hodně hmoty v tak malém objemu, že existuje horizont událostí: oblast, ze které nemůže uniknout nic, ani světlo. Přesto to nutně neznamená, že černé díry nasávají hmotu; prostě tíhnou. J. Wise/Georgia Institute of Technology a. J. Regan/Dublin City University

Černé díry, jsou některé z nejpodivnějších, nejpodivnější objekty ve Vesmíru. S obrovským množstvím hmoty koncentrovaným do extrémně malého objemu se nevyhnutelně zhroutí až k singularitám, obklopeným horizontem událostí, ze kterého nemůže nic uniknout. Jedná se o nejhustší objekty v celém vesmíru. Kdykoli se něco dostane příliš blízko k jednomu, síly z černé díry to roztrhnou; když jakákoli hmota, antihmota nebo záření překročí horizont událostí, jednoduše spadne do centrální singularity, zvětší černou díru a přidá se k její hmotnosti.

tyto vlastnosti o černých dírách jsou pravdivé. Ale je tu přidružená myšlenka, která je absolutní fikcí: černé díry do nich nasávají okolní hmotu. To nemůže být dále od pravdy, a zcela zkresluje, jak funguje gravitace. Největší mýtus o černých dírách je, že sají. Tady je vědecká pravda.

mít horizont událostí, ze kterého nic nemůže uniknout, a pro kanibalizaci svých sousedů. Ale není tam žádný ‚sání‘ děje způsobit to, prostě narušení hmoty a občasný pád materiálu. X-ray: NASA / CXC / UNH / D. Lin et al, optický: CFHT, ilustrace: NASA/CXC / m. Weiss

v zásadě i v praxi existuje mnoho různých způsobů, jak vytvořit černou díru. Můžete mít velkou, masivní supernovu star go, kde centrální jádro imploduje a tvoří černou díru. Můžete být svědky sloučení dvou neutronových hvězd, kde pokud překročí určitý hmotnostní práh, vyústí v nově vytvořenou černou díru. Nebo můžete mít velkou sbírku hmoty – buď supermasivní hvězda nebo masivní oblak smluvního plynu-se zhroutí přímo do černé díry.

s dostatečnou hmotností v dostatečně koncentrovaném objemu prostoru se kolem něj vytvoří horizont událostí. Mimo horizont událostí můžete stále uniknout, pokud se vzdálíte od černé díry rychlostí světla. Přesto, pokud jste se nacházeli v horizontu událostí, pak i při pohybu na c, konečný limit kosmické rychlosti, jakákoli cesta, kterou byste se mohli vydat, by vás stále vedla k centrální singularitě. Z horizontu událostí černé díry není úniku.

vše uvnitř horizontu událostí se drtí do singularity, která je nanejvýš jednorozměrná. Žádné trojrozměrné struktury nemohou přežít neporušené. Zeptejte se oddělení fyziky Van/UIUC

na objekty mimo černou díru, stále však existuje spousta problémů. Protože černé díry jsou tak masivní objekty, když se přiblížíte k jednomu, začnete zažívat významné přílivové síly. Možná jste nejvíce obeznámeni s přílivovými silami z Měsíce a s tím, jak interaguje se zemí.

Jistě, v průměru, můžete léčit Měsíc jako hmotný bod a Zemi jako hmotný bod, oddělené relativně velké vzdálenosti 380 000 kilometrů nebo tak. Ale ve skutečnosti, země není bod, ale objekt, který zabírá skutečný, daný objem. Části země budou blíže měsíci než ostatní; části budou dále. Bližší části zažijí větší gravitační přitažlivost než průměr; vzdálenější části zažijí menší přitažlivost než průměr.

bude síla tahat ve směru vnější gravitační hmoty. Různé body podél objektu bude zážitek mírně odlišné síly, což má za následek čistý slapové síly: rozdíly mezi silou na jednotlivých bodů oproti průměrné čisté síly na celý objekt. Katedra oceánografie, Námořní postgraduální škola

ale je tu víc než jen skutečnost, že části země jsou blíže a části jsou dále od měsíce. Stejně jako všechny fyzické objekty, Země je trojrozměrný, což znamená „top“ a „bottom“ oblastí na Zemi (z Měsíce pohledu) budou přitahovány dovnitř, směrem ke středu Země, ve vztahu k části se nachází uprostřed.

