concept gaură neagră cunoscut de toată lumea - de la școlari până la vârstnici, este folosit în literatura de știință și ficțiune, în media galbenă și la conferințe științifice. Dar nu toată lumea știe ce sunt exact aceste găuri.
Din istoria găurilor negre
1783 Prima ipoteză pentru existența unui astfel de fenomen precum o gaură neagră a fost înaintată în 1783 de omul de știință englez John Michell. În teoria sa, el a combinat două creații ale lui Newton - optică și mecanică. Ideea lui Michell a fost aceasta: dacă lumina este un curent cele mai mici particule, atunci, ca toate celelalte corpuri, particulele trebuie să experimenteze atracția câmpului gravitațional. Se pare că, cu cât steaua este mai masivă, cu atât este mai dificil pentru lumina să reziste atracției sale. La 13 ani după Michell, astronomul și matematicianul francez Laplace a prezentat (cel mai probabil independent de omologul său britanic) o teorie similară.
1915 Cu toate acestea, toate lucrările lor au rămas nerevendicate până la începutul secolului al XX-lea. În 1915, Albert Einstein a publicat Teoria Generală a Relativității și a arătat că gravitația este o curbură a spațiului-timp cauzată de materie, iar câteva luni mai târziu, astronomul și fizicianul teoretician german Karl Schwarzschild a folosit-o pentru a rezolva o problemă astronomică specifică. El a explorat structura spațiu-timp curbat în jurul Soarelui și a redescoperit fenomenul găurilor negre.
(John Wheeler a inventat termenul „găuri negre”)
1967 Fizicianul american John Wheeler a conturat un spațiu care poate fi mototolit, ca o bucată de hârtie, într-un punct infinitezimal și a desemnat termenul „Gaura Neagră”.
1974 Fizicianul britanic Stephen Hawking a demonstrat că găurile negre, deși înghit materie fără întoarcere, pot emite radiații și în cele din urmă se evaporă. Acest fenomen se numește „radiație Hawking”.
2013 Ultimele cercetări pulsarii și quasarii, precum și descoperirea radiației cosmice de fond cu microunde, au făcut în sfârșit posibilă descrierea conceptului de găuri negre. În 2013, norul de gaz G2 s-a apropiat foarte mult de gaura neagră și este probabil să fie absorbit de aceasta, observarea procesului unic oferă oportunități mari pentru noi descoperiri ale caracteristicilor găurilor negre.
(Obiect masiv Săgetător A*, masa sa este de 4 milioane de ori mai mare decât Soarele, ceea ce implică un grup de stele și formarea unei găuri negre)
2017. Un grup de oameni de știință din colaborarea Event Horizon Telescope din mai multe țări, care leagă opt telescoape din diferite puncte ale continentelor Pământului, au efectuat observații ale unei găuri negre, care este un obiect supermasiv și este situat în galaxia M87, constelația Fecioarei. Masa obiectului este de 6,5 miliarde (!) mase solare, de ori gigantice mai mare decât obiectul masiv Săgetător A *, pentru comparație, diametrul este puțin mai mic decât distanța de la Soare la Pluto.
Observațiile au fost efectuate în mai multe etape, începând din primăvara anului 2017 și în perioadele anului 2018. Cantitatea de informații a fost calculată în petabytes, care apoi a trebuit să fie descifrată și să se obțină o imagine autentică a unui obiect ultra-depărtat. Prin urmare, a fost nevoie de încă doi ani întregi pentru a pre-scana toate datele și a le combina într-un singur întreg.
2019 Datele au fost decodificate cu succes și aduse la vedere, producând prima imagine a unei găuri negre.
(Prima imagine a unei găuri negre din galaxia M87 din constelația Fecioarei)
Rezoluția imaginii vă permite să vedeți umbra punctului fără întoarcere în centrul obiectului. Imaginea a fost obținută ca urmare a observațiilor interferometrice cu o linie de bază extra lungă. Acestea sunt așa-numitele observații sincrone ale unui obiect de la mai multe radiotelescoape interconectate printr-o rețea și situate în părți diferite globulîndreptată într-o singură direcție.
Ce sunt de fapt găurile negre?
O explicație laconică a fenomenului sună așa.
O gaură neagră este o regiune spațiu-timp a cărei atracție gravitațională este atât de mare încât niciun obiect, inclusiv cuante de lumină, nu o poate părăsi.
O gaură neagră a fost cândva o stea masivă. Pa reacții termonucleare sprijin în intestinele sale presiune ridicata totul ramane normal. Dar, în timp, aprovizionarea cu energie se epuizează și corpul ceresc, sub influența propriei gravitații, începe să se micșoreze. Etapa finală a acestui proces este prăbușirea nucleului stelar și formarea unei găuri negre.
- 1. Ejectarea unui jet de găuri negre la viteză mare
- 2. Un disc de materie crește într-o gaură neagră
- 3. Gaură neagră
- 4. Schema detaliată a regiunii găurii negre
- 5. Dimensiunea noilor observații găsite
Cea mai comună teorie spune că există fenomene similare în fiecare galaxie, inclusiv în centrul Căii Lactee. Gravitația uriașă a găurii este capabilă să țină mai multe galaxii în jurul ei, împiedicându-le să se îndepărteze una de cealaltă. „Zona de acoperire” poate fi diferită, totul depinde de masa stelei care s-a transformat într-o gaură neagră și poate fi de mii de ani lumină.
raza Schwarzschild
Principala proprietate a unei găuri negre este că orice materie care intră în ea nu se poate întoarce niciodată. Același lucru este valabil și pentru lumină. În miezul lor, găurile sunt corpuri care absorb complet toată lumina care cade asupra lor și nu o emit pe a lor. Astfel de obiecte pot apărea vizual ca cheaguri de întuneric absolut.
- 1. Mișcarea materiei la jumătate din viteza luminii
- 2. Inel fotonic
- 3. Inel fotonic interior
- 4. Orizontul evenimentelor într-o gaură neagră
Pe baza Teoriei Generale a Relativității a lui Einstein, dacă un corp se apropie de o distanță critică de centrul găurii, nu se mai poate întoarce. Această distanță se numește raza Schwarzschild. Ce se întâmplă exact în această rază nu este cunoscut cu certitudine, dar există cea mai comună teorie. Se crede că toată materia unei găuri negre este concentrată într-un punct infinit de mic, iar în centrul său există un obiect cu densitate infinită, pe care oamenii de știință îl numesc o perturbare singulară.
Cum cade într-o gaură neagră
(În imagine, gaura neagră a Săgetător A * arată ca un grup de lumină extrem de strălucitor)
Nu cu mult timp în urmă, în 2011, oamenii de știință au descoperit un nor de gaz, dându-i numele simplu G2, care emite lumină neobișnuită. O astfel de strălucire poate da frecare în gaz și praf, cauzată de acțiunea găurii negre Săgetător A* și care se rotesc în jurul acesteia sub forma unui disc de acreție. Astfel, devenim observatori ai fenomenului uimitor al absorbției unui nor de gaz de către o gaură neagră supermasivă.
Potrivit unor studii recente, cea mai apropiată abordare a unei găuri negre va avea loc în martie 2014. Putem recrea o imagine a modului în care se va desfășura acest spectacol incitant.
- 1. Când apare pentru prima dată în date, un nor de gaz seamănă cu o minge uriașă de gaz și praf.
- 2. Acum, din iunie 2013, norul se află la zeci de miliarde de kilometri distanță de gaura neagră. Cade în el cu o viteză de 2500 km/s.
- 3. Se așteaptă ca norul să treacă de gaura neagră, dar forțele de maree cauzate de diferența de atracție care acționează asupra marginilor de început și de mers ale norului vor face ca acesta să devină din ce în ce mai alungit.
- 4. După ce norul este spart, cel mai probabil se va alătura discului de acreție din jurul Săgetătorului A*, generând unde de șoc în el. Temperatura va crește la câteva milioane de grade.
- 5. O parte din nor va cădea direct în gaura neagră. Nimeni nu știe exact ce se va întâmpla cu această substanță, dar este de așteptat ca în procesul de cădere să emită fluxuri puternice de raze X și nimeni altcineva nu o va vedea.
Video: gaura neagră înghite un nor de gaz
(Simularea pe computer a cât de mult din norul de gaz G2 va fi distrus și consumat de gaura neagră Săgetător A*)
Ce se află în interiorul unei găuri negre
Există o teorie care susține că o gaură neagră în interior este practic goală, iar toată masa ei este concentrată într-un punct incredibil de mic situat chiar în centrul său - o singularitate.
Potrivit unei alte teorii care există de o jumătate de secol, tot ceea ce cade într-o gaură neagră merge într-un alt univers situat chiar în gaura neagră. Acum această teorie nu este cea principală.
Și există o a treia teorie, cea mai modernă și tenace, conform căreia tot ceea ce cade într-o gaură neagră se dizolvă în vibrațiile corzilor de pe suprafața ei, care este desemnată ca orizontul evenimentelor.
Deci, care este orizontul evenimentului? Este imposibil să privești într-o gaură neagră chiar și cu un telescop super-puternic, deoarece chiar și lumina, care pătrunde într-o pâlnie cosmică gigantică, nu are nicio șansă să iasă înapoi. Tot ceea ce poate fi luat în considerare cumva se află în imediata sa vecinătate.
Orizontul evenimentelor este o linie condiționată a suprafeței de sub care nimic (nici gaz, nici praf, nici stele, nici lumină) nu poate scăpa. Și acesta este punctul foarte misterios de neîntoarcere în găurile negre ale Universului.
Gândirea științifică construiește uneori obiecte cu proprietăți atât de paradoxale încât chiar și cei mai pricepuți oameni de știință refuză la început să le recunoască. Cel mai ilustrativ exemplu din istorie cea mai recentă fizică- lipsa de interes pe termen lung pentru găurile negre, stări extreme ale câmpului gravitațional, prezis acum aproape 90 de ani. Multă vreme au fost considerate pur abstractizare teoretică, și abia în anii 1960 și 70 au crezut în realitatea lor. Cu toate acestea, ecuația de bază a teoriei găurilor negre a fost derivată acum peste două sute de ani.
Perspectiva lui John Michell
Numele lui John Michell, fizician, astronom și geolog, profesor la Universitatea din Cambridge și pastor al Bisericii Angliei, s-a pierdut complet nemeritat printre vedetele științei engleze în secolul al XVIII-lea. Michell a pus bazele seismologiei, știința cutremurelor, a efectuat un studiu excelent al magnetismului și cu mult înainte ca Coulomb să inventeze balanța de torsiune pe care a folosit-o pentru măsurători gravimetrice. În 1783, a încercat să combine cele două mari creații ale lui Newton, mecanica și optica. Newton a considerat lumina ca fiind un flux de particule minuscule. Michell a sugerat că corpusculii de lumină, ca și materia obișnuită, respectă legile mecanicii. Consecința acestei ipoteze s-a dovedit a fi foarte nebanală - corpurile cerești se pot transforma în capcane pentru lumină.
Cum a gândit Michell? O ghiulă trasă de pe suprafața unei planete își va depăși complet gravitația doar dacă viteza sa inițială depășește ceea ce se numește acum a doua viteză spațială și viteza de evacuare. Dacă gravitația planetei este atât de puternică încât viteza de evacuare depășește viteza luminii, corpusculii de lumină trageți la zenit nu pot scăpa la infinit. Același lucru se va întâmpla cu lumina reflectată. Prin urmare, pentru un observator foarte îndepărtat, planeta va fi invizibilă. Michell a calculat valoarea critică a razei unei astfel de planete, Rcr, în funcție de masa sa, M, redusă la masa Soarelui nostru, Ms: Rcr = 3 km x M/Ms.
John Michell a crezut în formulele sale și a presupus că adâncurile spațiului ascund multe stele care nu pot fi văzute de pe Pământ cu niciun telescop. Mai târziu, marele matematician, astronom și fizician francez Pierre Simon Laplace a ajuns la aceeași concluzie și a inclus-o atât în prima ediție (1796), cât și în cea de-a doua (1799) a Expoziției sale despre sistemul lumii. Dar a treia ediție a fost publicată în 1808, când majoritatea fizicienilor considerau deja că lumina sunt vibrații ale eterului. Existența stelelor „invizibile” a contrazis teoria ondulatorie a luminii, iar Laplace a considerat că este mai bine să nu le menționeze pur și simplu. În vremurile ulterioare, această idee a fost considerată o curiozitate, demnă de expunere doar în lucrări de istoria fizicii.
