Znate li što je crna rupa? Mnogoj djeci zanimljiv je koncept crne rupe, odnosno crne jame, stog pitaju razna pitanja na koja ponekad ni ne znamo odgovor. Istina je, zapravo, da i odrasli često ne razumiju crne rupe u potpunosti. Ovaj svemirski objekt ogromne gravitacije zapravo je prava misterija, a u današnjoj objavi pokušat ćemo vam malo približiti o čemu se tu zapravo radi.
Što je uopće crna rupa?
Crne rupe najčudniji su objekt u svemiru. One nemaju površinu, poput planeta ili zvijezde. Zbog toga je zbunjujuće razgovarati o njima – kako da si onda predočimo što je zaista crna rupa kada ne znamo niti koliko je velika? Crna rupa zapravo je područje svemira u kojemu se materija urušila u sebe. Definicija je dosta apstraktna i zvuči kao nešto iz filma na temu neke znanstvene fantastike, a ipak se radi o stvarnosti.
Jedan od najzanimljivijih koncepata u vezi crne rupe jest da ona uopće nije rupa! Ona je, može se reći, golema masa u beskonačno sitnom prostoru. Mnogi o crnoj rupi vole misliti kao o nekom portalu kroz koji prolaze drugi svemirski objekti.
Gravitacijska sila u području crne rupe toliko je moćna da joj ništa ne može pobjeći – čak ni svjetlost. Možemo li onda vidjeti crnu rupu? Crna rupa guta svjetlost, što znači da je zapravo vrlo tamna i lakše ju je pronaći tako što promatramo učinke. Iako se crne rupe ne mogu vidjeti, znamo da one imaju interakciju sa svemirskom prašinom, zvijezdama i galaktikama u blizini.
Zašto se ne mogu vidjeti?
Već smo spomenuli da su crne rupe praktički nevidljive zbog toga koliko su tamne, a i prostor oko njih je taman. Teleskopi s posebnim alatima mogu pomoći u pronalaženju crnih rupa zato što zvijezde u blizini crne rupe imaju drukčije kretanje. Kada se crna rupa i zvijezda nalaze blizu, stvara se energično svjetlo koje se ipak može opaziti.
Na rubu same crne rupe nastaju razni kvantni efekti kao rezultat emisije čestica i antičestica. Danas se pretpostavlja da svaka crna rupa emitira Hawkingovo zračenje (nazvano po Stephenu Hawkingu) i ono bi objasnilo kako jedna crna rupa gubi energiju i potencijalno može nestati.
Koje vrste crnih rupa postoje?
Generalno se crne rupe razvrstavaju u dvije kategorije: zvjezdane crne rupe i supermasivne crne rupe. Zvjezdane crne rupe nastaju, pogađate, urušavanjem zvijezda vrlo velike mase. Što znači “vrlo velika masa”? Zamislite masu Sunca i pomnožite istu s 20. Tako ste dobili tek minimalnu masu jedne potencijalne crne rupe. Kad zvijezda takve mase eksplodira, nastaje supernova i njen se sjaj progresivno povećava, isto kao i brzina.
Supermasivne crne rupe su, jasno je, milijun do milijardu puta veće mase od mase Sunca. Naravno, ovakve je veličine vrlo teško predočiti i uopće zamisliti o čemu se točno radi. U našoj Mliječnoj stazi postoji Sagittarius A* za kojeg se smatra da je supermasivna crna rupa zbog količine radiovalova koje emitira.
Koja nam je najbliža crna rupa?
Sad kad ste čuli o crnim rupama, vjerojatno je u vama nastala i znatiželja. Je li moguće da crna rupa u blizini Zemlje proguta Zemlju? Možemo li samo nestati ako nas ti “portali” usisaju? Zemlji najbliža crna rupa naziva se Cygnus X-1i nalazi se u zviježđu pod imenom Labud. Njena je radijalna brzina vrtoglavih 13 kilometara po sekundi.
Oko ove crne rupe postoji i nešto što se naziva akrecijski disk za kojeg se smatra da je nastao tako što ovaj svemirski div privukao veliku količinu zvjezdanog vjetra. Zvjezdani vjetar zapravo je plazma, a akrecijski disk zapravo je plazma koja se oblikovala u disk zbog velike kutne količine gibanja.
Koliko su velike crne rupe?
Crne rupu mogu biti različitih veličina, a kao što smo već spomenuli, mnoge od njih imaju dvadesetak puta veću masu od Sunca. Takva zvijezda zatim eksplodira, a ono što je ostalo od eksplozije zvijezde i još nekih solarnih masa sruši se na područje uglavnom nekoliko kilometara od eksplozije. Termin “srušiti” možda nije i najbolji jer se radi o rušenju na neki prostor plinova i plazme, ali poslužit će.
Znanstvenici smatraju da su najmanji crni otvori veličine jednog atoma. Takve crne rupe su veoma male, ali imaju masu velike planine. Masa je količina materije ili stvari u objektu. To je dosta zbunjujuć koncept, a najbliže objašnjenju dolazimo kad spomenemo da je gustoća ovih objekata beskonačno velika.
Većina galaksija, uključujući Mliječni put, imaju svoje supermasivne crne rupe i to nije nešto neobično.Takve crne rupe mogu biti milijardu puta teže od našeg Sunca, što smo već i spomenuli. Ono što nismo spomenuli jest da supermasivne crne rupe mogu biti i moćne aktivne galaksije, odnosno drevne galaksije poznate kao kvazari.
Kvazari mogu biti stotinu puta svjetliji od najvećih običnih galaksija. Znanstvenici su pronašli dokaze da svaka velika galaksija sadrži supermasivnu rupu u svome središtu, a supermasivna crna rupa Mliječne staze ima masu kao 4 milijuna Sunca zajedno.
Što bi se dogodilo da je Sunce crna rupa?
Zamislimo prvo, teoretski, što bi se dogodilo kad bi Sunce, velika i bitna zvijezda Mliječne staze, zapravo bila crna rupa. Zanimljivo je za početak zaključiti da bi njen gravitacijski utjecaj na Zemlju bio isti. Mnogi misle da, kad bi Sunce bilo crna rupa, Zemlja bi odmah nestala i to bi bio kraj ljudskog postojanja.
Ipak, situacija je takva da gravitacijska sila ovisi o masi planeta te njegovoj udaljenosti od drugog objekta, a ne veličini. Zbog toga crne rupe imaju ogromnu gravitacijsku silu – imaju ogromnu masu. Zemlja se nalazi na sigurnoj udaljenosti od Sunca i, kada bi ono zaista bilo crna rupa, ne bi se dogodilo ništa strašno. Mjesec, s druge strane, bio bi opasna crna rupa samo onima koji se zapute u Svemir i imaju priliku osjetiti gravitacijsku silu izbliza.
Najveći problem bila bi činjenica da Sunce više nije zvijezda koja emitira svjetlost. Dan i noć više ne bi postojali, a hladnoća koja bi prekrila Zemlju svakako bi bila kobna po život na Zemlji. Ipak, Sunce nije dovoljno veliko da bi uopće imalo opciju pretvaranja u crnu rupu.
Može li crna rupa uništiti Zemlju?
Zemlja neće upasti u crnu rupu jer nijedna crna rupa nije dovoljno blizu Sunčevom sustavu. Čak i ako bi crna rupa s istom masom kao Sunce zauzela njegovo mjesto, Zemlja i dalje ne bi upala u nju. Zemlja i ostali planeti bi se nastavili kretati orbitom crne rupe kao što to sada čine sa Suncem.
Ipak, što ako do Zemlje “dopliva” neka crna rupa ogromne mase? Jako je teško odgovoriti na pitanje što bi se točno dogodilo, ali danas postoje brojna nagađanja i računalne simulacije koje pokušavaju dati odgovor na ovo pitanje. Ideja je zapravo ta da bi crna rupa koja se približava našoj galaksiji već po putu promijenila sve putanje kretanja planeta u Mliječnoj stazi.
Neki od planeta završili bi van naše galaksije, neki bi bili rastrgani, a neki usisani. Tada se povećava i šansa udara asteroida ili meteora u Zemlju, ali znanstvenici danas vjeruju da zapravo ne bismo bili usisani, već prije toga rastrgani. Ostaci i komadići dovoljno blizu obzora same crne rupe bili bi usisani, a ostali bi plutali po Svemiru u potpuno promijenjenom obliku.
Prava istina je da bi se približavanjem crne rupe dogodile tolike promjene u gravitaciji, brzini svjetla i fizikalnim zakonima da je jako teško zaključiti što bi se točno dogodilo sa Zemljom… Naravno, život na Zemlji više ne bi postojao i ne bi bio moguć, ali to su scenariji koje ne možemo kontrolirati. U okolini Zemlje danas ne postoje velike crne rupe o kojima valja brinuti.
Kako NASA proučava crne rupe?
Ime crna rupa sugerira kako se radi o nečemu praznom i, iako crna rupa izvana zaista izgleda prazno, ona je beskonačne mase i gustoće. Kako promatrati tako čudnu pojavu? Već smo spomenuli da boja crne rupe nije od velike pomoći i da je vrlo teško promotriti bilo kakvo kretanje tolikih brzina, ali ono što možemo jest promatrati interakcije crne rupe s okolinom i učinak svjetlosti.
Čak je i Einstein sa svojom teorijom relativnosti shvatio da zvijezda koja umire ostavlja za sobom gustu masu i proizvodi ogromnu količinu svjetlosti pri tom izgaranju. Crne se rupe ne mogu promatrati teleskopima namijenjenim za gledanje x-zračenja, svjetla ili neke druge vrste elektromagnetskih valova.
Najpouzdaniji način za zaključiti da se negdje nalazi crna rupa jest promatrati okolinu neke “čudnoponašajuće” zvijezde ili mase. Zbog toga se klasični teleskopi mogu koristiti za promatranje drugih zvijezda i masa oko crne rupe i na taj način možemo otkriti kada je neka masa “progutana”.
Kada vidimo gomilu objekata koji kruže oko “ničega” ili odjednom ogromnom brzinom nestaju te se pri tom emitira određeno zračenje, najvjerojatnije smo uspjeli locirati crnu rupu. Zanimljiv je i pojam “špagetifikacije” koji znanstvenici koriste kako bi opisali efekt snažnih gravitacijskih polja na objekte koji se izdužuju i polako postaju slični, pogodili ste, špagetima.
Zanimljivo je da danas NASA koristi satelite i teleskope koji putuju u svemir jer je to jedan od najboljih načina da otkrijemo mnogo o crnim rupama. Što ako neka crna rupa usisa teleskop? Pa, ako ništa, znat ćemo da postoji i koje su njene koordinate otprilike. Ove svemirske letjelice pomažu znanstvenicima odgovoriti na pitanja o svemiru, a kao što ste mogli zaključiti, ova pitanja nikad ne postaju jednostavna.
