Černá díra

Z Wikina

Přejít na: navigace, hledání

Kosmický objekt s hmotou natolik stlačenou, že jeho úniková rychlost přesahuje rychlost světla. Z černé díry nemůže proto uniknout žádná částice ani žádný světelný paprsek. Proto se nazývá „černá“, neboť černé těleso ani neodráží, ani nevysílá světlo, a „díra“ proto, že do ní vše jen padá jako do bezedné propasti a nic se z ní nemůže dostat ven. Dříve se říkalo „kolabující hvězda“ nebo „zamrzlá hvězda“. Termín zavedl John A. Wheeler.

Představa se objevila již před dvěma stoletími. Francouzský matematik Laplace odvodil (z Newtonova gravitačního zákona) velikost černé díry (viz Laplaceův vztah). Přesné odvození z obecné teorie relativity v r. 1916 pochází od Karla Schwarzschilda, ale výraz pro poloměr černé díry je totožný (viz Schwarzschildův poloměr). Je tím větší, čím je větší hmotnost v jejím středu. Pro hmotnost Slunce MO je 3 km, pro hmotnost 2 Mo je 6 km, pro hmotnost 100 mil. MO je 300 mil. km (tzv. obří černá díra) atd.

Ve středu černé díry (tj. Schwarzschildovy koule) je nesmírně husté, velmi malé, velmi hmotné a velmi tajemné něco, o němž vůbec nevíme, z čeho je. Nemůžeme vědět ze dvou důvodů: jednak tam z vnějšího vesmíru nevidíme, ale také proto, že podle teorie by jeho hmotnost měla mít nulový rozměr, tj. nekonečně velkou hustotu; a na Zemi nic takového neznáme. Přes svou prostorovou nicotnost, kterou matematici nazývají singularita, působí ve svém okolí nesmírnou gravitační silou. Podle obecné teorie relativity to znamená velké zakřivení prostoročasu. Tak velké, že i světlo vyslané uvnitř černé díry okamžitě padá k jejímu středu. Tzn. že do černé díry (tj. pod povrch Schwarzschildovy koule) nemůžeme nikdy nahlédnout – podobně jako nevidíme, co se děje za naším obzorem na povrchu Země. Proto se povrchu Schwarzschildovy koule říká horizont událostí (viz obr.)


Obsah

Druhy

Podle velikosti dělíme černé díry na čtyři skupiny:

Trpasličí minidíry

trpasličí „minidíry“, jejichž hmotnost je malá, menší než trojnásobek sluneční hmotnosti. K stlačení Slunce nebo ze Země pod odpovídající Schwarzschildův poloměr Rg by bylo třeba vyvinout obrovský tlak. Velké hvězdy o hmotnosti větší než 4 MO na konci svého života (při kolapsu) vyvinou potřebný tlak a přemění se v černou díru Stephen Hawking se domnívá, že v turbulenci husté látky na počátku vesmíru potřebné tlaky byly a vytvořily mnoho miniděr.

Hvězdné černé díry

hvězdné černé díry o hmotnosti od 4 do 100 MO. Podle dnešních názorů je taková černá díra pozůstatkem supernovy. Hvězdné černé díry jsou zdrojem energie pro rentgenové dvojhvězdy, které lze pozorovat pomocí rentgenových družic. Osamocené černé díry se projeví jako gravitační mikročočky, tj. zakřivením světelných paprsků vzdálených hvězd (viz MACHO). Bylo jich pozorováno více než 300 ve směru hvězdného oblaku ve Střelci (Sagittarius), kde jsou miliony hvězd.

Masivní černé díry

masivní černé díry o hmotnosti 100-10 000 MO. Byly nalezeny ve středu některých galaxií, např. v Doutníkové galaxii (M 82) ve Velké medvědici (Ursa Maior).

Obří černé díry

obří černé díry, jejichž hmotnost může dosahovat až několik miliard MO. Podle dnešních názorů je zdrojem obrovské energie uvolňované v aktivních galaktiktických jádrech, kvazarech, rádiových galaxiích a blazarech obří černé díry v jejich středu. Schwarzschildova černá koule je charakterizována jedinou veličinou - hmotností M. Avšak skutečné černé díry se otáčejí a mají úhlový moment. Rovnice obecné teorie relativity pro tento případ vyřešil v r. 1963 Kerr a černá díra, která rotuje, se nazývá Kerrova. Černá díra s elektrickým nábojem je Reissnerova-Nordstomova (rok výpočtu 1918). Konečně Kerrova-Newmanova černá díra (1965) se otáčí a má elektrický náboj.

Závěr

Černé díry jsou důležitým článkem ve vývoji hvězd, galaxií a celého vesmíru. Jejich interakce navzájem a s obyčejnou hmotou (jak je tomu v případě kvazarů, blazarů a aktivních galaktických jader) se řídí dvěma zákony dynamiky černých děr, které jsou obdobou prvého a druhého zákona termodynamiky.

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

Literatura

Internetové odkazy

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Stránky
Nástroje
[CNW:Counter]