Sorte huller blev teoretiseret i 1700 -tallet

Sorte huller består ikke af stof, selvom de har en stor masse. Dette forklarer, hvorfor det endnu ikke har været muligt at observere dem direkte, men kun via virkningen af ​​deres tyngdekraft på omgivelserne. De forvrænger rum og tid og har en virkelig uimodståelig tiltrækning. Det er svært at tro, at ideen bag sådanne eksotiske objekter allerede er mere end 230 år gammel.

Fødestedet for sorte huller findes i den fredelige landsby Thornhill i det engelske amt Yorkshire. I det 18. århundrede, det var her John Michell boede, ved siden af ​​middelalderkirken. Han var rektor her i 26 år og - som det fremgår af indskriften på hans mindesmærke i kirken - også meget respekteret som lærd. Faktisk, Michell havde studeret ikke kun teologi, Hebraisk og græsk i Cambridge, men havde også vendt sin opmærksomhed mod naturvidenskaberne.

Hans største interesse var geologi. I en afhandling, som blev offentliggjort efter jordskælvet i Lissabon i 1755, han hævdede, at der eksisterede underjordiske bølger, som forplantede et sådant jordskælv. Denne teori vakte stor opsigt i den akademiske verden, og førte til, at John Michell blev accepteret som stipendiat i Royal Society i London, ikke mindst på grund af denne teori.

Han holdt en tale før dette berømte samfund i 1783 om gravitation af stjerner. Han brugte et tankeeksperiment til at forklare, at lys ikke ville forlade overfladen af ​​en meget massiv stjerne, hvis tyngdekraften var tilstrækkelig stor. Og han udledte:"Skulle et sådant objekt virkelig eksistere i naturen, dets lys kunne aldrig nå os. "

Mere end et årti efter Michell, en anden videnskabsmand tog dette emne op:i sin bog udgivet i 1796 - Exposition du Système du Monde - den franske matematiker, fysiker og astronom Pierre-Simon de Laplace beskrev ideen om massive stjerner, hvorfra intet lys kunne slippe ud; dette lys bestod af legemer, meget små partikler, ifølge den generelt accepterede teori om Isaac Newton. Laplace kaldte et sådant objektkorps uklart, dvs. mørk krop.

De fysiske tankespil spillet af John Michell og Pierre-Simon de Laplace mødte ikke meget respons, imidlertid, og blev hurtigt glemt. Det blev overladt til Albert Einstein med sin generelle relativitetsteori at bane vejen for, at disse "mørke kroppe" kunne komme ind på videnskabens områder - uden at dette virkelig var hans hensigt. Selv om eksistensen af ​​punkt singulariteter, hvor stof og stråling fra vores verden simpelthen ville forsvinde, kan udledes af ligningerne, han udgav i 1915, I 1939 offentliggjorde Einstein en artikel i tidsskriftet Annals of Mathematics, hvor han havde til hensigt at bevise, at sådanne sorte huller var umulige.

Men tilbage i 1916, astronomen Karl Schwarzschild havde taget teorien om generel relativitet til grund for at beregne størrelsen og opførslen af ​​et ikke-roterende statisk sort hul uden elektrisk ladning. Hans navn er givet til den masseafhængige radius af et sådant objekt, inde, hvor intet kan slippe udad. Denne radius ville være omkring en centimeter for Jorden.

Schwarzschild havde en meteorisk karriere i løbet af sit korte liv. Født i 1873 som den ældste af seks børn af en tysk-jødisk familie i Frankfurt, hans talent dukkede op i en tidlig alder. Han var kun 16, da han offentliggjorde to artikler i et berømt tidsskrift om bestemmelse af planeter og binære stjerner. Hans efterfølgende karriere inden for astronomi tog ham via München, Wien og Göttingen til Potsdam, hvor han blev direktør for det astrofysiske observatorium i 1909. Et par år senere, midt i Word War I - Karl Schwarzschild var artilleri -andenløjtnant på østfronten i Rusland - udledte han de nøjagtige løsninger til Einsteins feltligninger. Han døde den 11. maj 1916 af en autoimmun hudsygdom.