Všichni říkali, když jsme odečíst z průměrné síly zažívají každý bod na Zemi, můžeme vidět, jak všechny různé body na povrchu zkušenost vnější síly od Měsíce jinak. Tyto síly čáry zmapovat relativní síly, objekt zkušenosti, a vysvětlit, proč předměty, které zkušenosti přílivy se protáhl podél směru síly a stlačený kolmé ke směru síly.

k průměrné čisté síle, zatímco různé body od středu zažijí rozdílné čisté síly. To má za následek efekt „špagetování“. Krishnavedala / Wikimedia Commons

Čím blíže se dostanete k hmotnému objektu, tím větší tyto slapové síly se stávají; slapové síly získat větší i rychlejší než gravitační síla! Protože černé díry jsou extrémně masivní a extrémně kompaktní, vytvářejí největší známé přílivové síly ve vesmíru. To je důvod, proč, jak se blížíte k černé díře, zjistíte, že jste „spaghettified“ nebo nataženi do tenkého tvaru nudle.

Na základě toho je snadné pochopit, proč byste očekávali, že vás černé díry nasají: čím blíže se k jednomu dostanete, tím silnější je přitažlivá gravitační síla a tím silnější jsou přílivové síly, které vás roztrhají.

je roztrhán přílivovým narušením, když se blíží k černé díře. Pro černou díru s hmotností LHC jsou tyto síly bezvýznamné, protože jsou zanedbatelně malé, ale pro černé díry, jako je typ v centru naší galaxie, mohou být přílivové síly blízko horizontu událostí obrovské. ESO, ESA / Hubble, m. Kornmesser

přesto myšlenka, že se dostanete do černé díry, zůstává mylnou představou a doozy jednoho. Každá jednotlivá částice, která tvoří objekt zasažený černou dírou, stále podléhá stejným fyzikálním zákonům, včetně gravitačního zakřivení časoprostoru generovaného obecnou relativitou.

i Když je pravda, že struktura vesmíru je zakřiven přítomností hmoty, a že černé díry nabízejí největší koncentrace hmoty kdekoliv ve Vesmíru, to je také pravda, že hustota této hmotnosti nezáleží na tom, jak je vesmír zakřivený. Pokud byste měli nahradit slunce bílým trpaslíkem, neutronovou hvězdou nebo černou dírou stejné přesné hmotnosti, gravitační síla působící na Zemi by se nelišila. Je to celková hmotnost, která zakřivuje prostor kolem vás; hustota s tím nemá prakticky nic společného.

mřížka, uvedení hmoty dolů způsobí, že by se „přímé“ čáry místo toho zakřivily o určitou částku. V obecné relativitě považujeme prostor a čas za spojitý, ale všechny formy energie, včetně, ale bez omezení na hmotu, přispívají k zakřivení časoprostoru. Pokud bychom měli nahradit zemi hustší verzí, až do singularity včetně, zde uvedená deformace prostoročasu by byla identická; pouze uvnitř samotné země by byl rozdíl pozoruhodný. Christopher Vitale ze sítě a Pratt Institute

z dálky je černá díra jako každá jiná hmota ve vesmíru. Teprve když se dostanete velmi blízko — během několika Schwarzschildových poloměrů — začnete si všímat odchylek od newtonovské gravitace. Ještě, černé díry jednoduše působí jako atraktor, a objekty se blíží to bude stejné oběžné dráhy by normálně: kružnice, elipsa, parabola nebo hyperbola, velmi dobré přiblížení.

Protože slapové síly, blížící se objekty může dostat roztrhané od sebe, a protože věci, které se vstřebávají kolem černé díry v podobě akreční disk, tam by mohlo být dodatečné efekty dárek: magnetické pole a tření a topení. Některé věci, vzhledem k těmto dalším interakcím, budou pravděpodobně zpomaleny a nakonec spolknuty černou dírou, ale drtivá většina by stále unikla.

supermasivní černá díra ve středu akrečního disku vysílá úzký, vysoký-energie, proud hmoty do prostoru, kolmo k disku. Blazar vzdálený asi 4 miliardy světelných let je původem mnoha kosmických paprsků a neutrin s nejvyšší energií. Černou díru může opustit pouze hmota zvenčí černé díry; hmota zevnitř horizontu událostí nikdy nemůže uniknout. DESY, Science Lab

faktem je, že černé díry nejsou sání nic, tam je žádná síla, že černá díra působí, že normální objekt (jako měsíc, planeta, nebo hvězda) nebude vyvíjet. Nakonec je to všechno jen gravitace. Největší rozdíl je v tom, že černé díry jsou hustší než většina objektů, zabírají mnohem menší objem prostoru a mohou být mnohem masivnější než jakýkoli jiný jediný objekt. Saturn by mohl být v pohodě obíhající naše Slunce, ale pokud jste nahradit Slunce s černou dírou v centru Mléčné dráhy — černé díry, že je nějaký 4,000,000 krát hmotnější než Slunce — slapové síly by být dostatečně silné, aby prolomit Saturn se do obrovského kruhu, kde by se stal součástí černé díry je akreční disk. Vzhledem k dostatečnému tření, zahřívání a zrychlení v přítomnosti gravitačního, elektrického a magnetického pole, které vytváří veškerá hmota, by nakonec spadla dovnitř a spolkla by se.

nabírá hmotu a urychluje její část směrem ven ve dvou kolmých tryskách, což je vynikající popis toho, jak kvasary fungují. Hmota, která spadá do černé díry, jakékoli odrůdy, bude zodpovědná za další růst hmoty i velikosti horizontu událostí pro černou díru. Navzdory všem mylným představám však neexistuje žádné „sání“ vnější hmoty. Mark A. Česnek

Černé díry se objevují jen sát ohledu na to proto, že jsou tak masivní, a kombinace slapové síly a záležitost již přítomny kolem černé díry může trhat externí objekty od sebe, kde určitou část rozdělené částice budou zkušenosti dost táhnout síla bude proudit do akrečního disku a nakonec do černé díry. Ale černé díry budou chaotičtí jedlíci; drtivá většina hmoty, která prochází blízko černé díry, bude vyplivnuta zpět v nějaké formě. Je to jen malá část, která spadá do horizontu událostí, která někdy způsobí, že poroste.

je To tření, topení, interakce nabitých částic v pohybu vytváří elektromagnetické síly, které mohou trychtýř hmoty uvnitř horizontu událostí. Ale v žádném okamžiku černá díra nevyvíjí sací sílu; jen standardní, gravitační. Mark Česnek (University of Warwick)

Když jsme se nahrazuje každý hmota ve Vesmíru s ekvivalentní-hmotnost černé díry, a odstraněny všechny třecí materiál jako akreční disky, velmi málo by se dostat se rozpínají na všechny. Jediné tření, které by částice zažila, je způsobeno emisemi gravitačního záření, když se pohybuje zakřiveným časoprostorem generovaným černou dírou. Pouze materiál, který tvořil vnitřek trojnásobku poloměru horizontu událostí-vnitřek nejvnitřnější stabilní kruhové oběžné dráhy (ISCO) v relativitě-by se neúprosně „nasával“ kvůli chování samotné Einsteinovy teorie. Ve srovnání s tím, co skutečně spadá do horizontu událostí v naší fyzické realitě, jsou tyto účinky zanedbatelné.

nakonec bychom měli pouze gravitační sílu a zakřivený časoprostor, který by byl výsledkem přítomnosti těchto hmot. Myšlenka, že černé díry nasávají cokoli, je o nich největším mýtem. Rostou kvůli gravitaci a nic víc. V tomto vesmíru je to víc než dost.

Následujte mě na Twitteru. Podívejte se na mé webové stránky nebo některé z mých dalších prací zde.