Must auk

Allikas: Vikipeedia
Gravitatsioonilise läätse nähtus moonutab tausta (Suur Magellani Pilv) musta augu ümbruses (kunstniku interpretatsioon / tõlgendus). Seni pole astronoomidel õnnestunud saada ülesvõtet, kus oleks gravitatsiooniline lääts nii ilmekalt näha.

Must auk on ruumipiirkond (objekt), mille gravitatsioon on nii tugev, et igasugune mateeria, sealhulgas valgus, ei pääse sellest välja. Seda tekitab piisavalt suure massi olemasolu piiratud ruumiosas. Must auk koosneb kahest osast, milleks on singulaarsus ja sündmuste horisont.

Must auk tekib siis, kui väga suure tähe tuumakütus on lõppenud ning tähe sisemusse suunatud gravitatsioonijõu ja tuumareaktsioonidest tekkiva rõhu tasakaal saab rikutud. Täht kollapseerub, vajudes oma enese raskuse all lõkspinna taha, kogunedes ruumipiirkonda, mis jääb sissepoole niinimetatud sündmuste horisonti ehk Schwarzschildi raadiust, selle piirkonna tihedus läheneb lõpmatusele ja seda nimetatakse singulaarsuseks. Kuigi neutron- ja kvarkmassi omadused ei ole lõpuni selged, hinnatakse musta augu tekkimiseks vajaliku aine kriitilise massi suuruseks umbes 2 kuni 3 Päikese massi.

Kuigi must auk iseenesest ei ole nähtav, siis valguse kiirusele lähedase kiirusega musta auku langev aine tekitab elektromagnetkiirguse voo musta augu piirkonnast ja muudab ta nähtavaks. Kuna must auk on üldjuhul pöörlev objekt, siis lähtuvalt teooriast on musta augu pöörlemistelje poolused võimelised mateeriat emiteerima ja sealt lähtuvad teineteisele vastassuundades võimsad kiirgusvood ümbritsevasse ruumi. See protsess viib musta augu hääbumiseni.

Singulaarsust ümbritseb sündmuste horisont. See on musta augu välimine piir, mille ümber aegruum on lõpmatult kõverdunud. Seda välimist piiri tuntakse ka Schwarzschild'i musta auguna, kuna saksa astrofüüsik Karl Schwarzschild arvutas esimest korda välja sündmuste horisondi suuruse. Sama suuruse iseloomustamiseks kasutatakse ka terminit Schwarzschild'i raadius:

r_s = {2\,Gm \over c^2} ,

kus G\! on gravitatsioonikonstant, m\! on objekti mass, ja c\! on valguse kiirus. Maa massiga objekti kohta oleks Schwarzschild'i raadius 9 millimeetrit, niisiis nööpnõelapea suurune.

Sündmuste horisondist seespool lakkavad kehtimast meile tuntud loodusseadused. Aeg ja ruum kaotavad mõtte füüsikalises tähenduses ning seal võib esineda kõige kummalisemaid nähtusi. Kaob põhjus-tagajärg printsiip ja valitseb nn. kvantgravitatsioon. Teoreetilise füüsika uuringud, mis selle valdkonnaga tegelevad, on praegu alles algelised.

Tänapäeva üks kuulsamaid füüsikuid Stephen William Hawking näitas teoreetiliselt, et mustad augud "auravad". Seda tuntakse Hawkingi kiirgusena. Hawkingi kiirguse käigus tekivad musta augu energiast põhjustatult osakeste paarid, millest üks langeb tagasi musta auku, aga teine osake kiirgub eemale.

On avaldatud ka arvamust, et must auk on värav, mille kaudu on võimalik saada mõnda teise ruumidimensiooni. Samuti on arvatud, et mustad augud on nn. ussiaukude sisse- või väljapääsud. Need hüpoteesid on ilmselt tingitud sellest, et mustade aukude kohta on tänapäevalgi vähe teada.

Musta augu läbilõige on skemaatiliselt kujutatud alloleval pildil.

singulaarsus.jpg

Skeem on pärit lehelt Black Hole Anatomy ja seda on lubatud kasutada vastavalt litsentsitingimustele, millega on võimalik tutvuda lehel Notice to Users.

Kirjandus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]