Gaura Neagra

Gaura neagră

profesor Ianculescu Carmen

Colegiul Tehnic Mihai Bravu

O gaură neagră este un fragment limitat din spațiu în interiorul căruia câmpul gravitațional este atât de puternic, încât nimic nu poate scăpa de forța sa de atracție. Nici măcar lumina nu e cruțată de o gaură neagră. Drept urmare, interiorul unei găuri negre nu este vizibil, de unde vine și numele acesteia. Având în vedere că cea mai bună teorie despre gravitație pe care o avem în acest moment este Teoria Generală a Relativității a lui Einstein, trebuie să folosim rezultatele ei pentru a înțelege găurile negre mai în detaliu.Să presupunem că ne aflăm pe suprafața unei planete. Aruncăm o piatră pe direcție verticală. Presupunând că nu o aruncăm prea tare, ea se va ridica un pic, dar până la urmă accelerația datorată gravitației planetei o va face să cadă din nou. Dacă aruncăm piatra destul de tare am putea s-o facem să scape total de gravitația planetei. Se va ridica la nesfârșit. Viteza cu care aruncăm o piatră pentru ca ea să scape de atracția gravitațională a planetei se numește ‘viteză de evadare’. Viteza de evadare depinde de masa planetei: dacă o planetă este extrem de masivă, atunci gravitația ei este foarte puternică, deci viteza de evadare este foarte mare. Viteza de evadare depinde de asemenea de distanța la care ne aflăm de centrul planetei: cu cât suntem mai aproape, cu atât este mai mare viteza de evadare. Viteza de evadare a Pamântului este de 11,2 km/s, în timp ce aceea a Lunii este de doar 2,4 km/s. Să ne imaginăm un obiect cu o concentrație enormă de masă într-o atât de mică rază încât viteza de evadare este mai mare decât viteza luminii. Deci, cum nimic nu poate merge mai repede decât lumina, nimic nu poate scăpa din câmpul gravitațional al obiectului. Chiar și lumina va fi trasă înapoi de gravitație și nu va fi în stare să scape.

Astronomii au descoperit o nouă gaură neagră, situată la circa 250 de milioane de ani lumină de Terra, despre care spun că ar putea fi una din cele mai mari depistate până în prezent. Aceasta se

află în Galaxia NGC 1277, constelația Perseu și ar cântări masa echivalentă a 17 miliarde de sori, adică 14% din masa galaxiei. O gaură neagră normală are o masă de numai 0,1din greutatea galaxiei în care se află. "Am descoperit o galaxie foarte ciudată. Este aproape în întregime o gaură neagră. Ar putea să fie primul indiciu dintr-o nouă clasă de sisteme galaxie-gaură neagră", afirmă cercetătorul Karl Gebhardt de la Universitatea din Texas. Gaura Neagră este de circa 11 ori mai amplă decât orbita planetei Neptun în jurul soarelui și de 1.000 de ori mai mare decât cea din galaxia Milky Way. Astronomii afirmă că produce de 100 de ori mai multă energie decât produce Calea Lactee. Pentru finalizarea studiului, oamenii de știință au verificat mai bine de un an datele rezultate.

"Prima dată când i-am calculat dimensiunile am crezut că am făcut vreo greșeală. Am repetat calculele, folosind același instrument, apoi un instrument diferit", povestește Remco van den Bosch, astronom la Institutul pentru Astronomie Max Planck, din Germania. Spre comparație, gaura neagră din centrul galaxiei noastre, botezată Sagittarius A*, este de 4.000 ori mai mică decât noul obiect descoperit, deși galaxia în care se află acesta, NGC 1277, este numai cât un sfert din Calea Lactee. Cu o masă estimată de 17 miliarde de sori, obiectul poate fi mult mai masiv decât competitorul lui principal, care este estimat, dar nu confirmat, ca având între 6 miliarde și 37 de miliarde de mase solare în dimensiune. A descoperi exact cât de mare este o gaură neagră se poate dovedi a fi mai greu de realizat, din moment ce găurile negre atrag lumina în vecinătatea lor, așa că nu pot fi observate direct. Ca atare, astronomii măsoară „sfera de influență” a găurilor negre, adică efectele gravitaționale asupra gazelor și stelelor apropiate. Astronomul Van den Bosch și echipa sa au făcut această descoperire în timpul unui studiu axat special pe găuri negre supermasive. După ce au analizat lumina provenită de la 700 de galaxii, folosindu-se de uriașul telescopul Hobby-Eberly de la Observatorul Mcdonald din Texas, astronomii au găsit 6 galaxii în care stele și alte obiecte spațiale se mișcau cu viteze medii neobișnuit de rapide – mai mult de 350 de kilometri pe secundă.

