Les trous noirs sont l'objet le plus mystérieux de toute la science. Toutes les questions qui y sont liées sont des questions qui affectent l'univers dans son ensemble. Définir les trous noirs n'est pas facile. Selon les physiciens, ce phénomène est une sorte de produit de la gravité, qui a atteint des magnitudes colossales. En conséquence, les zones apparaissent dans l'espace si denses que même la lumière ne parvient pas à surmonter leur attraction gravitationnelle. La substance absorbée par le trou noir se réchauffe et, plongeant dans «l'abîme», commence à émettre une énergie très élevée. Ce rayonnement comprend également les rayons X, qui peuvent être détectés par des télescopes en orbite proche de la Terre.
On sait que les trous noirs «avalent» non seulement les objets physiques proches, mais aussi la lumière. Pour cette raison, ils sont invisibles; il n'est possible de détecter la présence de tels phénomènes dans l'espace que sur la base de signes indirects.
Les trous noirs apparaissent après la mort des grandes étoiles (ils sont principalement observés dans les quasars éloignés, dans les noyaux explosifs des galaxies). Les trous noirs ont un certain nombre de propriétés absolument fantastiques: les propriétés de l'espace changent à l'intérieur, le temps ralentit. Ces deux éléments fondamentaux de notre être dans une zone unique sont tordus en un entonnoir; les théoriciens croient que dans ses profondeurs l'espace et le temps se désintègrent en quanta.
En fait, nous avons affaire à un piège gravitationnel, dont il n'y a aucune issue. De plus, il manque simplement à cet abîme … la surface observée. Si les étoiles à neutrons ont de forts champs magnétiques et des pulsations strictement périodiques de rayons X, alors les trous noirs sont caractérisés par des fluctuations de rayonnement non calculables. Soit dit en passant, une autre caractéristique: ce phénomène est unique par la quantité d'énergie qui y est accumulée. Il n'y a pas d'objets dans l'univers qui en contiennent plus que les trous noirs. En fait, nous avons devant nous une source inépuisable!
Le trou noir est apparu à l'origine sur papier lorsque, au 18ème siècle, des scientifiques - Mitchell et Laplace - ont attiré l'attention sur la «prédiction» contenue dans la théorie newtonienne. Une solution mathématique à ce problème a été vue plus tard. Au début du XIXe siècle, Pierre Laplace évoque pour la première fois la possibilité théorique de l'existence de trous noirs. Dans le fameux "Cours de physique théorique", Lev Landau et Evgeny Lifshitz ont appelé cette énigme de l'Univers la plus belle de toutes les théories existantes, et Max Born l'admirait "comme une création artistique".
Cet objet évoque ce genre d'attitude chez pratiquement toute la communauté scientifique. Mais, apparemment, le physicien américain K. Thorne a exprimé le plus poétiquement: «De toutes les inventions de l'esprit humain, des licornes et chimères à la bombe à hydrogène, la plus fantastique est l'image d'un trou noir, dont rien ne peut traverser, et même la lumière en est retardée. étrangler."
À notre époque, en utilisant des télescopes orbitaux pour l'observation, les scientifiques ont établi des faits intéressants. En fait, les trous noirs sont divisés en deux types. Le premier d'entre eux comprend des objets massifs dont les dimensions sont de l'ordre de trois masses de notre étoile. Le second est le soi-disant supermassif (allant d'un million à un milliard de masses solaires). Maintenant, les spécialistes ont fixé l'emplacement d'environ 20 trous noirs massifs et environ 200 trous noirs supermassifs. En outre, environ 220 autres lieux ont été identifiés, dans lesquels ces objets peuvent être localisés.
«Le principal mystère de l'Univers» ne cesse de donner aux chercheurs des éléments de réflexion. Ainsi, de nombreuses questions se posent à propos de la découverte de petits trous noirs supermassifs. Par exemple, l'objet situé au centre de la galaxie NGC 4395 dans la constellation Canine Hounds est curieux car, contrairement aux calculs mathématiques, il émet des rayons X étonnamment intensément. Ce trou noir est aussi puissant que ses «parents» particulièrement grands au centre des autres galaxies. Mais cette «invisibilité» est plus lourde que le Soleil «seulement» 50 000 fois, alors que les trous noirs supermassifs ordinaires, en règle générale, sont des millions et des milliards de fois plus massifs que notre étoile.
