7 неща, които не знаете за черните дупки (част 3)

Продължение от част 2

6) Черните дупки могат да стават по-големи, но имат и спирачен механизъм, който да им пречи

Въпрос: Какво се случва ако две черни дупки се блъснат една в друга?

Отговор: Получава се двойно по-голяма черна дупка.

С други думи черните дупки могат да се разрастват. Всеки път когато нещо падне в тях те стават по-големи. Черните дупки могат да поглъщат всичко – от прашинки, космически кораби и астероиди до планети, звезди и дори други черни дупки.

Смята се, че рано в историята на Вселената, когато галактиките са започвали да се формират, материята в техните центрове понякога се е сгромолясвала върху себе си, формирайки масивна черна дупка. Колкото повече материя падала в черната дупка, толкова по-голяма ставала тя. В един момент се получава супер масивна черна дупка с маса, достигаща до милиарди пъти тази на Слънцето.

Както знаем обаче, падайки в черната дупка материята започва да се нагорещява. Тя би могла да развие такива температури, че само натискът на излъчваната светлина да е достатъчен да „отвее“ материята, която е по-далеч в обратната посока на черната дупка. В даден момент черната дупка може да стане толкова огромна, че това отблъскване да е достатъчно силно, за да  не позволява на материята да премине хоризонта на събитията и да падне в черната дупка. Това практически е един естествен предпазен клапан, който не разрешава на черната дупка да продължи да расте със същите темпове.
Не само това, но и с времето газовете и прахта намиращи се около черната дупка, могат да започнат да формират звезди. Газовите облаци могат лесно да преодолеят защитния клапан и все пак да паднат в черната дупка, но за звездите това е много по-малко вероятно.
По тази причина в даден момент черната дупка спира да расте, просто защото нищо вече не пада в нея. Смята се, че и нашата галактика е формирана при подобен процес.

7) Може да има черна дупка с ниска плътност

Всички очакваме черните дупки да бъдат изключително плътни. Все пак те трябва да съдържат масата на звезди почти в една точка.

Това не винаги е точно така.

Както знаем, когато масата на черната дупка нараства, хоризонтът на събитията също нараства. Това се дължи на простото правило, че колкото повече е масата, толкова по-силна е гравитацията. Ако човек обърне внимание на математическата част, ще забележи, че масата на черната дупка и радиусът на хоризонтът на събитията са право пропорционални.

Това всъщност е нещо доста странно. Защо?

Обемът на сферата зависи от радиусът и на трета степен. Когато радиусът на сфера се удвои, обемът на сферата се умножава по 2 три пъти, или с други думи обемът и нараства с 2 по 2 по 2 пъти т.е. с 8 пъти. Когато радиусът на сферата се увеличи 10 пъти, то нейният обем нараства с 10 на трета степен или иначе казано с 1000 пъти.

Нека си го представим с топки пластелин. Ако имаме две топки пластелин с еднакви размери и ги съберем в една, получената топка няма да изглежда двойно по-голяма от началните две. За да получим топка от пластелин с двойно по-голям радиус от началните, ще трябва да съберем в едно не 2, а 8 такива топки.

Когато масата на дадена черна дупка се удвои обаче, радиусът на нейният хоризонт на събитията също се удвоява. Това означава, че в рамките му има двойно повече материя поставена в 8 пъти по-голям обем. Съответно плътността на черната дупка би намаляла с 4 пъти.

При повечето черни дупки концентрацията на материя зад хоризонта на събитията все пак е изключително висока. Ако масата на Слънцето беше черна дупка, то радиуса на хоризонта на събитията би бил 9 километра. Това би означавало изключително висока плътност – 2 x 10¹⁵ грама на кубичен сантиметър. Ако удвоим масата, плътността става 4 пъти по-малка и хоризонтът на събитията става 18 километра. Ако имаме черна дупка с маса един милиард по-голяма от тази на Слънцето, плътността става около 0.001 грама на кубичен сантиметър, което е плътността на въздуха, а хоризонта на събитията би се простирал до Нептун. Черни дупки с подобни размери съществуват в центровете на повечето галактики, включително и на нашата.

Стряскащата и объркваща мисъл в случая е, че ако опънем един огромен балон около орбитата на Нептун и го напълним с въздух, това всъщност ще е черна дупка. Ако нашата Слънчева система беше пълна с въздух щеше да е една огромна черна дупка.

Ако тази статия Ви харесва, помогнете ни да я популяризираме чрез бутончетата за споделяне отдолу. Благодарим Ви!

Последвайте ни във Facebook