Modelul Schwarzschild
În noiembrie 1915, Albert Einstein a publicat o teorie a gravitației, pe care a numit-o teoria generală a relativității (GR). Această lucrare a găsit imediat un cititor apreciativ în persoana colegului său de la Academia de Științe din Berlin, Karl Schwarzschild. Schwarzschild a fost primul din lume care a aplicat relativitatea generală pentru a rezolva o problemă astrofizică specifică, pentru a calcula metrica spațiu-timp în exteriorul și în interiorul unui corp sferic nerotitor (pentru concretitate, îl vom numi o stea).
Din calculele lui Schwarzschild rezultă că gravitația unei stele nu distorsionează foarte mult structura newtoniană a spațiului și timpului doar dacă raza ei este mult mai mare decât însăși valoarea pe care a calculat-o John Michell! Acest parametru a fost numit mai întâi raza Schwarzschild, iar acum se numește raza gravitațională. Conform relativității generale, gravitația nu afectează viteza luminii, ci reduce frecvența vibrațiilor luminii în aceeași proporție în care încetinește timpul. Dacă raza unei stele este de 4 ori mai mare decât raza gravitațională, atunci curgerea timpului pe suprafața ei încetinește cu 15%, iar spațiul capătă o curbură vizibilă. Cu un exces dublu, se îndoaie mai mult, iar timpul își încetinește alergarea cu 41%. Când se atinge raza gravitațională, timpul de pe suprafața stelei se oprește complet (toate frecvențele sunt puse la zero, radiația este înghețată, iar steaua se stinge), dar curbura spațiului acolo este încă finită. Departe de soare, geometria rămâne încă euclidiană, iar timpul nu își schimbă viteza.
În ciuda faptului că valorile razei gravitaționale pentru Michell și Schwarzschild sunt aceleași, modelele în sine nu au nimic în comun. Pentru Michell, spațiul și timpul nu se schimbă, dar lumina încetinește. O stea ale cărei dimensiuni sunt mai mici decât raza gravitațională continuă să strălucească, dar este vizibilă doar pentru un observator nu prea îndepărtat. Pentru Schwarzschild, viteza luminii este absolută, dar structura spațiului și timpului depinde de gravitație. O stea care a căzut sub raza gravitațională dispare pentru orice observator, indiferent unde se află (mai precis, poate fi detectată prin efecte gravitaționale, dar în niciun caz prin radiație).
De la neîncredere la afirmare
Schwarzschild și contemporanii săi credeau că astfel de obiecte cosmice ciudate nu există în natură. Einstein însuși nu numai că a aderat la acest punct de vedere, dar a crezut în mod eronat că a reușit să-și fundamenteze opinia matematic.
În anii 1930, un tânăr astrofizician indian, Chandrasekhar, a demonstrat că o stea care și-a consumat combustibilul nuclear își pierde coaja și se transformă într-o pitică albă care se răcește lent numai dacă masa sa este mai mică de 1,4 mase solare. Curând, americanul Fritz Zwicky a ghicit că în exploziile supernove apar corpuri extrem de dense de neutroni; Mai târziu, Lev Landau a ajuns la aceeași concluzie. După lucrările lui Chandrasekhar, era evident că numai stelele cu o masă mai mare de 1,4 mase solare puteau suferi o astfel de evoluție. Prin urmare, a apărut o întrebare firească - există o limită superioară de masă pentru supernove pe care stelele cu neutroni o lasă în urmă?
La sfârșitul anilor 30, viitorul tată al americanului bombă atomică Robert Oppenheimer a descoperit că o astfel de limită există într-adevăr și nu depășește câteva mase solare. Atunci nu a fost posibil să se facă o evaluare mai precisă; acum se știe că masele stelelor neutronice trebuie să fie în intervalul 1,5-3 M s . Dar chiar și din calculele aproximative ale lui Oppenheimer și ale studentului său absolvent George Volkov, a rezultat că cei mai masivi descendenți ai supernovelor nu devin stele neutronice, ci intră într-o altă stare. În 1939, Oppenheimer și Hartland Snyder au demonstrat într-un model idealizat că o stea masivă care se prăbușește se contractă cu raza gravitațională. Din formulele lor, de fapt, rezultă că vedeta nu se oprește aici, dar coautorii s-au abținut de la o concluzie atât de radicală.
Răspunsul final a fost găsit în a doua jumătate a secolului al XX-lea prin eforturile unei galaxii de fizicieni teoreticieni străluciți, inclusiv sovietici. S-a dovedit că un astfel de colaps mereu comprimă steaua „până la capăt”, distrugându-i complet substanța. Ca urmare, apare o singularitate, un „superconcentrat” al câmpului gravitațional, închis într-un volum infinit de mic. Pentru o gaură fixă, acesta este un punct, pentru o gaură rotativă, este un inel. Curbura spațiu-timpului și, în consecință, forța gravitațională din apropierea singularității tind spre infinit. La sfârșitul anului 1967, fizicianul american John Archibald Wheeler a fost primul care a numit un astfel de colaps stelar final o gaură neagră. Noul termen s-a îndrăgostit de fizicieni și a încântat jurnaliștii care l-au răspândit în întreaga lume (deși francezilor nu le-a plăcut la început, pentru că expresia trou noir sugera asocieri dubioase).
Acolo, dincolo de orizont
O gaură neagră nu este nici materie, nici radiație. Cu o oarecare figurativitate, putem spune că acesta este un câmp gravitațional auto-susținut, concentrat într-o regiune foarte curbă a spațiu-timpului. Limita sa exterioară este definită de o suprafață închisă, orizontul evenimentelor. Dacă steaua nu s-a rotit înainte de prăbușire, această suprafață se dovedește a fi o sferă regulată, a cărei rază coincide cu raza Schwarzschild.
Sensul fizic al orizontului este foarte clar. Un semnal luminos trimis din vecinătatea sa exterioară poate parcurge o distanță infinită. Dar semnalele trimise din regiunea interioară nu numai că nu vor traversa orizontul, dar vor „cădea” inevitabil în singularitate. Orizontul este granița spațială dintre evenimentele care pot deveni cunoscute astronomilor terestre (și oricăror alții) și evenimente despre care informațiile despre care nu vor apărea sub nicio circumstanță.
Așa cum ar trebui să fie „după Schwarzschild”, departe de orizont, atracția unei găuri este invers proporțională cu pătratul distanței, prin urmare, pentru un observator îndepărtat, se manifestă ca un corp greu obișnuit. Pe lângă masă, gaura moștenește momentul de inerție al stelei prăbușite și al acesteia incarcare electrica. Și toate celelalte caracteristici ale stelei predecesoare (structură, compoziție, tip spectral etc.) trec în uitare.
