Jak wielka może być Czarna Dziura - czy są granice Czarnej Dziury?

Jak wielka może być Czarna Dziura - czy są granice Czarnej Dziury? Co może znajdować się wewnątrz Czarnej Dziury? Czy teorie czarnych dziur mogą ulec zmianie, rozszerzeniu w taki sposób, aby wyjaśnić powstanie naszego Wszechświata? Czy czarne dziury maja wpływ na proces rozszerzenia się naszego Wszechświata? A może czarne dziury współtworzą połączenie pomiędzy wszechświatami równoległymi? Czy wielkość Czarnej Dziury ma znaczenia? Być może Czarna Dziura zamanifestuje swoje inne własności?

Nasza Koncepcji ToE–Przestrzeni Kwantowej zakłada, że na początku Wszechświata istniała tylko informacja. Czy to oznacza, że Czarne Dziury są źródłem informacji o początkach naszego Wszechświata? Informacja Pierwotna z pierwszej chwili istnienia naszego Wszechświata może być wewnątrz Czarnej Dziury. Jeśli cały upływ czasu może znajdować się wewnątrz Czarnej Dziury, to Informacja Pierwotna opisująca pierwszy moment Wszechświata może również być częścią Czarnej Dziury.

Czarna dziura – obszar czasoprzestrzeni, którego z uwagi na wpływ grawitacji, nic – łącznie ze światłem i informacją – nie może opuścić. Zgodnie z ogólną teorią względności, do jej powstania niezbędne jest nagromadzenie dostatecznie dużej masy w odpowiednio małej objętości. Czarną dziurę otacza matematycznie (opis matematyczny) zdefiniowana powierzchnia nazywana horyzontem zdarzeń, która wyznacza granicę bez powrotu.

Nazwa, atrybut „czarna”, pojawia się w kontekście pochłaniania całkowicie światła, które trafiające w horyzont zdarzeń, nie odbijając niczego, zupełnie jak ciało doskonale czarne w termodynamice. Kwantowa teoria pola przewiduje, że czarne dziury emitują promieniowanie, jak ciało doskonale czarne o niezerowej temperaturze. Temperatura ta jest odwrotnie proporcjonalna do masy czarnej dziury, co sprawia, że bardzo trudno je zaobserwować w wypadku czarnych dziur o masie gwiazdowej bądź większych.

Obecne odkrycia rzucają nowe światło na supermasywne czarne dziury. W jaki sposób próbujemy nasze badania wpłynął na koncepcje powstania naszego Wszechświata? Czy supermasywne czarne dziury spełniać dodatkowe funkcje w nawigowaniu ekspansją Wszechświata? Być może właśnie Czarne Dziury mogą spełniać dodatkowe, istotne funkcje w ekspansji naszego Wszechświata. Oto nowe przykłady poszukiwania informacji na temat supermasywnych czarnych dziur.

Odkryto najmasywniejszą czarną dziurę w historii

Galaktyka Kosmiczna Podkowa oddalona o około pięć miliardów lat świetlnych od nas kryje w sobie prawdopodobnie najmasywniejszą czarną dziurę we Wszechświecie. Niedawno odkryty obiekt ma masę ponad 36 miliardów razy większą od naszego Słońca.

Granice Czarnej Dziury. Źródło: https://dzienniknaukowy.pl/odkryto-najmasywniejsza-czarna-dziure-w-historii

Gigantyczna czarna dziura znajdująca się w galaktyce Kosmiczna Podkowa jest najmasywniejszą, jaką kiedykolwiek wykryto. Jest ponad 10 tys. razy masywniejsza niż supermasywna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej i około 36 miliardów razy masywniejsza od naszego Słońca. – To prawdopodobnie najmasywniejsza czarna dziura we Wszechświecie – powiedział Thomas Collett z Uniwersytetu w Portsmouth w Wielkiej Brytanii. Astronom dodał, że to jakby zmieścić małą galaktykę w jednym obiekcie.

Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (DOI: 10.1093/mnras/staf1036).

