Теорията на относителността и черни дупки в космоса

Черните дупки в космоса са един от най-удивителните феномени на Вселената, известни на съвременната наука. Тяхното съществуване е предвидено от Алберт Айнщайн през първата четвърт на 20-ти век.

Теория на относителността, свързване на пространството и времето

Дори в края на XIX век физиката се смяташе за практически изтощена наука. Изглежда, че учените са решили всички загадки от естествена природа и устройството на околните светът е на път да бъде напълно обяснен в рамките на съществуващите концепции за науката. Както се оказа, Вселената представи удивително неочаквани новини за физиците. Младите по това време науката - термодинамиката - открила, че разпространението на светлината не се дължи на класическите закони на Нютоновата механика. Тази задача заема умовете на учените по целия свят. За да го реши, беше възможно младият служител на патентното бюро от Швейцария. Името му беше Алберт Айнщайн. Картината на създадения от него свят - теорията на относителността - напълно промени идеята на човечеството за структурата на Вселената. Сред всички останали последици от теорията на относителността, една неразделна връзка между пространство и време е забележително заключение. Без да влязат в подробности, можем да кажем, че скоростта на потока от време за конкретен човек (или всеки обект - референтната рамка) е тясно свързана със скоростта на движение в космоса. При наличните дневни скорости това е напълно незабележимо. Ако обаче ускорите тялото до скорост, близка до скоростта на светлината, ще започнат чудеса - времето буквално ще се забави. Тази идея се прилагаше многократно научна фантастика XX век.

Изкривяване на пространството и времето, черни дупки в космоса

Друго интересно заключение на Айнщайн е фактът, че пространството и времето могат буквално да се наведат под действието на гравитационните сили. Това означава, че времето тече по-бавно не само за бързо движещ се обект, но и за много масивни тела. И колкото по-близо до него, толкова повече време забавя.

Въпреки това може да звучи парадоксално, но на първия етаж на небостъргача времето е по-меко, отколкото на двадесети. Но отново, поради относително малките пространствени измерения на Земята, ние никога не забелязваме това. Разликата е милион от секундата. Така че има кривина на пространството. Той просто се огъва в посока към масивното тяло, буквално го издърпва към себе си със своята гравитация. От този факт вече произтича, че могат да съществуват черни дупки в пространството. Възможността за такива тела се предполага още преди откриването на теорията за относителността от учен от 18 век от Джон Мичъл. Първият обаче, който доказва това въз основа на уравненията на Айнщайн, е друг германски учен Карл Шварцшилд.

Първото практическо потвърждение на теорията на кривината на пространство на Айнщайн бе потвърдена през 1919 година, когато английският астроном Артър Едингтън потвърди, че с оглед на далечни звезди, преминаващи близо до Слънцето, те наистина се наведе. Това е толкова масивно тяло, че не просто огъва до себе си всички тела и светлинни лъчи, които минават през него, но и ги привлича към себе си. На Земята, за да изпратим тялото в космоса, е необходимо да му дадем скорост от 11,2 километра в секунда. Това се нарича бързина. Но на по-тежка планета, като Юпитер, това ще отнеме много скорост и съответно много енергия. И представете си, че черните дупки в космоса са толкова плътени обекти, че тяхната скорост на бягство е над 300 000 км / сек. Това означава, че светлината не може да ги преодолее атракция. И ако една черна дупка в космоса не излъчва светлина, нищо не може да се измъкне от нея. Тъй като според теорията на относителността скоростта на светлината е най-голямата възможна скорост в природата.

Модерен поглед в космоса. Черни дупки на картите на астрофизиците

Днес учените са открили повече от хиляда предмети в звездното небе, които се считат за черни дупки. Трудността на тяхното точно определение е, че тези обекти не могат да бъдат наблюдавани директно. Те могат да се видят само от поведението на съседите небесни тела. Така че, в центъра на повечето галактики има огромни маси на черни дупки, около които се въртят милиарди звезди. Включително нашата Млечният път.