ब्लैक होल
एक काले छेद क्या है:
एक ब्लैक होल बहुत उच्च अनुपात (आमतौर पर सूरज से बड़ा) और बहुत कॉम्पैक्ट द्रव्यमान का एक अंतरिक्ष घटना है, जिसके परिणामस्वरूप एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना मजबूत होता है कि कोई कण या विकिरण बाहर नहीं निकल सकता है।
यह देखते हुए कि प्रकाश को भी चूसा जाता है, ब्लैक होल अदृश्य होते हैं और उनका अस्तित्व केवल उसके आसपास के क्षेत्रों में गुरुत्वाकर्षण के परिणामों से प्रकट होता है, विशेषकर आकाशीय पिंडों के निकट कक्षाओं में परिवर्तन से, जो अब ब्लैक होल के प्रति आकर्षित हैं।
सिद्धांत रूप में, केवल एक चीज जो प्रकाश की गति से अधिक गति से चलती है वह एक ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का सामना करने में सक्षम होगी। इस कारण से, यह सुनिश्चित करना संभव नहीं है कि चूसा हुआ पदार्थ क्या होता है।
ब्लैक होल कितना बड़ा है?
ब्लैक होल विभिन्न आकारों में मौजूद हैं। विज्ञान के लिए ज्ञात माइनर्स को प्राइमर्डियल ब्लैक होल कहा जाता है और माना जाता है कि यह एक परमाणु का आकार है, लेकिन एक पर्वत के कुल द्रव्यमान के साथ।
मध्यम ब्लैक होल (जिसका द्रव्यमान सूर्य के कुल द्रव्यमान से 20 गुना तक है) को तारकीय कहा जाता है। इस श्रेणी में खोजे गए सबसे छोटे ब्लैक होल में सौर द्रव्यमान का 3.8 गुना है।
सूचीबद्ध सबसे बड़े ब्लैक होल को सुपरमैसिव कहा जाता है, जिन्हें अक्सर आकाशगंगाओं के केंद्र में पाया जाता है। एक उदाहरण के रूप में, मिल्की वे के केंद्र में धनु ए है, जिसमें एक ब्लैक होल है जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के 4 मिलियन गुना के बराबर है।
अब तक के सबसे बड़े ज्ञात ब्लैक होल को S50014 + 81 कहा जाता है, जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के चालीस अरब गुना के बराबर है।
ब्लैक होल कैसे बनते हैं?
ब्लैक होल का निर्माण खगोलीय पिंडों के गुरुत्वाकर्षण ढहने से होता है। ये घटनाएं तब होती हैं जब शरीर का आंतरिक दबाव (आमतौर पर तारे) अपने स्वयं के द्रव्यमान को बनाए रखने के लिए अपर्याप्त होता है। इसलिए जब गुरुत्व के कारण तारा का नाभिक ढह जाता है, तो आकाशीय पिंड एक सुपरनोवा के रूप में जानी जाने वाली घटना में भारी मात्रा में ऊर्जा जारी करता है ।
एक सुपरनोवा का दृश्य प्रतिनिधित्व।
सुपरनोवा के दौरान, एक सेकंड के एक अंश में, तारे का पूरा द्रव्यमान उसके नाभिक में संकुचित होता है, जबकि प्रकाश की गति का लगभग 1/4 भाग (जिसमें इस क्षण में, ब्रह्मांड के सबसे भारी तत्व बनते हैं) शामिल हैं।
फिर विस्फोट एक न्यूट्रॉन स्टार को जन्म देगा या, यदि तारा पर्याप्त बड़ा है, तो परिणाम एक ब्लैक होल का निर्माण होगा, जिसकी खगोलीय मात्रा में संकेंद्रित द्रव्यमान पूर्वोक्त गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है। इसमें, भागने का वेग (आकर्षण को रोकने के लिए किसी कण या विकिरण के लिए आवश्यक वेग) प्रकाश की गति से कम से कम अधिक होना चाहिए।
ब्लैक होल के प्रकार
जर्मन सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण से संबंधित परिकल्पना का एक सेट तैयार किया जो आधुनिक भौतिकी के उद्भव के लिए आधार के रूप में कार्य करता है। विचारों के इस सेट को थ्योरी ऑफ़ जनरल रिलेटिविटी कहा जाता था, जिसमें वैज्ञानिक ने ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के बारे में कई अभिनव टिप्पणियां की थीं।
आइंस्टीन के लिए, ब्लैक होल "अंतरिक्ष-समय में विकृति केंद्रित पदार्थ की भारी मात्रा के कारण होता है।" उनके सिद्धांतों ने क्षेत्र की तीव्र प्रगति को बढ़ावा दिया और विभिन्न प्रकार के ब्लैक होल के वर्गीकरण की अनुमति दी:
श्वार्जचाइल्ड ब्लैक होल
श्वार्ज़चाइल्ड के ब्लैक होल वे हैं जिनके पास विद्युत आवेश नहीं है और साथ ही कोणीय आवेग भी नहीं है, अर्थात यह कहना है कि इसकी धुरी के चारों ओर घूमना नहीं है।
केर ब्लैक होल
केर के ब्लैक होल में कोई विद्युत आवेश नहीं है लेकिन वे अपनी धुरी पर घूमते हैं।
रेनर-नॉर्डस्ट्रॉम ब्लैक होल
Reissner-Nordstrom ब्लैक होल में विद्युत आवेश होता है लेकिन वे अपनी धुरी पर नहीं घूमते हैं।
केर-न्यूमैन ब्लैक होल
केर-न्यूमैन ब्लैक होल विद्युत आवेशित होते हैं और अपनी धुरी पर घूमते हैं।
सिद्धांत रूप में, सभी प्रकार के ब्लैक होल अंततः श्वार्स्चिल्ड ब्लैक होल (स्थिर और कोई विद्युत आवेश) नहीं बनते हैं जब वे पर्याप्त ऊर्जा खो देते हैं और घूमना बंद कर देते हैं। इस घटना को पेनरोज प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है। इन मामलों में, श्वार्जस्किल्ड से एक ब्लैक होल को अलग करने का एकमात्र तरीका इसके द्रव्यमान को मापना है।
एक ब्लैक होल की संरचना
ब्लैक होल अदृश्य हैं क्योंकि उनका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र प्रकाश के लिए भी अपरिहार्य है। इस प्रकार, एक ब्लैक होल में एक अंधेरे सतह का आभास होता है, जिसमें से कुछ भी परिलक्षित नहीं होता है और इस बात का कोई सबूत नहीं है कि इसमें निहित तत्वों का क्या होता है। हालांकि, उनके आसपास के वातावरण में होने वाले प्रभावों के अवलोकन से, विज्ञान घटना क्षितिज, विलक्षणता और एर्गोस्फीयर में ब्लैक होल की संरचना करता है।
घटनाओं का क्षितिज
ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की सीमा, जहाँ से कुछ भी नहीं देखा जाता है, इसे घटना क्षितिज या बिंदु ऑफ़ नो रिटर्न कहा जाता है।
नासा द्वारा उपलब्ध कराए गए एक इवेंट क्षितिज का चित्रमय प्रतिनिधित्व, जिसमें एक संपूर्ण क्षेत्र मनाया जाता है जहां से कोई प्रकाश उत्सर्जित नहीं होता है।
हालांकि यह वास्तव में केवल गुरुत्वाकर्षण परिणाम है, घटना क्षितिज को ब्लैक होल की संरचना का हिस्सा माना जाता है क्योंकि यह घटना के अवलोकन योग्य क्षेत्र की शुरुआत है।
यह ज्ञात है कि इसका आकार स्थिर ब्लैक होल में पूरी तरह से गोलाकार है और ब्लैक होल को घुमाने में तिरछा है।