Ultramasywny obiekt w Kosmicznej Podkowie

Nowo odkryta ultramasywna czarna dziura znajduje się w jednej z najmasywniejszych galaktyk, jakie kiedykolwiek zaobserwowano – w Kosmicznej Podkowie. Galaktyka ta jest również największą znaną soczewką grawitacyjną, czyli galaktyką, która może wzmacniać światło z obiektów znajdujących się za nią dzięki ogromnemu przyciąganiu grawitacyjnemu.

Grawitacja wypacza czasoprzestrzeń. Im gęstszy obiekt, tym silniejsza jest jego siła grawitacyjna, a gdy obiekt jest niewiarygodnie masywny, to działa jak soczewka, powiększając i zniekształcając znajdujące się za nim źródło światła. Zjawisko soczewkowania zachodzi, gdy światło od odległego źródła uginane jest przez bliższy obiekt zwany soczewką. Masa soczewki zakrzywia przestrzeń wokół niej, co powoduje ugięcie promieni świetlnych, w efekcie czego można zaobserwować pojaśnienie źródła. Innymi słowy, do soczewkowania grawitacyjnego dochodzi wtedy, gdy grawitacja obiektów zagina i wzmacnia światło z odleglejszych gwiazd w chwili, gdy na jednej linii znajdzie się źródło promieniowania, obiekt soczewkujący oraz obserwator na Ziemi.

Chociaż wcześniejsze badania sugerowały, że w centrum tej galaktyki może znajdować się niezwykle masywna czarna dziura, naukowcy mieli trudności z określeniem jej dokładnej masy. Ale w końcu to się udało. Obliczyli, że masa monstrualnej czarnej dziury odpowiada 36,3 miliardom mas Słońca, z niepewnością pomiaru wynoszącą około 6 miliardów mas Słońca.

Uważa się, że każda galaktyka we Wszechświecie ma w swoim centrum supermasywną czarną dziurę, a najbardziej masywne galaktyki zawierają ultramasywne czarne dziury. – To jedna z 10 najmasywniejszych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek odkryto, a prawdopodobnie nawet najmasywniejsza – powiedział Collett. – Większość pomiarów masy innych czarnych dziur jest pośrednia i obarczona dość dużymi niepewnościami, więc tak naprawdę nie wiemy na pewno, która jest masywniejsza. Jednak dzięki naszej nowej metodzie mamy znacznie większą pewność co do masy tej czarnej dziury – dodał.

Przypadkowe odkrycie

Odkrycie tego kolosa było nieoczekiwanym zbiegiem okoliczności. Doszło do niego, gdy naukowcy badali rozkład ciemnej materii w galaktyce, próbując dowiedzieć się więcej o tej tajemniczej, hipotetycznej substancji. Czarną dziurę wykryli wykorzystując połączenie soczewkowania grawitacyjnego i kinematyki gwiazd, czyli badania ruchu gwiazd wewnątrz galaktyk oraz ich prędkości i sposobu, w jaki poruszają się one wokół czarnych dziur.

– Wykryliśmy wpływ czarnej dziury na dwa sposoby – zmienia ona tor, po którym światło przechodzi obok czarnej dziury i powoduje, że gwiazdy w wewnętrznych obszarach galaktyki macierzystej poruszają się niezwykle szybko – prawie 400 km/s. Łącząc te dwa pomiary, możemy być całkowicie pewni, że czarna dziura jest prawdziwa – wyjaśnił Collett.

– To odkrycie dotyczy „uśpionej” czarnej dziury, czyli takiej, która nie akreuje aktywnie materii w momencie obserwacji. Jej wykrycie opierało się wyłącznie na jej ogromnym przyciąganiu grawitacyjnym i wpływie, jaki wywiera na otoczenie – powiedział Carlos Melo z Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) w Brazylii. – Zazwyczaj w przypadku tak odległych układów pomiary masy czarnej dziury są możliwe tylko wtedy, gdy jest ona aktywna. Jednak te szacunki oparte na akrecji często obarczone są znacznymi niepewnościami. Nasze podejście, łączące silne soczewkowanie z dynamiką gwiazd i oferuje bardziej bezpośredni i wiarygodny pomiar, nawet w przypadku tak odległych układów – dodał.

