Millalgi 1960. aastate lõpus esines BBC populaarsetes teadusuuringutes raadioprogrammis eelmise sajandi üks kuulsamaid füüsikuid John Wheeler (1911-2008). Ta rääkis pikka aega ja värvikalt erinevatest kosmilistest imedest ning lõpus pöördus tema jaoks valusa küsimuse juurde kõiksugu "ebaõigete tähelepanekute ja müütiliste objektide" osas.
Ameerika teadlane pani siin innukalt hüpoteesi "külmunud" (tumedate, külmunud) tähtede olemasolu kohta, mis eriti ei meeldinud talle. Avaldades põlgust nende "füüsiliste ja matemaatiliste fantaasiate" vastu, nimetas ta neid "mustadeks aukudeks". Niisiis ilmus Wheeleri kerge käega piltlik mõiste "must auk" meedias ja seejärel teaduslikes töödes.
Ruumiaja põhjatud põhjavalad
Täna nimetame mustaks auguks kõige hämmastavama loodusnähtuse tagajärge - massiliste taevakehade kukkumist “enda sisse”. Ladina keeles tähendab kollaps "langenut", mistõttu astronoomid nimetavad mustaid auke sageli "kollapsideks". Neil on selline ülitugev gravitatsioonivälja "kontsentraator", et nende eest ei pääseks midagi, sealhulgas valgus.
Ajalooliselt eelnesid mustadele aukudele tumedad tähed, mille avastas Briti astronoom John Michell (1724-1793) „sule otsast”. Newtoni universaalse gravitatsiooni teooriale tuginedes kirjeldas Michell selliseid tähti, mille raskusjõud hoidis isegi valgusekiiri. Sellist täiesti musta tähte oleks loomulikult võimatu märgata. Michell esitas oma arvutused Londoni kuningliku seltsi ühel koosolekul 1784. aastal ja sattus kohe tule alla. Lõppude lõpuks ei teadnud tolle aja astronoomia selliseid nähtusi!
Nii maeti tumedate tähtede idee, või nagu neid tänapäeval nimetatakse "Newtoni" mustadeks aukudeks, pikka aega teadusarhiividesse. See tuli meelde alles Albert Einsteini ajastul (1879–1955) ja tema teooriast universaalse gravitatsiooni kohta. Einsteini teooria seostas gravitatsiooni ruumi kumerusega ja äratas kohe paljude füüsikute tähelepanu.
Reklaamvideo:
Tema kolleeg Berliini Teaduste Akadeemias Karl Schwarzschild (1873–1916) suutis näidata, et mõnikord võivad väga kontsentreeritud hiiglaslikud massid moodustada omamoodi ruumiaja põhjatu lehtri.
Schwarzschildi kollaaži läheduses peaks juhtuma hämmastavaid asju: inimese süda hakkab üha vähem lööma, tema kell jääb lootusetult maha ja valgus ümberringi muutub punaseks. Ajavoog iseenesest aeglustuks kuni tahkestumiseni musta augu tingimusliku piiri lähedal, nagu külmunud jõgi. Noh, mida me näeme kollasaari kokkuvarisemise sügavustes?
Paraku juhtub seal nii kummalisi asju, et neid pole lihtsalt võimatu rahvapäraselt kirjeldada. Ehkki paljud füüsikud vaidlevad mustade aukude sisemise struktuuri üle, on nad teoreetiliselt rakendused juba leidnud.
Metroo galaktikate vahel
Kuulus astronoom ja ulmekirjanik Carl Sagan otsustas enam kui 30 aastat tagasi kirjutada romaani tähtedevahelise rännaku kohta ja samal ajal mitte lubada tühja fantaasiat, vaid luua oma raamatu lehekülgedele "päris" ruumidevahelise tunneli. Detailide arutamiseks pöördus ta silmapaistva teoreetilise füüsiku Kip Thorne poole, kes asus entusiastlikult tööle.
Thorne ja tema kaastöötajad on matemaatiliselt veenvalt tõestanud, et kosmose-aja kanalit saab mitte ainult kunstlikult luua, vaid ka säilitada "töötavas" olekus. Sel viisil ruumis-aja jooksul loodud „ussiauk” ühendaks mitte ainult meie Galaktika kaugemaid nurki, vaid ka metagalaktilisi avarusi.