Emnet sorte huller fandt endnu ikke vej ind i det videnskabelige område, imidlertid. Hvis noget, interessen for Einsteins teoretiske konstruktion faldt mere og mere efter den første hype. Denne fase varede cirka fra midten af ​​1920'erne til midten af ​​1950'erne. Derefter fulgte, hvad fysikeren Clifford Will kaldte "renæssancen" i den generelle relativitetsteori.

Det blev nu vigtigt at beskrive objekter, der oprindeligt kun var af interesse for teoretikerne. Hvide dværge, for eksempel, eller neutronstjerner, hvor stof eksisterer i meget ekstreme tilstande. Deres uventede egenskaber kunne forklares ved hjælp af nye begreber afledt af denne teori. Så de sorte huller bevægede sig også i fokus. Og forskere, der arbejdede med dem, blev stjerner - ligesom den britiske fysiker Stephen Hawking.

I begyndelsen af ​​1970'erne, Uhuru indvarslede i en ny æra for observationsastronomi. Satellitten undersøgte universet i området med ekstremt kort bølgelængde røntgenstråling. Uhuru opdagede hundredvis af kilder, normalt neutronstjerner. Men blandt dem var et bestemt objekt i Cygnus (=svane) konstellationen. Det fik betegnelsen Cygnus X-1. Forskere opdagede, at det var en kæmpe stjerne på omkring 30 solmasser, der skinnede med et blåt skær. Et usynligt objekt på omkring 15 solmasser kredser omkring det - tilsyneladende et sort hul.

Dette forklarer også de registrerede røntgenstråler:tyngdekraften i det sorte hul tiltrækker sagen om hovedstjernen. Dette samles i en såkaldt akkretionsdisk omkring det massive monster, hvirvler rundt om det med utrolig høj hastighed, opvarmes til flere millioner grader af friktionen-og udsender røntgenstråler, før det forsvinder i rumtidskløften.

Cygnus X-1 er på ingen måde det eneste sorte hul, som astronomerne har opdaget indirekte. Indtil nu, de har fundet en hel række af dem med mellem 4 og 16 solmasser. Men der er en, der er meget mere massiv. Det ligger i hjertet af vores Mælkevej, omkring 26, 000 lysår væk, og blev opdaget i slutningen af ​​1990'erne. I 2002, en gruppe inklusive Reinhard Genzel fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics lykkedes at gøre en opsigtsvækkende opdagelse:ved Very Large Telescope of the European Southern Observatory (ESO), videnskabsmændene observerede en stjerne, der havde nærmet sig det galaktiske centrum til inden for blot 17 lys timer (godt 18 milliarder kilometer).

I de følgende måneder og år, de var i stand til at observere denne stjernes kredsløb, som fik betegnelsen S2. Den kredser midt i galaksen (Skytten A*) en gang hvert 15,2 år med en hastighed på 5000 kilometer i sekundet. Fra bevægelsen af ​​S2 og andre stjerner, astronomerne konkluderede, at omkring 4,5 millioner solmasser er koncentreret i en region på størrelse med vores planetsystem. Der er kun en sandsynlig forklaring på en sådan tæthed:et gigantisk sort hul.

Vores Mælkevej er ingen undtagelse:forskerne mener, at disse massemonstre lurer i midten af ​​de fleste galakser - nogle endda meget større end Skytten A*. A black hole of approx. 6.6 billion solar masses is located inside a giant galaxy known as M87! Like Sagittarius A*, this stellar system 53 million light years away is also part of the observation programme of the Event Horizon Telescope.

With the discovery of gravitational waves in September 2015, the history of black holes reached its present climax. På det tidspunkt, waves from two merging holes with 36 and 29 solar masses were registered. This heralded in a new era of astronomy, whose aim is to bring light into the dark universe. And also to shed light on these mysterious black holes.