Să trimitem o sondă în gaură cu un post de radio care trimite un semnal o dată pe secundă în funcție de timpul de bord. Pentru un observator îndepărtat, pe măsură ce sonda se apropie de orizont, intervalele de timp dintre semnale vor crește - în principiu, la infinit. De îndată ce nava traversează orizontul invizibil, va fi complet tăcută pentru lumea „de peste gaură”. Cu toate acestea, această dispariție nu va rămâne fără urmă, deoarece sonda va oferi găurii masa, sarcina și cuplul.
radiația găurii negre
Toate modelele anterioare au fost construite exclusiv pe baza relativității generale. Cu toate acestea, lumea noastră este guvernată de legi mecanica cuantică, care nu ignoră găurile negre. Aceste legi nu ne permit să considerăm singularitatea centrală ca un punct matematic. În context cuantic, diametrul său este dat de lungimea Planck-Wheeler, aproximativ egală cu 10 -33 de centimetri. În această regiune, spațiul obișnuit încetează să mai existe. Este în general acceptat că centrul găurii este umplut cu diferite structuri topologice care apar și mor în conformitate cu legile probabilistice cuantice. Proprietățile unui astfel de cvasi-spațiu, pe care Wheeler l-a numit spumă cuantică, sunt încă puțin înțelese.
Prezența unei singularități cuantice este direct legată de soarta corpurilor materiale care cad adânc într-o gaură neagră. Când se apropie de centrul găurii, orice obiect realizat din materiale cunoscute în prezent va fi zdrobit și sfâșiat de forțele mareelor. Cu toate acestea, chiar dacă viitorii ingineri și tehnologi creează un fel de aliaje super-puternice și compozite cu proprietăți nemaiauzite acum, toate sunt sortite oricum să dispară: la urma urmei, nu există nici timp obișnuit, nici spațiu obișnuit în zona de singularitate.
Acum să ne uităm la orizontul găurii printr-o lentilă mecanică cuantică. Spațiul gol - vidul fizic - nu este de fapt gol. Datorită fluctuațiilor cuantice ale diferitelor câmpuri în vid, multe particule virtuale se nasc și mor continuu. Deoarece gravitația în apropierea orizontului este foarte puternică, fluctuațiile sale creează explozii gravitaționale extrem de puternice. Atunci când sunt accelerate în astfel de câmpuri, „virtualele” nou-născute dobândesc energie suplimentară și uneori devin particule normale cu viață lungă.
Particulele virtuale se nasc întotdeauna în perechi care se mișcă în direcții opuse (acest lucru este cerut de legea conservării impulsului). Dacă o fluctuație gravitațională extrage o pereche de particule din vid, se poate întâmpla ca una dintre ele să se materializeze în afara orizontului, iar a doua (antiparticula primei) în interior. Particula „internă” va cădea în gaură, dar particula „externă” poate scăpa în condiții favorabile. Ca urmare, gaura se transformă într-o sursă de radiații și, prin urmare, pierde energie și, în consecință, masă. Prin urmare, găurile negre sunt fundamental instabile.
Acest fenomen se numește efectul Hawking, după remarcabilul fizician teoretician englez care l-a descoperit la mijlocul anilor 1970. Stephen Hawking, în special, a demonstrat că orizontul unei găuri negre emite fotoni exact în același mod ca un corp absolut negru încălzit la o temperatură T = 0,5 x 10 -7 x M s /M. Rezultă că, pe măsură ce gaura devine mai subțire, temperatura acesteia crește, iar „evaporarea”, desigur, crește. Acest proces este extrem de lent, iar durata de viață a unei găuri de masă M este de aproximativ 10 65 x (M/M s) 3 ani. Când dimensiunea sa devine egală cu lungimea Planck-Wheeler, gaura își pierde stabilitatea și explodează, eliberând aceeași energie ca și explozia simultană a unui milion de bombe cu hidrogen de zece megatone. În mod curios, masa găurii în momentul dispariției este încă destul de mare, 22 de micrograme. Potrivit unor modele, gaura nu dispare fără urmă, ci lasă în urmă o relicvă stabilă de aceeași masă, așa-numitul maximon.
Maximon s-a născut acum 40 de ani - ca termen și ca idee fizică. În 1965, academicianul M. A. Markov a sugerat că există o limită superioară a masei particulelor elementare. El a sugerat ca această valoare limită să fie considerată valoarea dimensiunii masei, care poate fi combinată din trei constante fizice fundamentale - constanta Planck h, viteza luminii C și constanta gravitațională G (pentru iubitorii de detalii: pentru a face acest lucru , trebuie să înmulțiți h și C, să împărțiți rezultatul la G și să extrageți Rădăcină pătrată). Acestea sunt aceleași 22 de micrograme care sunt menționate în articol, această valoare se numește masa Planck. Din aceleași constante se poate construi o valoare cu dimensiunea lungimii (va ieși lungimea Planck-Wheeler, 10 -33 cm) și cu dimensiunea timpului (10 -43 sec).
Markov a mers mai departe în raționamentul său. Conform ipotezei sale, evaporarea unei găuri negre duce la formarea unui „reziduu uscat” - un maximon. Markov a numit astfel de structuri găuri negre elementare. În ce măsură această teorie corespunde realității este încă o întrebare deschisă. În orice caz, analogii maximonilor Markov au fost reînviați în unele modele de găuri negre bazate pe teoria superstringurilor.
Adâncimile spațiului
Găurile negre nu sunt interzise de legile fizicii, dar există ele în natură? Dovezi absolut stricte ale prezenței în spațiu a cel puțin unui astfel de obiect nu au fost încă găsite. Cu toate acestea, este foarte probabil ca în unele sisteme binare sursele de raze X să fie găuri negre de origine stelară. Această radiație ar trebui să apară ca rezultat al aspirației atmosferei unei stele obișnuite de către câmpul gravitațional al unei găuri învecinate. Gazul în timpul mișcării sale către orizontul evenimentelor este puternic încălzit și emite cuante de raze X. Cel puțin două duzini de surse de raze X sunt acum considerate candidați potriviți pentru rolul găurilor negre. Mai mult, statisticile stelare sugerează că există aproximativ zece milioane de găuri de origine stelară numai în Galaxia noastră.
Găurile negre se pot forma și în procesul de condensare gravitațională a materiei din nucleele galactice. Așa apar găuri gigantice cu o masă de milioane și miliarde de mase solare, care, după toate probabilitățile, se găsesc în multe galaxii. Se pare că în centrul Căii Lactee, acoperit cu nori de praf, există o gaură cu o masă de 3-4 milioane de mase solare.