Suspectând că, în urma măsurătorilor vitezei și dimensiunilor, în interioriul galaxiilor se aflau găuri negre masive, astronomii au folosit telescopul Hubble pentru a le studia mai amănunțit. Cercetătorii plănuiesc acum să inspecteze și celelalte 5 galaxii descoperite, care ar putea de asemenea găzdui găuri negre gigant.

Astronomii se apropie de cea mai evazivă țintă cosmică. Heather Couper descoperă cum un nou telescop va scoate în evidență aceste obiecte spațiale extreme. De ce ai nevoie pentru a te apropia de o gaură neagră supermasivă? Doar de un set de telescoape radio de dimensiunea Pământului… Pentru că până și cei mai mari și mai apropiați dintre acești monștri cosmici sunt extrem de greu de depistat, fiind ocupanți întunecați ai spațiului. Găurile negre forțează limitele științei. Gravitația lor extremă este un test crucial pentru teoria generală a relativității a lui Einstein – este atât de intensă, încât nici lumina nu îi poate scăpa. „

„Odată ce obiectele intră în ele, sunt pierdute pentru totdeauna”, afirmă Shep Doeleman, din cadrul Observatorului Haystack al MIT din Massachusetts.

„O gaură neagră este o ușă de ieșire din Universul nostru. Treci prin ea și nu te mai întorci”. Capătul drumului este „orizontul evenimentului”, unde materia intră în gaura neagră, aproape atinge viteza luminii și cade pradă gravitației obiectului.

Găurile negre au fost descoperite în anii '70 de sateliți care căutau raze X din obiecte energetice din spațiu. Aici este cheia găsirii găurilor negre. „Nu se poate strecura totul atât de rapid într-o gaură neagră. Rezultatul este un ambuteiaj cosmic în care se adună gaze și praf, creând o clătită plată de materie cunoscută ca un disc de acreție”, explică Doeleman. Discul de acreție, vizibil și prin raze X sau unde radio, este urma fizică care dă de gol o gaură neagră.

Conceptul de gaură neagră nu este nou. În Thornhill, Yorkshire, 1783, John Michell – preot local și fost profesor de geologie – a prezentat Royal Society o lucrare despre o noțiune ciudată: că o stea masivă poate avea o gravitație atât de puternică, încă nici lumina nu îi poate scăpa. Steaua respectivă ar fi diferită de oricare stea vizibilă de pe cerul nopții – ar fi întunecată. Primele găuri negre detectate au fost cele rezultate din moartea stelelor masive prin explozii de tip supernovă. Ele cântăreau în jur de 10 ori mai mult decât masa Soarelui – rămășițele centrului implozat al unei stele moarte. Dar astronomii au început să realizeze că există și altele, cu mult mai mari. Galaxiile mari sunt formate în jurul găurilor „supermasive”. Aceste obiecte monstruoase sunt gigantice – cea mai mare, în galaxia OJ 287, este echivalentul a 18 miliarde de sori. Gravitația acestor găuri negre produce discul energetic de acreție și lansează un jet de gaze la o viteză apropiată de cea a luminii. Studiind stelele din centrul propriei galaxii, astronomii au concluzionat că și aparent liniștita Calea Lactee adăpostește o gaură neagră masivă, cunoscută ca Sgr A* (pronunțat „Sagittarius A-star”).

Gaura neagră Sagittarius A* este localizată lângă o rămășiță strălucitoare a unei supernove (centru) din inima galaxiei.

La ce folosesc găurile negre?

“Găurile negre super masive din centrele galaxiilor sunt deseori adevărate faruri prin univers care ne permit să vedem la miliarde de ani lumină depărtare. Li se spune quasari, în acest caz, tehnic vorbind, vedem lucrurile care cad în gaura neagră și nu gaura în sine. Oricum, pentru un fizician sau astronom, găurile negre sunt extrem de practice pentru că îi permit să afle despre forma universului și despre natura spațiului temporal” ( Katherine Mack, astrofizician la Universitatea din Melbourne a avut amabilitatea să răspundă pe Reddit câtorva întrebări din partea publicului referitoare la găurile negre și materia neagră. Răspunsurile astrofizicianului au fost inițial publicate în The Conversation).

Gaura neagră NGC 1277, observată cu ajutorul telescopului Hobby-Eberly, are o masa de 17 miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui.

Bibliografie

Un articol de: B1.ro | 29 Noi 2012, 11:52

http://www.libertatea.ro/detalii/articol/gaura-neagra-inghite-nor-de-gaze-401891.html#ixzz3XHzmI7ko

http://www.scienceworld.ro/pictures/2012/11/29/1094.jpg

Bibliografie

Un articol de: B1.ro | 29 Noi 2012, 11:52

http://www.libertatea.ro/detalii/articol/gaura-neagra-inghite-nor-de-gaze-401891.html#ixzz3XHzmI7ko

http://www.scienceworld.ro/pictures/2012/11/29/1094.jpg