Черните дупки са масивни космически явления, толкова големи, че дори светлината не може да ги напусне. Повечето хора смятат, че всичко, което черните дупки правят, е да седят и да ядат грешни частици газ или прах.
Но могат ли черните дупки всъщност да имат по-интересен вътрешен живот? Могат ли например да избухнат? Ако експлозията означава "внезапно, краткотрайно освобождаване на огромно количество енергия", тогава отговорът е недвусмислено да. И най-интересното е, че дори могат да експлодират по няколко интересни начина.
Има един начин, по който черните дупки могат да експлодират. Този процес се обяснява с факта, че черните дупки не са напълно черни, което е открито от известния астрофизик Стивън Хокинг през 1976 г.
„В класическата физика нищо не може да излезе от дупка“, каза Самир Матур, физик от държавния университет в Охайо, в имейл на Live Science. „Но Хокинг установи, че чрез квантовата механика дупката бавно отнема енергията си в безкрайност, като излъчва нискоенергийно лъчение, наречено лъчение на Хокинг.“
Докато черна дупка не абсорбира нов материал, тя бавно ще губи маса, докато излъчва радиация на Хокинг, но това е бавно. Типична черна дупка с маса няколко пъти по-голяма от тази на Слънцето излъчва около един фотон или пакет светлина всяка година. При тази скорост на една типична черна дупка са й необходими 10^100 години, за да се изпари напълно.
Но Хокинг осъзна, че по-малките черни дупки се изпаряват много по-бързо. Тъй като черната дупка става все по-малка и по-малка, тя излъчва все повече и повече радиация. В последните моменти от живота си черна дупка излъчва толкова много радиация и толкова бързо, че действа като бомба, освобождавайки поток от високоенергийна радиация и частици.
Ако малки (с размерите на Земята) черни дупки се бяха образували в изключително ранната вселена, щеше да им отнеме няколко милиарда години, за да се изпарят, което означава, че тези „първични“ черни дупки, ако съществуват, експлодират в цялата вселена точно сега. Към днешна дата астрономите не са открили доказателства за първични експлодиращи черни дупки, но те може да са наоколо.
Черните дупки експлодират в различен вид експлозия, която не се среща никъде другаде във Вселената поради тяхното въртене. Въртящите се черни дупки – наричани още черни дупки на Кер на името на новозеландския математик Рой Кер, който пръв разбра как работят – създават ергосфера около своите хоризонти на събития. Ергосферата е удължена област от пространството, където нищо не може да остане неподвижно. Всичко, което пада върху въртяща се черна дупка, започва да се върти около нея, когато частицата навлезе в ергосферата.
Пространството-време около въртяща се черна дупка също може да привлече фотони. Ако има достатъчно фотони, те могат да отскачат един от друг или от всякакви бездомни частици. Понякога отскачането кара фотоните да напускат ергосферата. Но в други случаи отскачането кара фотоните да паднат по-дълбоко в черната дупка, където получават енергия. След това те могат да се разсеят отново на по-висока орбита и след това да паднат отново надолу.
С всяко повторение на този процес и с всяко пътуване около черната дупка, фотонът набира енергия. Този процес се нарича "свръхоблъчване". Ако фотонът най-накрая се освободи, той ще има огромно количество енергия в сравнение с времето, когато е започнал своето пътуване.
Ако в този процес участват достатъчно фотони, те могат да избухнат наведнъж с невероятна енергия, превръщайки се в така наречената „бомба с черна дупка“. Дори ако самата черна дупка не експлодира, този ефект на свръхрадиация още веднъж показва колко мощно черните дупки могат да повлияят на околната среда.
Най-честият начин, по който черните дупки причиняват експлозии, не е чрез тяхното самоунищожение, а чрез силата на тяхната неустоима гравитационна сила. Свръхмасивни черни дупки се намират в центровете на галактиките и понякога големи буци материя, като звезди, минават твърде близо. Когато това се случи, звездата се разкъсва от приливни ефекти и това разкъсване води до експлозивно освобождаване на енергия. Астрономите на Земята могат да наблюдават това освобождаване на енергия като кратък, но интензивен изблик на рентгенови и гама лъчи.
В допълнение към раздробяването на звезди, тези свръхмасивни черни дупки често събират рояци от материя, които постоянно се въртят около тях в гигантски акреционни дискове. Акреционните дискове достигат температури от квадрилиони градуси, което ги прави най-ярките обекти във Вселената – един светещ диск може да засенчи повече от милион галактики едновременно.
При пиковата си мощност дисковете създават електрически и магнитни полета, които изтеглят част от дисковия материал около черните дупки в дълги, тънки струи, простиращи се на десетки хиляди светлинни години. Въпреки че технически тези струи не са експлозии, те все още са доста интензивни.
Можете да помогнете на Украйна да се бори срещу руските нашественици. Най-добрият начин да направите това е да дарите средства на въоръжените сили на Украйна чрез Savelife или през официалната страница НБУ.
Прочетете също: