Czarne dziury

Zanim przejdę do opisów ... Przyznaję, że temat nie był łatwy, zważywszy na to, że wypada rozumieć to, o czym zamierza się napisać, aby było to w miarę sensowne. Do tego, że przy pierwszym podejściu nie mam zielonego pojęcia o co chodzi - zdążyłam się już przyzwyczaić - w końcu uczę się fizyki już piąty rok. Cóż, Niektórzy zwykli mawiać, że
"FIZYKA JEST PIĘKNA BO JEST PROSTA", ale mi pozostaje jedynie kilka razy przeczytać to samo i mieć nadzieję, że ponieważ naturalnie "WYOBRAŹNIA JEST WAŻNIEJSZA OD WIEDZY" to moja wyobraźnia da o sobie znać ... 
A trzeba przyznać - tutaj faktycznie hasło numer 2 jest bardzo przydatne.

Najprościej o czarnej dziurze napisać można, że jest ona "prostą i nieuchronną konsekwencją dwóch faktów:istnienia grawitacji, czyli siły powszechnej i zawsze przyciągającej, oraz tego, że nic nie może się poruszać z prędkością większą niż światło." Teraz wyobrazić sobie trzeba, że utknęło się na jakiejś plancie i aby ją opuścić, trzeba wystrzelić się w górę. Jeśli prędkość początkowa będzie wystarczająca to uda nam się całkowicie oderwać od planety. Prędkość ucieczki zależeć będzie od masy planety i jej rozmiarów. Jest ona tym większa im większa masa i mniejszy promień tzn. im gęściej "upakowana" jest materia. Czarna dziura to ciało, które kurczy się do takich rozmiarów aby prędkość niezbędna do tego aby je opuścić przekracza prędkość światła. W takiej sytuacji ani światło, ani nic innego nie może się od niej oderwać.

W roku 1915 dokonała się w fizyce wielka rewolucja - za sprawą Alberta Einsteina. Ogłosił on równania swojej teorii grawitacji, bardziej znane pod nazwą Ogólnej Teorii Względności. Efektem pracy Einsteina była gruntowna rewizja dotychczasowych poglądów na temat struktury czasu i przestrzeni. Jego teoria nie przewidywała jednak istnienia czarnych dziur a jedynie dopuszczała ich istnienie jako załamanie czasoprzestrzeni pod wpływem masywnego ciała. Jednym z rozwiązań równań Einsteina jest zupełnie zwariowany obiekt, którego cała masa skupiona jest w jednym punkcie(zwanym osobliwością) a geometria czasoprzestrzeni zabrania ucieczki czemukolwiek, co znajdzie się w odległości mniejszej niż tzw. promień Schwarzhilda*.

Jak czarne dziury mogą powstawać? Wiadomo, że jest to masywny obiekt, który generuje takie pole grawitacyjne, że aby z niego uciec trzeba się poruszać z prędkością światła. Jeśli czarna dziura ma jeszcze większą masę to nic nie jest w stanie się z niej wydostać, nawet pojedynczy foton światła. Jak odkrył Hubble wszechświat nieustannie rozszerza się z dużymi prędkościami. Jest to następstwem oddalania się od siebie niezliczonej ilości galaktyk. Gdyby było tak do końca, kosmos stawał by się coraz zimniejszy i pusty, doprowadziłoby to do jego śmierci. Jest jednak siła, która może zwolnić a nawet powstrzymać tę ekspansję. To siła grawitacji. Nawet po śmierci gwiazdy, jej oddziaływanie trwa nadal. Astronomowie przypuszczają, że te martwe obiekty (czarne dziury)mogą kształtować przyszłość wszechświata. W cyklu śmierci gwiazdy, wyróżnia się następujące jej postacie:
- biały karzeł jest to pozostałość po "zmarłej" gwieździe. To jądro gwiazdy wielkości Słońca, które zapadło się pod wpływem działania siły ciężkości, gdy wypaliło się jej paliwo. Ma ono tak wielką gęstość, że jego materia wielkości kostki cukru ważyłaby na Ziemi tonę. Biały karzeł stygnie coraz bardziej, gdyż nie ma źródła energii. Może on jedynie wypromieniować swoje ciepło w przestrzeń kosmiczną. Z upływem lat stygnie, aż wreszcie staje się bryłą zimnego żużlu.
- Niektóre gwiazdy, dużo większe od słońca, kiedy osiągają kres swojego życia, wybuchają w eksplozji nazywanej SUPERNOWA. Jądro gwiazdy pod wpływem siły wybuchu , zaczyna się kurczyć, tworząc jakby olbrzymie jądro
- atomu. Wytwarza ona pole magnetyczne miliony razy większe od ziemskiego. Gwiazda ta wiruje ... Podczas tego procesu wytwarza skupioną wiązkę promieniowania, która jak latarnia morska omiata przestrzeń. Z powodu pulsujących sygnałów, gwiazdy te otrzymały nazwę pulsarów.
- Po wybuchu jeszcze cięższych gwiazd (ok. 20x) pozostaje czarna dziura, obiekt, którego siła ciężkości jest tak ogromna, że nic nie może z niego uciec.

Gdybyśmy chcieli odwiedzić czarną dziurę ... co stałoby się wtedy ?
Jest to wręcz nieprawdopodobna teoria. Niektórzy twierdzą, że te obiekty są tunelami do innego wszechświata (!!!), ale nie stabilnymi ... Najmniejsze zakłócenie spowodowałoby ich odcięcie, i niemożliwością stałoby się przedostanie przez nie. Czarna dziura zakłóca czas w taki sposób, że jeśli dla kogoś kto do niej wpada upływają dwie sekundy, to na zewnątrz mija cała wieczność. W środku panuje koniec przestrzeni i czasu, po prostu ... koniec wszystkiego.

W roku 1970 Hawking teoretycznie przewidział, że czarne dziury mogą parować. Okazuje się, że aby czarna dziura o masie 4 mas słońca wyparował, to musi upłynąć 10 lat
gdy czas życia wszechświata to 10 lat! Im mniejsza masa, tym szybciej paruje im większa - tym wolniej.

Końcowe produkty ewolucji gwiazd to - biały karzeł(od 0,2 do 1,5 mas Słońca, promień gwiazdy:od 5000 do 10 000 km, gęstość : 1t/1cm ) - nie jest to czarna dziura
- gwiazda neutronowa (powstaje w wyniku wybuchu supernowej, masa: do 3 mas słońca, promień ok. 10km, średnia gęstość:1mld/1cm
- czarna dziura powstaje w wyniku zapadnięcia się w sobie gwiazdy neutronowej
masa:powyżej 3 mas słońca, promień:kilka km, gęstość:nieokreślona do nieskończoności.


*PROMIEŃ SZWARZHILDA - nazwany na cześć człowieka, który rozwiązał równania grawitacyjne czarnej dziury - wyznacza sferę wokół osobliwości oddzielającą nasz świat od tego co jest "w środku" dziuryPowierzchnia tej sfery zwana jest horyzontem i taką właśnie funkcję pełni: spoza horyzontu niczego nie można dostrzec. A jeśli już coś pod ten horyzont wleci to już się nie wydostanie. W tym sensie czarna dziura jest "żarłoczna" gdyż pochłania wszystko co w nią wpadnie. Dotyczy to tylko ciał, które znajdą się w jej bezpośrednim pobliżu gdyż z dużej odległości czarna dziura oddziałuje grawitacyjnie dokładnie tak samo jak każda inna gwiazda.