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La présence de "mystères de l'Univers" de petite taille, mais surtout puissants, peut expliquer les propriétés de l'un des types de galaxies actives. On pense qu'il y a des "invisibles" en leur centre; ces galaxies sont moins brillantes que les quasars, mais émettent de grandes quantités de rayons X.
Les trous noirs supermassifs rayonnent beaucoup plus d'énergie dans l'univers que toutes les étoiles réunies. En outre, nombre de ces objets ont probablement été formés relativement récemment; les chercheurs pensent qu'au moins 15 pour cent de tous les trous noirs supermassifs sont apparus lorsque l'univers avait la moitié de son âge.
Pour le moment, les «invisibles» continuent également de croître. Au cours des deux ou trois dernières années, il est devenu clair que l'Univers est non seulement en expansion, mais aussi avec une accélération assez décente. Il est fourni par d'énormes masses invisibles de matière. Les mystérieuses «zones blanches» de l'univers produisent 30% de l'énergie grâce à laquelle l'expansion a lieu. Mais l'origine de 70% supplémentaires est encore inconnue (les scientifiques appellent cette partie «l'énergie noire de l'Univers»).
Les masses d'objets mystérieux qui se forment à la suite de l'effondrement des nuages de gaz représentent des millions à des milliards de fois la masse des étoiles. Les dimensions de ces «îlots d'obscurité» sont comparables à la taille de notre système solaire. De plus, selon les astronomes, les trous noirs supermassifs sont contenus au centre de la plupart des galaxies. La nôtre avec vous n'échappe pas non plus à la règle générale. De plus, des observations récentes d '"invisibles" supermassifs en orbite au centre de NGC 6240 (dans la constellation Ophiuchus) suggèrent qu'en cas de fusion de galaxies, leurs trous noirs fusionnent également. Ce processus prend plusieurs centaines de milliards d'années.
En fait, les trous noirs sont des éléments inexplorés de notre Univers, une sorte de «points blancs». Mais néanmoins, la physique moderne exige en fait que ce phénomène existe. Et en quantité suffisante. Et il existe en fait, de manière surprenante, de nombreuses sources galactiques actives. Dans le domaine des rayons X, on voit 10 fois plus de galaxies que dans les levés optiques les plus détaillés!
Donc, il s'est avéré que ce phénomène est assez courant dans l'Univers. Par conséquent, au cours de la dernière décennie, une nouvelle direction scientifique prometteuse a émergé: la démographie des trous noirs. Il étudie la distribution de ces objets mystérieux dans l'espace et leur interaction avec d'autres objets matériels.
Stephen Hawking - un homme qui est appelé "le scientifique le plus mystérieux de notre temps", accorde une attention particulière à l'étude des trous noirs. À propos, il est le chef du département de Cambridge, qui était autrefois occupé par Isaac Newton. Il faut mentionner ici que ce brillant physicien britannique, titulaire de 12 diplômes scientifiques, lauréat du prix Nobel (1998) et de l'Ordre d'honneur, membre de la Royal Scientific Society of Great Britain et de l'US National Academy of Sciences, souffre depuis près d'un quart de siècle d'une forme rare de sclérose atrophique, qui l'a transformé en paralyser. Hawking se déplace uniquement grâce à un fauteuil roulant avec un moteur électrique, donne des cours à l'université à l'aide d'un synthétiseur vocal électronique (son propre discours trouble n'est compris que par des professeurs proches - sa femme et ses trois enfants). Le contact du scientifique avec l'environnement extérieur est assuré par un ordinateur unique,que cet homme unique contrôle avec le seul doigt actif de sa main gauche …
Sur la base d'années de travail, Hawking a conclu que l'évaporation quantique des trous noirs est inévitable. Cela signifie que ces objets meurent. Une tentative intéressante de corréler la taille et la masse des étonnantes "taches blanches" de l'univers. En particulier, les calculs du scientifique britannique ont montré: un trou noir pesant un milliard de tonnes (la masse d'une montagne) aurait … la taille d'un neutron ou d'un proton. Au fait, le professeur est convaincu que le temps de la formation de la mystérieuse «invisibilité» dépasse la durée de vie de l'Univers lui-même! Certes, la théorie quantique des trous noirs n'existe pas encore, ce qui signifie que les processus mis en évidence par Stephen Hawking ne sont actuellement pas entièrement compris.
