima, recimo tela koja se nadju u blizini pocinju veoma brzo da rotiraju...

warshava · Početnik Domaćeg.de

znam jedino da nastaju eksplozijom zvezda ogromne mase i da se energija oslobadja u suprotnom pravcu....valja bi tako nesto Very Happy

drone · Upućeni član

dado2009 · Početnik Domaćeg.de

smatram da ovdje nema fenomena, vec je sve samo dio prirodnog procesa. nedavno sam gledao na science kanalu jednu zgodnu emisiju, u kojoj je prikazano da svaka galaksija ima crnu rupu