Odkrycie jest istotne, ponieważ pomoże astronomom zrozumieć związek między supermasywnymi czarnymi dziurami a ich galaktykami macierzystymi. – Uważamy, że te rozmiary są ściśle powiązane, ponieważ kiedy galaktyki rosną, mogą kierować materię na znajdującą się w centrum czarną dziurę. Część tej materii powiększa czarną dziurę, ale duża jej część świeci w niezwykle jasnym źródle zwanym kwazarem. Kwazary te emitują ogromne ilości energii do swoich galaktyk macierzystych, co zapobiega kondensacji obłoków gazu w nowe gwiazdy – wyjaśnił Collett.

Połączenie czarnych dziur

Nasza galaktyka, Droga Mleczna, zawiera czarną dziurę o masie 4 milionów mas Słońca. Obecnie nie rośnie wystarczająco szybko, aby emitować energię jak kwazar, ale wiemy, że robiła to w przeszłości i może to zrobić ponownie w przyszłości.

Galaktyka Andromedy i Droga Mleczna poruszają się razem i oczekuje się, że połączą się za około 4,5 miliarda lat. To prawdopodobnie w tym momencie nasza supermasywna czarna dziura ponownie stanie się kwazarem, twierdzą naukowcy.

Badacze uważają, że Kosmiczna Podkowa zawiera w sobie obiekty z innych galaktyk pozostałe po procesie łączenia się galaktyk. W tym przypadku jest to końcowy stan najmasywniejszych związanych grawitacyjnie struktur we Wszechświecie, sprowadzonych do pojedynczej, niezwykle masywnej galaktyki. – Prawdopodobnie wszystkie supermasywne czarne dziury, które pierwotnie znajdowały się w galaktykach towarzyszących, również połączyły się, tworząc ultramasywną czarną dziurę, którą wykryliśmy. Widzimy więc końcowy etap formowania się galaktyk i końcowy etap formowania się czarnych dziur – wyjaśnił Collett.

Źródło: https://dzienniknaukowy.pl/odkryto-najmasywniejsza-czarna-dziure-w-historii

Być może proces formowania się galaktyk przyczynił się do tworzenia czarnych dziur. Czy zatem należy przyjąć, że czarne dziury były produktem upadających gwiazd? W jaki sposób zależne są granice czarnej dziury od ilości materii czy upływu czasu? Granice czarnych dziur mogą mieć różne rozmiary. Z dzisiejszych informacji wiemy, że czarne dziury nie mają rozmiarów tylko masę. Interpretacją granic czarnej dziury jest więc jej masa. Nie mamy innych szacunków do określenia wielkości czarnych dziur.

Czarna dziura może zawierać w swoim wnętrzu zarówno materię jak i czasu. Oznacza to, że wnętrze czarnej dziury może zawierać Informację Pierwotną, która opisuje materię i upływ czasu. Być jest tam również Informacja Pierwotna z pierwszych chwil istnienia Wszechświata. Może to oznaczać, że we wnętrzu czarnej dziury może dojść do integracji atrybutów podstawowych. Wówczas wewnątrz czarnej musi istnieć jedność czasu, przestrzeni, energii i materii.

Jeśli wnętrze czarnej dziury tworzy specjalne środowisko, w którym następuje zjednoczenie czasu, przestrzeni, energii i materii, to być może wnętrze czarnej dziury może być początkiem nowego Wszechświata. Czy zatem każda z czarnych dziur zawiera potencjalne środowisko dla powstania nowego Wszechświata? A może czarna dziura jest pomostem pomiędzy innymi Wszechświatami równoległymi?

Granice Czarnej Dziury. Być może wewnątrz Czarnej Dziury można znaleźć informację o powstaniu i końcu Wszechświata. W pobliżu horyzontu zdarzeń upływ czasu zwalnia, czas nie płynie, jednak wewnątrz czarnej dziury, cały dostępny czas już dawno upłyną. Czy zatem wewnątrz czarnej dziury można znaleźć informację o początku i końcu czasów? Horyzont Zdarzeń podobnie jak prędkość graniczna „C”, stanowi granicę pomiędzy początkiem wszechświata – kiedy czas nie płyną, a końcem wszechświata, kiedy to cały dostępny czas już się skończył.

