Găurile negre sunt înfricoșătoare, iar unele dintre cele mai interesante și misterioase obiecte din Univers. Dar ce este o gaură neagră? Găurile negre sunt în esență obiecte în spațiu extrem de masive și dense încât nimic nu poate scăpa de atracția lor gravitațională, inclusiv de lumină (motiv pentru care sunt numite negru găuri). Acest lucru duce la unele scenarii interesante cu privire la fizica din zona imediată care înconjoară o gaură neagră.
Teoria relativității generale postulează că orice lucru cu masa curbește țesătura spațiului, iar această curbură este ceea ce știm ca gravitate. Cel mai popular (și foarte descriptiv) exemplu pentru a ilustra cum funcționează acest lucru este cel al unei foi de cauciuc. Imaginând că aveți o foaie mare de cauciuc întins care este întinsă în mod rezonabil învățat. Această foaie reprezintă o reprezentare în două dimensiuni a materialului spațiului (care are trei dimensiuni, dar pentru simplitatea și ușurința ilustrării vom folosi două). Dacă așezați o marmură mică pe foaie, aceasta va face o mică indentare în cauciuc. Imaginați-vă că marmura este o planetă și, dacă aveți unul dintre aceste marmură cu dungi, din sticlă, poate chiar să semene cu Jupiter. Rulând o mică pietricică (care creează propria sa, foarte mică indentare) de marmură, puteți observa veers de pietricele spre indentarea marmurei. În esență, marmura trage micul pietricel spre ea din cauza gravitației sale.
Acum, dacă așezați o minge de bowling pe foaie, care este mult mai masivă, creează o indentare mult mai mare, care probabil ar prinde pietricelul în timp ce se rulează. Mingea de bowling ar reprezenta foarte bine ceva ca o stea din acest exemplu. O gaură neagră este toată masa unei stele, dar într-un spațiu foarte mic, suficient pentru a indenta foaia de cauciuc suficient încât să nu se rostogolească prin indentarea găurii negre la o anumită distanță - oricât de repede o vei face să meargă - pot scăpa. Zona din jurul unei găuri negre din care nu poate scăpa nimic se numește orizontul evenimentului și cât de mare este această zonă depinde de dimensiunea găurii negre în sine.
O gaură neagră stelară se formează atunci când o stea care are un nucleu de peste 3 mase solare ajunge aproape de sfârșitul vieții sale, iar procesele de fuziune în interiorul stelei nu mai împing suficient în afară de tracțiunea în interior a gravitației, ceea ce face ca steaua să implodeze . Odată ce materia din stea este comprimată până sub o anumită rază - numită Radius Schwarzschild după matematicianul care a formulat-o - se formează o gaură neagră.
Găurile negre supermasive sunt cele care se formează în centrul galaxiilor și pot varia în miliarde de mase solare. De exemplu, gaura neagră super-masivă din centrul Căii Lactee are o masă de aproximativ 40.000 de Sori, iar materia care o înconjoară - numită „disc de acumulare” - este de 4 miliarde de Soare. Cum se formează găurile negre supermasive? Iată un articol excelent și detaliat despre găurile negre super-masive, care trece peste unele teorii concurente despre formarea lor.
Găurile negre au dimensiuni diferite în funcție de masa lor. De exemplu, dacă Soarele ar deveni o gaură neagră (totuși, pentru că nucleul este mult prea mic), raza găurii negre ar fi de aproximativ 3 km (1,86 mile). Dacă, printr-un set ciudat de circumstanțe, Pământul ar fi compactat într-un spațiu mai mic decât raza sa Scwarzschild, gaura neagră ar avea aproximativ dimensiunea unei arahide.
În centrul unei găuri negre se află ceea ce se numește singularitate, unde masa găurii negre este comprimată la un volum de zero, iar capacitatea relativității generale de a descrie ceea ce se întâmplă aici se descompune.
De unde știm că există găuri negre dacă nu emite lumină? Dovada pentru găurile negre stelare vine din observarea interacțiunilor lor în sistemele binare, iar găurile negre supermasive pot fi observate folosind telescoape cu raze X, precum și prin gravitația pe care o exercită asupra stelelor dintr-o galaxie.
Pentru a afla mai multe despre găurile negre, există destul de multe resurse pe web. Pentru început, Hubblesite are o enciclopedie excelentă, la fel și Stardate.org. De asemenea, puteți consulta restul secțiunii noastre cu privire la găurile negre din Ghidul spațiului sau puteți asculta mai multe episoade de la Astronomie Cast pe subiect, cum ar fi Episoadele 18, sau întrebările apar pe găurile negre.
Surse: NASA: Blackholes, NASA: Stars, Hyperphysics
