Crne rupe su masivni kosmički fenomeni toliko veliki da ih čak ni svjetlost ne može napustiti. Većina ljudi misli da crne rupe samo sjede i jedu zalutale komadiće plina ili prašine.
Ali mogu li crne rupe zapravo imati zanimljivije unutrašnje živote? Mogu li, na primjer, eksplodirati? Ako eksplozija znači "iznenadno, kratkotrajno oslobađanje ogromne količine energije", onda je odgovor nedvosmislen da. A najzanimljivije je to što mogu čak i eksplodirati na nekoliko zanimljivih načina.
Postoji jedan način na koji crne rupe mogu eksplodirati. Ovaj proces se objašnjava činjenicom da crne rupe nisu potpuno crne, što je otkrio poznati astrofizičar Stephen Hawking 1976. godine.
"U klasičnoj fizici ništa ne može izaći iz rupe", rekao je Sameer Mathur, fizičar sa Državnog univerziteta Ohajo, u e-poruci za Live Science. "Ali Hawking je otkrio da, kroz kvantnu mehaniku, rupa polako oduzima svoju energiju u beskonačnosti emitujući niskoenergetsko zračenje, zvano Hawkingovo zračenje."
Sve dok crna rupa ne apsorbira novi materijal, polako će gubiti masu kako emituje Hawkingovo zračenje, ali to je sporo. Tipična crna rupa čija je masa nekoliko puta veća od Sunčeve emituje oko jedan foton, ili paket svjetlosti, svake godine. Ovom brzinom, tipičnoj crnoj rupi je potrebno 10^100 godina da potpuno ispari.
Ali Hawking je shvatio da manje crne rupe isparavaju mnogo brže. Kako crna rupa postaje sve manja i manja, ona emituje sve više i više zračenja. U posljednjim trenucima svog života, crna rupa emituje toliko zračenja, i to tako brzo, da djeluje poput bombe, oslobađajući mlaz visokoenergetskog zračenja i čestica.
Da su se male crne rupe (veličine Zemlje) formirale u izuzetno ranom svemiru, trebalo bi im nekoliko milijardi godina da ispare, što znači da ove "primordijalne" crne rupe, ako postoje, eksplodiraju širom svemira upravo sada. Do danas, astronomi nisu pronašli dokaze o primordijalnim eksplodirajućim crnim rupama, ali one možda postoje.
Crne rupe eksplodiraju u drugačijoj vrsti eksplozije koja se ne može naći nigdje drugdje u svemiru zbog njihove rotacije. Vrteće crne rupe – koje se nazivaju i Kerrove crne rupe po novozelandskom matematičaru Royu Kerru, koji je prvi shvatio kako rade – stvaraju ergosferu oko svojih horizonata događaja. Ergosfera je izduženo područje prostora u kojem ništa ne može ostati nepomično. Sve što padne na rotirajuću crnu rupu počinje da se okreće oko nje kako čestica ulazi u ergosferu.
Prostor-vrijeme oko rotirajuće crne rupe takođe može privući fotone. Ako ima dovoljno fotona, oni se mogu odbijati jedan od drugog ili bilo koje zalutale čestice. Ponekad odbijanje uzrokuje da fotoni napuste ergosferu. Ali u drugim slučajevima, odbijanje uzrokuje da fotoni padaju dublje u crnu rupu, gdje dobijaju energiju. Oni se tada mogu ponovo raspršiti u višu orbitu, a zatim ponovo pasti.
Sa svakim ponavljanjem ovog procesa i sa svakim obilaskom crne rupe, foton dobija energiju. Ovaj proces se naziva "prezračenje". Ako se foton konačno oslobodi, imat će ogromnu količinu energije u odnosu na vrijeme kada je prvi put započeo svoje putovanje.
Ako je dovoljno fotona uključeno u ovaj proces, oni mogu odjednom eksplodirati sa nevjerovatnom energijom, pretvarajući se u takozvanu "bombu crne rupe". Čak i ako sama crna rupa ne eksplodira, ovaj efekat superradijacije još jednom pokazuje koliko snažno crne rupe mogu uticati na okolinu.
Najčešći način na koji crne rupe izazivaju eksplozije nije njihovo samouništenje, već sila njihove neodoljive gravitacijske sile. Supermasivne crne rupe nalaze se u centrima galaksija, a ponekad velike nakupine materije, poput zvijezda, prolaze preblizu. Kada se to dogodi, zvijezda se raspada zbog plimskih efekata, a to kidanje rezultira eksplozivnim oslobađanjem energije. Astronomi na Zemlji mogu posmatrati ovo oslobađanje energije kao kratak, ali intenzivan nalet rendgenskih i gama zraka.
Osim što razbijaju zvijezde, ove supermasivne crne rupe često skupljaju rojeve materije koji se stalno vrte oko njih u džinovskim akrecijskim diskovima. Akrecijski diskovi dostižu temperaturu od kvadriliona stepeni, što ih čini najsjajnijim objektima u svemiru – jedan sjajni disk može zasjeniti više od milion galaksija u isto vrijeme.
Na svojoj vršnoj snazi, diskovi stvaraju električna i magnetna polja koja povlače dio materijala diska oko crnih rupa u duge, tanke mlazeve koji se protežu desetinama hiljada svjetlosnih godina. Iako ovi mlaznici tehnički nisu eksplozije, ipak su prilično intenzivni.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pročitajte također: