Predavanje o črnih luknjah

Uvod

• Črne luknje so eden najbolj nenavadnih fenomenov v obstoju.
• Ključna vprašanja: Od kod prihajajo? Kaj se zgodi, če padeš v eno?

Nastanek črnih lukenj

• Zvezde: Masivne zbirke atomov vodika, sesedena pod gravitacijo.
• Jedrska fuzija: Atomi vodika se združijo v helij in sproščajo energijo, ki uravnoveša gravitacijo.
• Masivne zvezde: Fuzirajo težje elemente do železa, ki ne ustvarja energije.
  • Železno jedro se kopiči, kar prekine ravnotežje med sevanjem in gravitacijo.
  • Jedro se sesede, zvezda implodira, kar vodi do supernove eksplozije.
  • Rezultat: Nevronska zvezda ali črna luknja, če je zvezda dovolj masivna.

Struktura in lastnosti

• Dogodkovni horizont: Meja, preko katere nič ne more uiti, niti svetloba.
• Singularnost: Točka neskončne gostote, kjer je vsa masa zgoščena.
  • Narava singularnosti je neznana, podobno kot "deljenje z nič" napaka.
• Zmotne predstave: Črne luknje ne sesajo stvari kot sesalnik.
  • Zamenjava sonca z enako masivno črno luknjo ne bi spremenila orbite Zemlje.

Učinki padanja v črno luknjo

• Časovna dilatacija: Čas se zdi, da se upočasni, ko se približujete dogodkovnemu horizontu.
  • Z zunanjega pogleda se zdi, da zamrznete in postanete rdeči, preden izginejo.
  • Iz vašega vidika vidite vesolje v hitrem posnetku.
• Usoda znotraj črne luknje: Dva možna scenarija:
  • Hitra smrt: Gravitacija povzroči ekstremno raztezanje in trganje telesa.
  • Takojšnja smrt: Naletite na ogenjski zid ob prečkanju dogodkovnega horizonta.
  • Smrt je odvisna od mase črne luknje; večje črne luknje omogočajo daljše preživetje.

Vrste črnih lukenj

• Črne luknje zvezdne mase: Nekajkrat več mase od sonca, premer asteroid.
• Supermasivne črne luknje: Nahajajo se v središčih galaksij, milijarde krat več mase od sonca.
  • Primer: S5 0014+81 (40 milijard krat več mase od sonca).

Izparevanje črnih lukenj

• Hawkingovo sevanje: Črne luknje izgubljajo energijo skozi virtualne delce na dogodkovnem horizontu.
  • Proces: En virtualni delec pade noter, drugi uide in postane resničen.
  • Izparevanje je počasno in se pospeši, ko se črna luknja krči.
  • Končna eksplozija: Seva energijo, enakovredno milijardam jedrskih bomb.
  • Časovna lestvica: Največje črne luknje bi lahko trajale do googol let, da izparevajo.

Zaključek

• Črne luknje bodo sčasoma izparele, a vesolje bo do takrat neprimerno za bivanje.
• Več zanimivih idej o črnih luknjah bo raziskano v 2. delu.