Sagani ja Thorne'i koostöö viis ulme bestselleri Kontakt, mis peagi sai samanimelise väga meelelahutusliku filmi aluseks. Galaktikate vahel on tõesti mingi "metroo", mida mööda peategelane rändab. Samal ajal kritiseeris Wheeler mitte ainult mustaid auke, vaid ka igasuguseid alamruumi üleminekuid nende vahel. Suure sarkasmiga nimetas ta neid "ussiaukudeks", "ussiaukudeks" ja "ussitunneliteks". See on lihtsalt hämmastav, kuid need väljendid sisenesid kõigepealt ajakirjanike leksikonisse ja rändasid seejärel teaduslike tööde juurde.
Ulmekirjandus räägib sageli kõige eksootilisematest viisidest ruumi ja aja ületamiseks. Isegi omamoodi taktika tulevastel "tähesõdadel" sündis, kui maapealsete lahingulaevastik "sukeldub" musta auku alamruumi ja tõuseb järsku otse vaenulike tulnukate baasi, tormates silmapilkselt miljardeid parseke.
Astronoomiliste vaatluste põhjal otsustades nõuavad mustad augud nende "taltsutamiseks" aga titaanlikke pingutusi, kuna need on kõige ohtlikumad kosmoseobjektid, mis moodustavad Universumi "reljeefi".
Kosmose kannibalid
Astronoomid registreerivad sageli kaugest kosmosest pärit koletuid energiapurskeid. Need võivad olla planeetide ja tähtede surma dramaatiliste protsesside kajad mustade aukude kraanikaustes. Kosmosekoletised rebivad lahti tahtmatult läheneva tähe gaasilise keha ja "neelavad" täielikult väiksemate taevakehade - planeedid, komeedid ja asteroidid.
Must auk tõmbab tihedalt lendava tähe külge, mis on selle poole suunatud, palju tugevamalt kui vastaskülg. See võimas loodejõud venitab tähte ja põhjustab gaasi kukkumist tähelt musta auku. Astronoomid on jõudnud järeldusele, et mustad augud ei sünni tohutult, vaid kasvavad järk-järgult galaktikate gaasi ja tähtede tõttu.
Mustade aukude hulgas on ka suuri fidže, mis liiguvad kiiresti galaktikate tähesaarte sees. Koos oma istuvate vendadega ei söö need "kosmosekanalid" mitte ainult meie päikesesüsteemi sarnaseid planeedisüsteeme, vaid neelavad ka täheparvede vahel ulatuvaid tolmu- ja gaasipilvi.
Astronoomid on juba ammu märganud, et väiksemates galaktikates on mustad augud vähem massiivsed, massidega veidi üle mõne miljoni päikesemassi. Hiiglaslike galaktikate keskpunktis olevad mustad augud hõlmavad miljardeid päikesemasse - fakt on see, et musta augu lõplik mass moodustub galaktika moodustumise ajal. Mõnel juhul laienevad mustad augud mitte ainult üksikust galaktikast gaasi neeldumisel, vaid ka galaktikate liitmisel, mille tulemusel nende mustad augud ühinevad.
Linnutee keskel asub meie galaktika tuum, millesse on peidetud salapärane objekt Ambur A *. Astronoomid usuvad, et see on peamine pretendent umbes nelja miljoni päikese massiga musta augu rollile.
Perioodiliselt küsib see kohalik meie "kannibal" seda või teist tähte. Ja siis registreerivad spetsiaalsed röntgeniteleskoobid röntgenimpulsi vormis valgusti "surmahirmu". Just tema abiga uuritakse röntgeniruumis meie siseorganeid.
Mustad augud võivad aga olla üsna rahulikud, moodustades tavaliste tähtedega topeltsärgisüsteemid. Kuid see idüll lõpeb ka traagiliselt ning sadade miljonite ja võib-olla miljardite aastate pärast väheneb musta augu ja tähe vaheline kaugus kriitilise piirini. Tähe liikumine muutub ebastabiilseks ja pärast mõnda pööret musta koletise ümber kaob see tema üsas.