Czarna dziura być może może współtworzyć mapę ekspansji naszego Wszechświata. Oznacza to, że w czarnej dziurze mogą być przechowywane informacje dotyczące powstania i ekspansji Wszechświata. Informacje te, mogłyby "odtworzyć" całą Informację konieczną do istnienie Wszechświata i wszystkich zjawisk, które mogły potencjalnie zaistnieć od początku Wszechświata i być może aż do jego Końca. Wszystkie te informacje mogą być skompresowane analogicznie jak skompresowany obraz (Kompresja danych).

Taka kompresja informacji jest największa wewnątrz czarnej dziury. Im większą masę ma czarna dziura, tym większa kompresja danych - więcej Informacji Pierwotnej, które opisują stany Wszechświata (momenty w czasie). To, co upłynęło - cała Informacja Pierwotna z przeszłości - z naszego punktu widzenia, jest zawarta we wnętrzu. Czy zatem wewnątrz czarnej dziury może istnieć "granica" pomiędzy innymi Wszechświatami?

Granice Czarnej Dziury – Czy inny opis czasu może zmienić interpretację Czarnych Dziur?

Jedną w koncepcji powstania Wszechświata jest Teoria Wielkiego Wybuchu. Zakłada się, że pojęcie czasu nie istniało przed Wielkim Wybuchem. Czy w procesie powstania Wszechświata Czarne Dziury mogły powstać przed pierwszymi gwiazdami? W jaki sposób rozszerza się czarna dziura? Czy czarna dziura może mieć swoje granice? Jeśli początek Wszechświata dokonał się bez udziału materii, to czy czarna dziura mogła mieć wówczas jakąkolwiek postać? Czy czarne dziury były konieczną częścią Wielkiego Wybuchu?

Czy Wielki Wybuch mógł dokonać się w inny sposób? Czy nasza koncepcja Czasu może zmienić oblicze Wielkiego Wybuchu? Być może Wielki Wybuch ma zupełnie inną interpretację? Nasz Wszechświat mógł powstać w zupełnie odmienny sposób niż nam się wydaje. Wydaje się, że jeśli zmienimy jeden z parametrów – dla przykładu pojęcie czasu, to wszystko może ulec zmianie. Czy wówczas nasza wiedza o otaczającej Rzeczywistości mogłaby runąć jak domek z kart?

Zmiana, według naszej Koncepcji ToE–Przestrzeni Kwantowej, jest interpretacją czasu. Aby nasz Wszechświat mógł dokonywać ekspansji, musi dokonywać się Multiplikacja zmian. Każda zmiana, każda Multiplikacja zmian, opisana jest Informacją Pierwotną. To Multiplikacja zmian powoduje, że dokonuje się opis materii.

Atrybut Materii nie wynikałby zatem z atrybutu energii. Choć należy przyznać, że do tej pory nie jesteśmy w stanie odpowiedzieć w jaki sposób energia przekształciła się w materię? Taka wiedza miałaby wpływ na interpretację samej materii i być może wówczas nie mielibyśmy problemu z terminem brakującej materii. 

Aby pojawiła się jakaś cecha, atrybut Wszechświata, który umożliwię opis naszego Wszechświata za pomocą praw, najpierw musi pojawić się informacja. Informacja była pierwszym wyzwalaczem kolejnych cech Wszechświata, którymi da się opisać nasz Wszechświat. To informacja jednoczyła w sobie cztery atrybuty: czas, przestrzeń, energię i materię. Informacja pierwotnie musiała być jakąś formą energii o nieznanym nam typie. Dopiero wówczas, z informacji uwalniały się poszczególne atrybuty opisu naszego Wszechświata. Pierwszym atrybutem, który się wyzwolił był czas.

Na początku wszystkiego musiała być Informacja.

Marek Ożarowski