Stephen Hawking a ajuns la concluzia că găurile negre de masă arbitrară s-ar putea naște imediat după Marea explozie care a dat naștere universului nostru. Găurile primare care cântăresc până la un miliard de tone s-au evaporat deja, dar cele mai grele se pot ascunde în continuare în adâncurile spațiului și, în timp util, pot crea artificii cosmice sub forma unor fulgere puternice de radiații gamma. Cu toate acestea, astfel de explozii nu au fost observate până acum.
fabrică de găuri negre
Este posibil să accelerăm particulele din accelerator la o energie atât de mare încât ciocnirea lor să dea naștere unei găuri negre? La prima vedere, această idee este pur și simplu nebună - explozia găurii va distruge toată viața de pe Pământ. În plus, este imposibil din punct de vedere tehnic. Dacă masa minimă a unei găuri este într-adevăr de 22 de micrograme, atunci în unități de energie este de 10 28 electron volți. Acest prag este cu 15 ordine de mărime mai mare decât capacitatea celui mai puternic accelerator din lume, Large Hadron Collider (LHC), care va fi lansat la CERN în 2007.
Cu toate acestea, este posibil ca estimarea standard a masei minime a unei găuri să fie semnificativ supraestimată. În orice caz, asta spun fizicienii care dezvoltă teoria supercordurilor, care include teoria cuantică a gravitației (deși departe de a fi completă). Conform acestei teorii, spațiul are nu mai puțin de trei dimensiuni, dar cel puțin nouă. Nu observăm dimensiuni suplimentare, deoarece sunt buclete la o scară atât de mică încât instrumentele noastre nu le percep. Cu toate acestea, gravitația este omniprezentă, pătrunde în dimensiuni ascunse. LA spatiu tridimensional forța gravitației este invers proporțională cu pătratul distanței, iar în nouă dimensiuni cu puterea a opta. Prin urmare, într-o lume multidimensională, intensitatea câmpului gravitațional crește mult mai repede odată cu scăderea distanței decât într-una tridimensională. În acest caz, lungimea Planck crește de multe ori, iar masa minimă a găurii scade brusc.
Teoria corzilor prezice că o gaură neagră cu o masă de numai 10 -20 g poate fi născută în spațiul nou-dimensional.Masa relativistă calculată a protonilor accelerați în superacceleratorul zern este aproximativ aceeași. Conform celui mai optimist scenariu, el va putea produce câte o gaură în fiecare secundă, care va trăi aproximativ 10 -26 de secunde. În procesul de evaporare a acestuia se vor naște tot felul de particule elementare, care vor fi ușor de înregistrat. Dispariția găurii va duce la eliberarea de energie, care nu este suficientă nici măcar pentru a încălzi un microgram de apă pe miime de grad. Prin urmare, există speranță că LHC se va transforma într-o fabrică de găuri negre inofensive. Dacă aceste modele sunt corecte, atunci detectoarele de raze cosmice orbitale de nouă generație vor putea, de asemenea, să detecteze astfel de găuri.
Toate cele de mai sus se aplică găurilor negre staționare. Între timp, există găuri rotative care au o mulțime de proprietăți interesante. rezultate analiza teoretică radiația găurii negre a dus și la o regândire serioasă a conceptului de entropie, care merită și o discuție separată. Mai multe despre asta în numărul următor.
Găurile negre - poate cele mai misterioase și enigmatice obiecte astronomice din Universul nostru, au atras atenția experților și au entuziasmat imaginația scriitorilor de science fiction încă de la descoperirea lor. Ce sunt găurile negre și cum arată? Găurile negre sunt stele stinse, datorită caracteristicilor lor fizice, care au o densitate atât de mare și o gravitație atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa din ele.
Istoria descoperirii găurilor negre
Pentru prima dată, existența teoretică a găurilor negre, cu mult înainte de descoperirea lor efectivă, a fost sugerată de cineva D. Michel (un preot englez din Yorkshire, care este pasionat de astronomie în timpul liber) în 1783. Conform calculelor sale, dacă îl luăm pe al nostru și îl comprimăm (în termeni informatici moderni, arhivați-l) pe o rază de 3 km, se formează o forță gravitațională atât de mare (doar uriașă), încât nici măcar lumina nu o poate părăsi. Așa a apărut conceptul de „gaură neagră”, deși de fapt nu este deloc neagră, în opinia noastră, termenul de „gaură întunecată” ar fi mai potrivit, pentru că tocmai absența luminii are loc.
Mai târziu, în 1918, marele om de știință Albert Einstein a scris despre problema găurilor negre în context. Dar abia în 1967, prin eforturile astrofizicianului american John Wheeler, conceptul de găuri negre a câștigat în sfârșit un loc în cercurile academice.
Oricum ar fi, atât D. Michel, cât și Albert Einstein, și John Wheeler în lucrările lor au presupus doar existența teoretică a acestor misterioase obiecte cerești în spațiul cosmic, cu toate acestea, adevărata descoperire a găurilor negre a avut loc în 1971, a fost apoi că au fost observate pentru prima dată în spațiu.telescop.
Așa arată o gaură neagră.
Cum se formează găurile negre în spațiu?
După cum știm din astrofizică, toate stelele (inclusiv Soarele nostru) au o cantitate limitată de combustibil. Și, deși viața unei stele poate dura miliarde de ani, mai devreme sau mai târziu această aprovizionare condiționată de combustibil se încheie, iar steaua „se stinge”. Procesul de „stingere” a unei stele este însoțit de reacții intense, în timpul cărora steaua suferă o transformare semnificativă și, în funcție de mărimea sa, se poate transforma într-o pitică albă, o stea neutronică sau o gaură neagră. Mai mult, cele mai mari stele, care au dimensiuni incredibil de impresionante, de obicei se transformă într-o gaură neagră - datorită comprimării acestor dimensiuni incredibile, masa și forța gravitațională a găurii negre nou formate se înmulțesc, care se transformă într-un fel de vid galactic. mai curat - absoarbe totul si tot ce este in jur.
O gaură neagră înghite o stea.
O mică notă - Soarele nostru, după standardele galactice, nu este deloc o stea mare, iar după estompare, care va avea loc în aproximativ câteva miliarde de ani, cel mai probabil nu se va transforma într-o gaură neagră.