Tunguska meteoriidi müsteerium
Põhimõtteliselt saab luua ka kunstliku musta augu. Selleks on vaja mis tahes mass tihendada gravitatsiooniraadiuse suuruseks (sfääri raadius, millel selle sfääri sees oleva massi tekitatud gravitatsioonijõud kipub lõpmatuseni) ja siis hakkab see iseenesest katastroofiliselt kokku tõmbuma - kokku kukkuma.
Tõsi, seda on väga raske teha, sest mida vähem on massi, seda väiksem on gravitatsiooniraadius. Näiteks on Maa gravitatsiooniraadius umbes üks sentimeeter ja selleks, et Kuu mustaks auku pöörata, tuleks see kokku suruda suure molekuli suuruseks.
Sellele vaatamata püüavad nad mikroskoopiliste aukude mudelite või, nagu neid sagedamini nimetatakse, mikrokollaste abil, selgitada kõikvõimalikke salapäraseid nähtusi. Niisiis, on hüpotees, et kuulus Tunguska meteoriit ei olnud midagi muud kui miniatuurne must auk, mis kõndis läbi Universumi avaruste.
Muidugi võiks sellised leiutised lihtsalt tagasi lükata, kuid siin tekivad uudishimulikud üksikasjad: meteoriidijäänuste täielik puudumine, plahvatuse ebatavaline olemus ja lennutrajektoori vastuolulised tähelepanekud.
On ideid, et sellisel mikrokollas-saril oli täiesti maapealne päritolu. Fakt on see, et just Tunguska meteoriidi langemise ajal katsetas suur Ameerika leiutaja Nikola Tesla (1856-1943) hämmastaval Wondercliffe tornis kindlat laineresonaatorit, mis pidi "maailma elektri eetri seisvate lainete" abil edastama energiat kogu planeedil.
Linnalegendid räägivad, kuidas Podkamennaja Tunguska kohal vilkus kolossaalne plasmoid, varisedes hetkega mustaks mini-auku. See protsess põhjustas energia orkaani, mis registreeriti Tunguska imena.
Sellel hüpoteesil on ka versioon, milles Tunguska meteoriit ise oli täpselt miniatuurne must auk, mis tungis meie planeedile suure kiirusega.
Kui usutavad on teoreetiliste füüsikute järeldused? Kas tõesti on ruumis ajaliselt ussitunnelit või on see lihtsalt mingi "füüsiline ja matemaatiline fantaasia"? Ja kõige olulisem küsimus: kas on võimalik soovitada mingeid reaalseid katseid, et luua kunstlikke alamruumi ussiavasid, mis viivad teiste mõõtmete ruumi?
Kas LHC on viimsepäeva masin või mikrokollapsari generaator?
Arvutused näitavad, et mikroskoopilisi mustaid auke võib tekkida osakeste kiirenditega tehtavates katsetes, näiteks CERNis käivitatud tuntud suure hadronite põrkeseadmega (LHC).
LHC põhimõte on teoreetiliselt üsna lihtne: kujutage ette toru, milles kaks hiiglaslikku suurtükki tulistavad üksteise poole spetsiaalsete mürskude abil - aatomite moodustavad elementaarsed osakesed. Kui need mikroskoopilised mürsud kohtuvad, hajuvad nad laiali nagu igasuguste kildude ilutulestik, mille hulgas võivad olla ka mikroskoopilised mustad augud.
Kui LHC füüsikud avastavad need mikroobjektid, siis ületab teaduslik sensatsioon kaugelt "jumala osakese" - Higgsi bosoni - hiljutise avastuse.
Mõnede teadlaste arvates on mikrokollektsionäärid väga ohtlikud objektid, mis võivad viia planeedi katastroofini. LHC käivitamisega kaasnesid protestid ja grupp füüsikuid esitas isegi CERNile hagi kui organisatsiooni, mis seab inimkonna surmaohtu.
Lõpuks vaibusid kired mõnevõrra, kuna füüsikud näitasid selgelt, et kosmiliste osakeste laviinid kukuvad Maa pinnale igal hetkel, ületades palju LHC põrkeproduktide energiat. Sellegipoolest ei kujuta ülikõrge energiaga kosmiliste kiirte ojad ohtu ega tekita mikroskoopilisi mustaid auke.