समय के गुरुत्वाकर्षण के फैलाव के कारण, अंतरिक्ष-समय पर ब्लैक होल द्रव्यमान के प्रभाव से घटना क्षितिज, यहां तक कि इसकी सीमा से परे, निम्नलिखित प्रभाव पड़ता है:
- एक दूर के पर्यवेक्षक के लिए, घटना क्षितिज के पास एक घड़ी एक और दूर की तुलना में अधिक धीमी गति से आगे बढ़ेगी। इस प्रकार, किसी भी वस्तु को ब्लैक होल में चूसा जाना तब तक धीमा प्रतीत होगा जब तक कि यह समय में पंगु नहीं लगता।
- एक दूर के पर्यवेक्षक के लिए, घटना क्षितिज के निकट आने वाली वस्तु एक लाल रंग का रंग मान लेती है, जिसके परिणामस्वरूप भौतिक घटना को रेडशिफ्ट के रूप में जाना जाता है, क्योंकि ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा प्रकाश की आवृत्ति कम हो जाती है।
- वस्तु के दृष्टिकोण से, समय पूरे ब्रह्मांड के लिए एक त्वरित गति से गुजरता है, जबकि खुद के लिए, समय सामान्य रूप से गुजरता है।
व्यक्तित्व
एक ब्लैक होल का केंद्र बिंदु, जहां तारे का द्रव्यमान अनंत रूप से केंद्रित हो गया है, विलक्षणता कहलाता है, जिसके बारे में बहुत कम लोग जानते हैं। सिद्धांत रूप में, विलक्षणता में तारे का कुल द्रव्यमान होता है, जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा चूसे गए सभी पिंडों के द्रव्यमान में जुड़ जाता है, लेकिन इसका कोई आयतन या सतह नहीं होती है।
एर्गोस्फियर
एर्गोस्फीयर एक ऐसा क्षेत्र है जो घूमने वाले ब्लैक होल में घटना क्षितिज को परिधि देता है, जिसमें एक खगोलीय पिंड के लिए अभी भी खड़ा होना असंभव है।
फिर भी आइंस्टीन की सापेक्षता के अनुसार, कोई भी घूमने वाली वस्तु अंतरिक्ष-समय को उसके करीब खींचती है। एक घूर्णन ब्लैक होल में, यह प्रभाव इतना मजबूत होता है कि आकाशीय पिंड के लिए यह आवश्यक होगा कि वह प्रकाश से स्थिर गति से अधिक गति से विपरीत दिशा में चले।
यह महत्वपूर्ण है कि घटना क्षितिज के प्रभावों के साथ एर्गोस्फीयर के प्रभावों को भ्रमित न करें। एर्गोस्फीयर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के साथ वस्तुओं को आकर्षित नहीं करता है । इस प्रकार, जो भी इसके संपर्क में आता है, वह केवल अंतरिक्ष-समय में विस्थापित हो जाएगा और केवल तभी आकर्षित होगा जब यह घटना क्षितिज को बाधित करेगा।
ब्लैक होल्स पर स्टीफन हॉकिंग के सिद्धांत
स्टीफन हॉकिंग 20 वीं और 21 वीं शताब्दियों के सबसे प्रभावशाली भौतिकविदों और ब्रह्मांड विज्ञानियों में से एक थे, अपने कई योगदानों के बीच, हॉकिंग ने आइंस्टीन द्वारा प्रस्तावित कई प्रमेयों को हल किया जिन्होंने इस सिद्धांत में योगदान दिया कि ब्रह्मांड एक विलक्षणता में शुरू हुआ, तथाकथित थ्योरी को और मजबूत करना । बिग बैंग ।
हॉकिंग यह भी मानते थे कि ब्लैक होल पूरी तरह से काले नहीं होते हैं, लेकिन छोटी मात्रा में थर्मल विकिरण का उत्सर्जन करते हैं। इस प्रभाव को भौतिकी में हॉकिंग विकिरण कहा जाता था। यह सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि ब्लैक होल जारी विकिरण के साथ द्रव्यमान खो देंगे और एक बेहद धीमी प्रक्रिया में गायब होने तक कम हो जाएंगे।