L'attention particulière des scientifiques au problème de l'existence de «l'invisible» s'explique par de très bonnes raisons. Relativement récemment, le télescope américain Hubble a enregistré un fait intéressant, mais pas trop agréable: le trou noir GROJ 1655-40 de la constellation du Scorpion se dirige droit vers notre Soleil. Le monstre inconnu est bien sûr loin de nous - à une distance de 6000 années-lumière. Cependant, il y a lieu de s'inquiéter. La vitesse de cet objet inspire le respect: elle est de 40 000 kilomètres à l'heure! Au cours de son mouvement, le trou noir «mange» les étoiles. Apparemment, la même chose se produira dans un avenir loin d'être brillant et avec notre propre Soleil. Et pendant que les scientifiques tentent de comprendre ce qu'est cette attaque.
Stephen Hawking, à l'été 2004, a annoncé qu'il avait complètement révélé le secret des trous noirs - le principal mystère de l'espace. Pour cela, l'astrophysicien a combiné la théorie de la relativité et la mécanique quantique en une seule théorie. Hawking soutient que les trous noirs ne sont en aucun cas d'énormes «fosses communes» d'étoiles, une sorte de substance «qui consomme tout». Dans les années 1970, le scientifique a prouvé que l'échange d'énergie entre un objet donné et l'espace extérieur est tout à fait possible. Les trous noirs - "l'endroit où le concept classique d'espace et de temps est détruit, ainsi que toutes les lois connues de la physique" - n'est pas la fin de l'univers. Ils éjectent des flux de rayons et sont des objets en évolution ordinaires.
Cependant, cette découverte a provoqué un paradoxe: le professeur britannique a assuré que l'énergie provenant du trou noir ne contient aucune "information" sur la matière absorbée. Ensuite, après l'évaporation de «l'invisibilité», il n'en reste aucune trace, donc aucune information ne reste. Et cela est contraire à toutes les lois de la mécanique quantique. Stephen Hawking tente de résoudre ce paradoxe depuis 30 ans.
Maintenant, le professeur pense que de mystérieuses «zones blanches» permettent encore à l'information de sortir; tomber dans un trou noir n'est "pas un aller simple". Selon la théorie de Hawking, les «invisibles» n'ont pas d'horizon d'événements clairement défini qui cache tout en eux du monde extérieur et ne détruit pas complètement et sans laisser de trace les corps qui tombent. Au lieu de cela, les victimes du piège gravitationnel continuent à émettre de l'énergie pendant de longues périodes pendant que le «trou noir est juste en train de se former». «Mais plus tard, l'horizon s'ouvre et libère des informations sur ce qui est tombé vers l'intérieur, afin que nous puissions vérifier le passé et prédire l'avenir», assure le scientifique. Certes, sa prochaine déclaration a immédiatement déçu les fans de science-fiction: «Si vous tombez dans un trou noir, votre énergie de masse sera renvoyée dans notre univers,mais sous une forme défigurée."
Au fait, les mystérieux «invisibles», comme il s'est avéré, sont capables de «chanter»! Autrement dit, des ondes sonores en émanent. Par exemple, un objet similaire de la constellation de Persée (à environ 250 millions d'années-lumière de la Terre) "ronronne" constamment la note correspondant au si bémol, et 57 octaves en dessous de la première octave. Qu'Est-ce que c'est? Preuve du processus par lequel le nuage de poussière entourant le trou noir est chauffé? Apparemment oui. Mais quand même, l'imagination dresse un tableau qui est très éloigné de la science: après avoir écouté une autre portion d'hypothèses et de suppositions sur sa propre personne, le grandiose «invisible» continue de rire ironiquement des scientifiques, se chantant à lui-même une simple chanson du Temps …
V. Syadro T. Iovleva O. Ochkurova