Dar să fim sinceri cu tine - astăzi, oamenii de știință încă nu cunosc toate complexitățile formării unei găuri negre, fără îndoială, acesta este un proces astrofizic extrem de complex, care în sine poate dura milioane de ani. Deși este posibil să se avanseze în această direcție, detectarea și studiul ulterioară a așa-numitelor găuri negre intermediare, adică stele aflate în stare de dispariție, în care are loc procesul activ de formare a unei găuri negre. . Apropo, o stea similară a fost descoperită de astronomi în 2014 în brațul unei galaxii spirale.
Câte găuri negre există în univers
Conform teoriilor oamenilor de știință moderni, în galaxia noastră Calea Lactee pot exista până la sute de milioane de găuri negre. Nu pot fi mai puțini în galaxia de lângă noi, către care nu există nimic de zburat din Calea Lactee - 2,5 milioane de ani lumină.
Teoria găurilor negre
În ciuda masei uriașe (care este de sute de mii de ori mai mare decât masa Soarelui nostru) și a forței incredibile a gravitației, nu a fost ușor să vezi găurile negre printr-un telescop, deoarece acestea nu emit deloc lumină. Oamenii de știință au reușit să observe o gaură neagră abia în momentul „mesei” ei - absorbția unei alte stele, în acest moment apare o radiație caracteristică, care poate fi deja observată. Astfel, teoria găurii negre și-a găsit o confirmare reală.
Proprietățile găurilor negre
Principala proprietate a unei găuri negre sunt câmpurile gravitaționale incredibile, care nu permit spațiului și timpului înconjurător să rămână în starea lor obișnuită. Da, ai auzit bine, timpul într-o gaură neagră curge de multe ori mai lent decât de obicei, iar dacă ai fi acolo, apoi te întorci înapoi (dacă ai fi atât de norocos, desigur) ai fi surprins să observi că au trecut secole pe Pământ, și nici nu vei îmbătrâni ai timp. Deși să fim sinceri, dacă ai fi fost într-o gaură neagră, cu greu ai fi supraviețuit, deoarece forța gravitațională de acolo este așa încât orice obiect material ar fi pur și simplu sfâșiat, nici măcar în părți, în atomi.
Dar dacă ai fi chiar aproape de o gaură neagră, în limitele câmpului gravitațional al acesteia, atunci ți-ar fi și greu, pentru că cu cât ai rezistat mai mult gravitației ei, încercând să zburezi, cu atât mai repede ai cădea în ea. Motivul acestui aparent paradox este câmpul de vortex gravitațional, pe care îl posedă toate găurile negre.
Ce se întâmplă dacă o persoană cade într-o gaură neagră
Evaporarea găurilor negre
Astronomul englez S. Hawking a descoperit fapt interesant: se întâmplă să emită şi găuri negre . Adevărat, acest lucru se aplică numai găurilor cu masă relativ mică. Gravitația puternică din jurul lor creează perechi de particule și antiparticule, una dintre perechi este trasă în interior de orificiu, iar a doua este ejectată în exterior. Astfel, o gaură neagră radiază antiparticule dure și raze gamma. Această evaporare sau radiație dintr-o gaură neagră a fost numită după omul de știință care a descoperit-o - „Hawking radiation”.
Cea mai mare gaură neagră
Conform teoriei găurilor negre, în centrul aproape tuturor galaxiilor există găuri negre uriașe cu mase de la câteva milioane la câteva miliarde de mase solare. Și relativ recent, oamenii de știință au descoperit cele mai mari două găuri negre cunoscute până în prezent, ele se află în două galaxii din apropiere: NGC 3842 și NGC 4849.
NGC 3842 este cea mai strălucitoare galaxie din constelația Leului, situată la o distanță de 320 de milioane de ani lumină de noi. În centrul acesteia se află o gaură neagră uriașă cu o masă de 9,7 miliarde de mase solare.
NGC 4849 este o galaxie din clusterul Coma, la 335 de milioane de ani lumină distanță, cu o gaură neagră la fel de impresionantă.
Zonele de acțiune ale câmpului gravitațional al acestor găuri negre gigantice, sau în termeni academici, orizontul lor de evenimente, este de aproximativ 5 ori distanța de la Soare la! O astfel de gaură neagră ne-ar mânca sistemul solar și nici măcar nu s-ar sufoca.
Cea mai mică gaură neagră
Dar există reprezentanți foarte mici în vasta familie a găurilor negre. Așadar, cea mai pitică gaură neagră descoperită de oamenii de știință în acest moment în masa sa este de numai 3 ori masa Soarelui nostru. De fapt, acesta este minimul teoretic necesar pentru formarea unei găuri negre, dacă acea stea ar fi fost puțin mai mică, gaura nu s-ar fi format.
Găurile negre sunt canibali
Da, există un astfel de fenomen, așa cum am scris mai sus, găurile negre sunt un fel de „aspiratoare galactice” care absorb tot ce le înconjoară, inclusiv... alte găuri negre. Recent, astronomii au descoperit că o gaură neagră dintr-o galaxie este mâncată de un alt mare mâncăcios negru dintr-o altă galaxie.
- Conform ipotezelor unor oameni de știință, găurile negre nu sunt doar aspiratoare galactice care aspiră totul în sine, dar în anumite circumstanțe pot genera noi universuri.
- Găurile negre se pot evapora în timp. Am scris mai sus că a fost descoperit de către omul de știință englez Stephen Hawking că găurile negre au proprietatea radiației și, după o perioadă foarte lungă de timp, când nu există nimic de absorbit în jur, gaura neagră va începe să se evapore mai mult, până în cele din urmă. renunta la toata masa sa in spațiul înconjurător. Deși aceasta este doar o presupunere, o ipoteză.
- Găurile negre încetinesc timpul și îndoaie spațiul. Am scris deja despre dilatarea timpului, dar spațiul în condițiile unei găuri negre va fi complet curbat.
- Găurile negre limitează numărul de stele din univers. Și anume, câmpurile lor gravitaționale împiedică răcirea norilor de gaz în spațiu, din care, după cum știți, se nasc stele noi.
Găuri negre pe Discovery Channel, videoclip
Și în concluzie, vă oferim un documentar științific interesant despre găurile negre de pe canalul Discovery.
Când am scris articolul, am încercat să-l fac cât mai interesant, util și de calitate. Aș fi recunoscător pentru orice feedback și critică constructivă sub formă de comentarii la articol. De asemenea, puteți scrie dorința/întrebarea/sugestia dumneavoastră pe e-mailul meu [email protected] sau pe Facebook, cu respect, autorul.
Pe 10 aprilie, o echipă de astrofizicieni de la proiectul Event Horizon Telescope a lansat prima imagine a unei găuri negre. Aceste obiecte spațiale gigantice, dar invizibile, sunt încă printre cele mai misterioase și intrigante din universul nostru.
Cititi mai jos
Ce este o gaură neagră?
O gaură neagră este un obiect (regiune în spațiu-timp) a cărui gravitație este atât de puternică încât atrage toate obiectele cunoscute, inclusiv cele care se mișcă cu viteza luminii. Cuantele luminii în sine nu pot părăsi această regiune, astfel încât gaura neagră este invizibilă. Puteți observa doar unde electromagnetice, radiații și distorsiuni ale spațiului din jurul găurii negre. Publicată de Event Horizon Telescope, această imagine arată orizont de evenimente al unei găuri negre, marginea unei regiuni de gravitație superputernică încadrată de un disc de acreție, materia luminoasă fiind aspirată în gaură.
Termenul de „gaura neagră” a apărut la mijlocul secolului al XX-lea, a fost introdus de fizicianul teoretician american John Archibald Wheeler. El a folosit pentru prima dată termenul la o conferință științifică în 1967.
Cu toate acestea, ipotezele despre existența unor obiecte atât de masive încât nici măcar lumina nu le poate depăși forța de atracție au fost prezentate încă din secolul al XVIII-lea. Teoria modernăînăuntru au început să se formeze găuri negre teorie generală relativitatea. Interesant este că Albert Einstein însuși nu credea în existența găurilor negre.
De unde provin găurile negre?
Oamenii de știință cred că găurile negre au origini diferite. Stelele masive devin o gaură neagră la sfârșitul vieții lor: de-a lungul miliardelor de ani, compoziția gazelor și temperatura din ele se modifică, ceea ce duce la un dezechilibru între gravitația stelei și presiunea gazelor fierbinți. Apoi, steaua se prăbușește: volumul ei scade, dar deoarece masa nu se schimbă, densitatea crește. O gaură neagră tipică cu masă stelară are o rază de 30 de kilometri și o densitate de peste 200 de milioane de tone pe centimetru cub. Pentru comparație: pentru ca Pământul să devină o gaură neagră, raza sa trebuie să fie de 9 milimetri.
Există un alt tip de gaură neagră, gaura neagră supermasivă care formează nucleul majorității galaxiilor. Masa lor este de un miliard de ori mai mare decât masa găurilor negre stelare. Originea găurilor negre supermasive este necunoscută, dar se presupune că acestea au fost cândva găuri negre de masă stelară care au crescut prin înghițirea altor stele.
Există și ideea controversată a existenței găurilor negre primordiale, care ar fi putut apărea din comprimarea oricărei mase la începutul existenței universului. În plus, există o presupunere că găurile negre foarte mici, cu o masă apropiată de masa particulelor elementare, se formează la Large Hadron Collider. Cu toate acestea, nu există încă o confirmare a acestei versiuni.
Va înghiți o gaură neagră galaxia noastră?
În centrul galaxiei Calea Lactee există o gaură neagră Săgetător A*. Masa sa este de patru milioane de ori mai mare decât cea a soarelui, iar dimensiunea sa de 25 de milioane de kilometri este aproximativ egală cu diametrul a 18 sori. Astfel de solzi îi fac pe unii să se întrebe: o gaură neagră amenință întreaga noastră galaxie? Motivele pentru astfel de presupuneri nu sunt doar science fiction: acum câțiva ani, oamenii de știință au raportat despre galaxia W22460526, care se află la 12,5 miliarde de ani lumină de planeta noastră. Conform descrierii astronomilor, gaura neagră supermasivă din centrul lui W22460526 o sfâșie treptat, iar radiația rezultată din acest proces accelerează norii uriași de gaz fierbinți în toate direcțiile. O galaxie sfâșiată de o gaură neagră strălucește mai mult decât 300 de trilioane de sori.
Cu toate acestea, nimic de acest fel nu amenință galaxia noastră natală (cel puțin pe termen scurt). Majoritatea obiectelor din Calea Lactee, inclusiv sistem solar, este prea departe de gaura neagră pentru a-i simți atracția. În plus, gaura neagră „noastră” nu atrage tot materialul ca un aspirator, ci acționează doar ca o ancoră gravitațională pentru un grup de stele aflate pe orbită în jurul ei - ca Soarele pentru planete.
Cu toate acestea, chiar dacă vom depăși vreodată orizontul de evenimente al unei găuri negre, cel mai probabil nici nu vom observa acest lucru.
Ce se întâmplă dacă „cădeți” într-o gaură neagră?
Un obiect tras de o gaură neagră, cel mai probabil, nu se va putea întoarce de acolo. Pentru a depăși gravitația unei găuri negre, trebuie să dezvoltați o viteză mai mare decât viteza luminii, dar omenirea nu știe încă cum se poate face acest lucru.
Câmpul gravitațional din jurul unei găuri negre este foarte puternic și neuniform, astfel încât toate obiectele din apropierea acesteia își schimbă forma și structura. Partea obiectului care se află mai aproape de orizontul evenimentelor este atrasă cu mai multă forță și cade cu mai multă accelerație, astfel că întregul obiect este întins, devenind ca paste. El a descris acest fenomen în cartea sa Poveste scurta timp, celebrul fizician teoretic Stephen Hawking. Chiar înainte de Hawking, astrofizicienii au numit acest fenomen spaghetificare.
Dacă descrii spaghetificarea din punctul de vedere al unui astronaut care a zburat mai întâi la picioarele găurii negre, atunci câmpul gravitațional îi va strânge picioarele, apoi va întinde și rupe corpul, transformându-l într-un flux de particule subatomice.
Din exterior, este imposibil să vezi căderea în gaura neagră, deoarece absoarbe lumina. Un observator din exterior va vedea doar că un obiect care se apropie de o gaură neagră încetinește treptat și apoi se oprește cu totul. După aceea, silueta obiectului va deveni din ce în ce mai neclară, va deveni roșie și, în cele din urmă, va dispărea pentru totdeauna.
Potrivit lui Stephen Hawking, toate obiectele atrase de o gaură neagră rămân în orizontul evenimentelor. Din teoria relativității rezultă că lângă o gaură neagră, timpul încetinește până la oprire, așa că pentru cineva care cade, căderea într-o gaură neagră în sine nu se poate întâmpla niciodată.
Ce e inauntru?
Din motive evidente, în prezent nu există un răspuns de încredere la această întrebare. Cu toate acestea, oamenii de știință sunt de acord că legile fizicii cunoscute nouă nu se mai aplică în interiorul unei găuri negre. Potrivit uneia dintre cele mai incitante și exotice ipoteze, continuum-ul spațiu-timp din jurul unei găuri negre este atât de distorsionat încât se formează o gaură în realitate însăși, care poate fi un portal către un alt univers sau o așa-numită gaură de vierme.
Găuri negre: cele mai multe obiecte misterioase Univers
Ipoteza existenței găurilor negre a fost formulată pentru prima dată de astronomul englez J. Michell în 1783 pe baza teoriei corpusculare a luminii și a teoriei newtoniene a gravitației. La acea vreme, teoria undelor a lui Huygens și faimosul său principiu al valurilor au fost pur și simplu uitate. Teoria valurilor nu a fost ajutată de sprijinul unor venerabili oameni de știință, în special, celebrii academicieni din Sankt Petersburg M.V. Lomonosov și L. Euler. Logica raționamentului care l-a condus pe Michell la conceptul unei găuri negre este foarte simplă: dacă lumina constă din particule-corpuscule ale eterului luminifer, atunci aceste particule, ca și alte corpuri, trebuie să experimenteze atracția din câmpul gravitațional. În consecință, cu cât steaua (sau planeta) este mai masivă, cu atât este mai mare atracția din partea sa față de corpusculi și cu atât este mai dificil pentru lumina să părăsească suprafața unui astfel de corp.
O logică suplimentară sugerează că astfel de stele masive pot exista în natură, a căror atracție corpusculii nu o mai pot depăși și vor apărea întotdeauna negre pentru un observator extern, deși ele însele pot străluci cu o strălucire orbitoare, precum Soarele. Din punct de vedere fizic, aceasta înseamnă că a doua viteză cosmică de pe suprafața unei astfel de stele nu trebuie să fie mai mică decât viteza luminii. Calculele lui Michell arată că lumina nu va părăsi niciodată o stea dacă raza ei la densitatea medie solară este de 500 solare. O astfel de stea poate fi deja numită o gaură neagră.
După 13 ani, matematicianul și astronomul francez P.S. Laplace a exprimat, cel mai probabil, independent de Michell, o ipoteză similară despre existența unor astfel de obiecte exotice. Folosind o metodă de calcul greoaie, Laplace a găsit raza unei sfere pentru o densitate dată, pe suprafața căreia viteza parabolică este egală cu viteza luminii. Potrivit lui Laplace, corpusculii de lumină, fiind particule gravitatoare, ar trebui să fie întârziați de stele masive care emit lumină, care au o densitate egală cu cea a Pământului și o rază de 250 de ori mai mare decât cea solară.
Această teorie a lui Laplace a fost inclusă doar în primele două ediții de viață ale sale carte celebră„Declarație despre sistemul lumii”, publicată în 1796 și 1799. Da, poate chiar astronomul austriac F.K. von Zach s-a interesat de teoria lui Laplace, publicând-o în 1798 sub titlul „Dovada teoremei că forța de atracție a unui corp greu poate fi atât de mare încât lumina nu poate curge din el”.
În acest moment, istoria studiului găurilor negre s-a oprit de mai bine de 100 de ani. Se pare că Laplace însuși a abandonat în liniște o astfel de ipoteză extravagantă, deoarece a exclus-o din toate celelalte ediții de viață ale cărții sale, care a apărut în 1808, 1813 și 1824. Poate că Laplace nu a vrut să reproducă ipoteza aproape fantastică a stelelor colosale care nu mai emit lumină. Poate că a fost oprit de noi date astronomice privind invariabilitatea mărimii aberației luminii în diferite stele, care au contrazis unele dintre concluziile teoriei sale, pe baza cărora și-a bazat calculele. Dar cel mai probabil motiv pentru care toată lumea a uitat de obiectele ipotetice misterioase ale lui Michell-Laplace este triumful teoriei ondulatorii a luminii, a cărei procesiune triumfală a început încă din primii ani ai secolului al XIX-lea.
Începutul acestui triumf a fost pus de prelegerea Booker a fizicianului englez T. Jung „The Theory of Light and Color”, publicată în 1801, unde Jung cu îndrăzneală, spre deosebire de Newton și alți susținători celebri ai teoriei corpusculare (inclusiv Laplace) , a subliniat esența teoriei ondulatorii a luminii, spunând că lumina emisă constă din mișcări sub formă de undă ale eterului luminifer. Inspirat de descoperirea polarizării luminii, Laplace a început să „salveze” corpusculii prin construirea unei teorii a dublei refracții a luminii în cristale bazată pe acțiunea dublă a moleculelor de cristal asupra corpusculilor de lumină. Dar lucrările ulterioare ale fizicienilor O.Zh. Fresnel, F.D. Aragon, J. Fraunhofer și alții nu au lăsat o piatră neîntoarsă din teoria corpusculară, care a fost amintită serios abia un secol mai târziu, după descoperirea cuantelor. Toate raționamentele despre găurile negre în cadrul teoriei ondulatorii a luminii la acea vreme păreau ridicole.
Găurile negre nu au fost amintite imediat nici după „reabilitarea” teoriei corpusculare a luminii, când au început să se vorbească despre aceasta în noul nivel de calitate graţie ipotezei cuantelor (1900) şi fotonilor (1905). Găurile negre au fost redescoperite pentru a doua oară abia după crearea GR în 1916, când fizicianul teoretician și astronomul german K. Schwarzschild, la câteva luni după publicarea ecuațiilor lui Einstein, le-a folosit pentru a investiga structura curbei spațiu-timp în vecinatatea Soarelui. Drept urmare, a redescoperit fenomenul găurilor negre, dar la un nivel mai profund.
Descoperirea teoretică finală a găurilor negre a avut loc în 1939, când Oppenheimer și Snyder au realizat prima soluție explicită a ecuațiilor lui Einstein în descrierea formării unei găuri negre dintr-un nor de praf care se prăbușește. Termenul „gaură neagră” în sine a fost introdus pentru prima dată în știință de către fizicianul american J. Wheeler în 1968, în anii unei renașteri rapide a interesului pentru relativitatea generală, cosmologie și astrofizică, cauzată de realizările extra-atmosferice (în special , raze X) astronomie, descoperirea radiațiilor cosmice de fond cu microunde, pulsari și quasari.