Teisest küljest näitavad arvutimudelid, et kui Maad külastaks miniauk, siis kukuks see kohe meie planeedi keskele ja hakkaks selle ümber pöörlema, neelates magmat. Kuid ükskõik kui kurjakuulutav see protsess ka ei tundu, kulub mitu miljardit aastat, kuni see kuidagi pinnal avaldub. Niisiis, on täiesti võimalik, et oleme pikka aega elanud musta auguga jalgade all …
Universumi ja elu tulevik mustas augus
Pole teada, kas inimkond eksisteerib miljardite aastate jooksul, kuid optimaalseima variandi korral saavad kaugema tuleviku astronoomid jälgida hoopis teistsugust Metagalaxy - nähtavat Universumit. Suurem osa tähtedest põleb ära ja päikesesarnased valgustid muutuvad ülitihedateks kääbusteks. Samal ajal muutuvad massiivsematest tähtedest mustad augud, mis on veelgi väiksemad ja millel on nii tugev gravitatsiooniväli, et isegi valgus ei saa sellest üle.
Need jäänused pöörlevad aga endiselt umbes 100 miljoni aasta jooksul galaktikakeskuse ümber. Jäänuste vahelised kokkupõrked viskavad osa neist galaktikast välja. Ülejäänud asuvad elama keskpunktile lähemal asuvatel orbiitidel ja tulevad lõpuks kokku, moodustades galaktika keskele hiiglasliku musta augu, mis ühel päeval neelab kõik mateeria.
Mis see saab olema - elu lõpp ja põhjus meie universumis?
Ärgem kiirustagem, sest mõned tänapäevased teooriad ennustavad, et isegi mustade aukude kohutavates sügavustes võivad eksisteerida terved planeedid, mis keerlevad lõputult keskpunkti ümber. Esialgsete arvutuste kohaselt võivad sellised planeedid isegi eredalt valgustada, kuna footonid on väljastpoolt augu lõksu jäänud ja pöörlevad koos teiste sama stabiilsel orbiidil asuvate kehadega.
Lahendamata on ainult viimane küsimus: kas mustanahaliste planeetide peal võib elu eksisteerida? Mõne teoreetiku sõnul on see võimalik. Veelgi enam, kosmilistest kataklüsmidest põgenedes võib meie tulevane kõrgelt arenenud tsivilisatsioon leida Linnutee tuuma hõivava supermassiivse musta augu sügavusest tõelise pelgupaiga.
Muidugi peavad mustade aukude kolonisaatorid lahendama hulgaliselt grandioosseid ülesandeid, nagu näiteks vastu kolossaalsetele loodejõududele ja kaitse tugevaima kiirgusvoo eest. Mõistuse arengu seisukohast on aga mustasse auku tunginud tsivilisatsioonil tõeliselt vapustav tehnoloogia, mis suudab lahendada kõige fantastilisemad probleemid.
Võib-olla saab inimtsivilisatsioon mõne aastatuhande jooksul täiesti vabalt portaale teistele maailmadele avada. Sel juhul võib tekkida mitmesuguseid võimalusi: meie galaktika kaugemate osade vahel asuvad ussiaugud, Universumi kõige servas asuvate galaktikate vahelised alamkosmose tunnelid, sillad mineviku ja tuleviku vahel, ussiaugud teistesse maailmadesse.
Siis ei karda tuleviku inimkond mingeid kosmilisi katastroofe ja ta saab vabalt liikuda läbi erinevate universumite, valides soodsa elupaika. Veelgi enam, välja mõelnud, kuidas universumid sünnivad ja miks neil on erinevad omadused, võib supertsivilisatsioon hakata otsima valmisvalmisid mustade aukude kaudu ja looma uusi, eluks kohandatud ja igasugu kataklüsmidele allumatuid maailmu.
Mida peidavad endas mustad augud? Tee teistesse maailmadesse, piiritu tulevikuenergia, Universumi viimane hingetõmme või teiste maailmade tsivilisatsioon?
Võimalik, et praegune õpilaste ja kooliõpilaste põlvkond teab mõnele neist küsimustele vastuseid. Me võime ainult oodata seda põnevat hetke, kui astronoomid saavad lõpuks hakata otse uurima "gravitatsiooniliste kollapside kandidaate".
Oleg FAYG
