Dolgo se je zdelo, da skrivnostne črne luknje obstajajo izključno v glavah teoretičnih fizikov. Zdaj je po zaslugi dosežkov sodobne znanosti postalo jasno: resnično obstajajo. 14. septembra 2015 so gravitacijski valovi prvič oscilirali prostor-čas v ameriških LIGO detektorjih. Dokaz valovanja vesolja in časa, ki ga je Albert Einstein (1879–1955) napovedal 100 let prej, je hkrati eksperimentalni dokaz fizičnega obstoja črnih lukenj.
Prvi izmerjeni signal GW150914 je nastal iz dveh črnih lukenj s 36 in 29 sončnimi masami, ki sta nekoč obkrožali drug drugega v obliki binarnega zvezdnega sistema, dokler se nista končno združila v objekt 62 sončnih mas.
Nekaj mesecev kasneje so raziskovalci iz podobnega sistema posneli gravitacijske valove iz vira GW151226. Ti dogodki so močno pretresli strukturo prostora-časa. In na impresiven način so potrdili obstoj te neznane kozmične pošasti.
Toda kaj je navadnemu človeku znano o črnih luknjah? Le nekaj dejstev, ki smo jih nekoč izvedeli v pouku astronomije. Poskusimo nadoknaditi to vrzel v znanju. Predstavljamo vam prvih 10 zanimivih dejstev o črnih luknjah v vesolju.
10. Lahko je neskončno veliko
Črne luknje velike velikosti lahko dosežejo od 105 do 1010 sončne mase. Še vedno ni jasno, kako so nastali in se razvijali. Raziskovalci predlagajo, da je skoraj vsako središče galaksije supermasivna črna luknja.
V to kategorijo s 3,6 milijona sončnih mas spada tudi črna luknja, ki se nahaja v središču Mlečne poti. Če je črna luknja obkrožena z vrtečim se plinskim prahom, potem se lahko zadeva segreje in začne močno svetiti. Takšne pojave imenujemo Seyfertova galaksija ali kvazar.
9. Komaj so opazne
Črne luknje je težko najti, ker ne oddajajo svetlobe. Prehodni žarki svetlobe odstopajo od svoje orbite zaradi ogromne sile gravitacije. Obstajajo tudi črne luknje, ki "spijo" in postanejo aktivne šele, ko se zadeva približa.
Ker črne luknje absorbirajo vso svetlobo, kot to počnejo številni svetleči vesoljski objekti, jih astronomi ne morejo neposredno določiti. Toda obstaja nekaj tipk, ki kažejo na prisotnost črne luknje.
Po eni strani močna gravitacija črne luknje privlači vse okoliške predmete. Astronomi uporabljajo ta zmotna gibanja, da sklepajo o prisotnosti nevidne pošasti, ki se skriva v bližini.
Ali pa se predmeti lahko vrtijo okoli črne luknje in astronomi lahko iščejo zvezde, ki se zdijo, da se sploh ne premikajo, da bi našli verjetno kandidata za naslov črne luknje. Tako so astronomi v poznih 2000-ih letih Strelca A opredelili kot črno luknjo.
8. Črne luknje - velikanski sesalniki
Nekateri znanstveniki imenujejo črne luknje velikanske grozde snovi na zelo majhnem prostoru. To tudi priznavajo črne luknje delujejo kot super močan sesalnik za vesolje.
Privabijo materijo, nato pa jo neusmiljeno absorbirajo, kot mesojedo rastlino v globokem zračniku. Ujamejo tudi zvezde, ko padejo v privlačno območje tako črne luknje. V tem primeru se zvezdna snov vrti okoli črne luknje, segreva in sveti, preden izgine vanjo.
Leta 2010 so raziskovalci s teleskopom opazovali, kako velikanska črna luknja dobesedno strga zvezdo.
7. Vplivajte na čas
Po Einsteinovi teoriji relativnosti čas za različne opazovalce teče drugače. Pri hitrostih, ki so blizu hitrosti svetlobe, čas za gibljivo telo teče počasneje. Se pravi, hitrost svetlobe je absolutna vrednost, ki jo je nerealno doseči, čas pa je vedno sorazmeren.
Nekoč je Einstein ugotovil, da se gravitacija pojavi kot posledica ukrivljenosti prostora in časa. Takšno pravilnost je poimenoval splošna teorija relativnosti. V ukrivljenem prostoru in času se vsi elementi premikajo po najkrajši poti.
Splošna teorija relativnosti kaže, da je hitrost časa neposredno odvisna od gravitacijskega polja.
Črne luknje imajo tako veliko maso, da se prostor-čas upognejo tako, da se v njem zgodi izpad brez dna. Zato je, ko se tam vrne, že nerealno.
6. Vrzite snov v vesolje
Črne luknje so tudi neke vrste vsejedi jedci, ki pogosto oddajajo svojo lokacijo. Ko pritegnejo okoliške zvezde, njihove močne gravitacijske in magnetne sile pregrevajo vpadni plin in prah, zaradi česar sevajo sevanje. Del te svetleče snovi zajema črno luknjo v vrtinčatem območju, ki se imenuje akrektni disk.
Ob tem pa zadeva, ki začne padati v črno luknjo, tam nujno ne ostane. Črne luknje lahko včasih vržejo padajoči zvezdni prahga spremeni v nekakšne mogočne sevalne sestre.
5. Ne lijaka, ampak krogle
V večini učbenikov in priročnikov za astronomijo so črne luknje prikazane kot tokovi. To je zato, ker so prikazane z vidika gravitacijskega vodnjaka. Pravzaprav črne luknje v svoji obliki spominjajo na kroglo.
4. Zakaj so črne
Kljub temu, da črna luknja ni pomembna, ima površino - "obzorje dogodkov". V nekem smislu je to omejevalnik, skozi katerega nič ne more prodreti navzven - niti radijski signal, niti delci svetlobe, ki se vrtijo z ogromnimi hitrostmi. Od tod je prišla beseda "črna".
3. V središču ne veljajo zakoni fizike
Če se vrti črna luknja, se njeno obzorje dogodkov rahlo deformira. Vendar se prostor in čas njegovega neposrednega okolja in zadeva, ki se tam nahaja, vrtita z njim. To območje vpliva črne luknje imenujemo ergosfera in ima obliko elipsoida. Zadeva, ki je nekoč vstopila vanj, ni nujno, da se globoko zatakne v prostor-čas, ampak se najprej vrti z njo.
2. Niti ena črna luknja ni podobna drugim
Supermasivne črne luknje, ki jih predvideva Einsteinova splošna teorija relativnosti, imajo lahko maso, enako milijardam soncev; te vesoljske pošasti se verjetno skrivajo v središčih večine galaksij.
Mlečna pot vsebuje svojo supermasivno črno luknjo v središču, znano kot Strelec A, ki je več kot štiri milijone krat večja od našega Sonca.
Drobni člani družine črnih lukenj so še vedno teoretični. Ti majhni vrtinci teme so lahko zaživeli kmalu po tem, ko je Vesolje nastalo kot posledica velikega trema pred približno 13,7 milijarde let, nato pa hitro izhlapelo.
Astronomi tudi sumijo, da v vesolju obstaja razred predmetov, imenovan srednje velike črne luknje, čeprav so dokazi o njihovem obstoju še vedno sporni.
1. Odprl John Wheeler
John Archibald Wheeler je leta 1967 skoval izraz črna luknja. Pred tem se je "oče" teorije relativnosti Albert Einstein že spoprijel s črnimi luknjami. Po njegovem mnenju so črne luknje mesta prostor-časa, ki so tako močno ukrivljene, da svetloba ne more mimo, ne da bi bila absorbirana.
Leta 1982 so v Velikem Magellanskem oblaku odkrili prvo Veliko luknjo zunaj naše galaksije na razdalji približno 150.000 svetlobnih let.