Hör orden ”svart hål” och du kanske tänker på en snurrande virvel, suger allt i sin lugg som din farbror vid en bröllopsbuffé. Du kan föreställa dig att en stjärna dras mot den som en bit spagetti, som fladdrar runt tomrummet tills den slurps ut ur existensen. Verkligheten är inte så enkel eller så utsökt. Här är vår primer.
Vad är ett svart hål?
Svarta hål har förvirrat fysiker i århundraden men en enkel beskrivning skulle vara ett område i rymdtiden som har så stark tyngdkraft, även ljus kan inte undkomma dess drag.
En av de första sakerna att förstå om svarta hål är att de inte är tomma utrymmen utan snarare kompakterade material till ett mycket litet område. Ett svart hål kan till exempel ha en massa av 20 stjärnor, men bara vara storleken på centrala London. Den tätheten gör konstiga saker med lagarna i tid och rum, varav en är utseendet på en teoretisk barriär som kallas händelsehorisonten.
LÄS NÄSTA: Genombrott i svart hål avslöjar vacklande strålar upptäckta av superdatorer
Se relaterat genombrott för svarta hål avslöjar vacklande strålar upptäckta av superdatorer Äldsta supermassiva svarta hål som hittills hittades är 13,7 miljarder ljusår borta
I Albert Einsteins allmänna relativitetsteori är händelsehorisonten ingen återvändo. När ett objekt kommer närmare händelsehorisonten böjer sig fler och fler vägar som dess partiklar tar mot det svarta hålet. När händelsehorisonten har överskridits blir deformationen av rymdtiden så stor att det inte finns något sätt för partiklarna att röra sig utåt.
Detta är den punkt där hålet blir svart, när ljuset inte kan fly från att dras framåt, framåt, mot en gravitationell singularitet; en punkt där rymdtiden har blivit så förvrängd att dess krökning är oändlig. Här kastas alla fysiklagar som vi förstår dem ut genom fönstret. Ingen vet riktigt vad som händer vid singulariteten.
Hur stora är svarta hål?
Det finns fyra klasser av svarta hål, även om två av dessa är hypotetiska. I den övre änden av spektrumet finns supermassiva svarta hål, som tros ligga i mitten av de flesta galaxer. Den i vår egen Vintergatan, känd som Skytten A *, anses ha en massa på 4 miljoner solar med en händelsehorisont som sträcker sig 44 miljoner kilometer.
I den nedre änden av spektrumet finns det mikrosvarta hålet, som kan vara så litet som en enda atom, även om vi ännu inte har mätt en sådan storlek. Mellan dessa två finns hypotetiska mellanhålsvarta hål och stjärnhåriga hål - skapade av stjärnornas kollaps med cirka tre gånger mer än vår sols massa.
(Konstnärernas intryck av det fantastiska svarta håletCygnus X-1. Kreditera:NASA / CXC / M.Weiss)
En annan spännande möjlig kategori är det ursprungliga svarta hålet, som föreslogs först av Stephen Hawking 1971. Dessa hypotetiska svarta hål kunde ha bildats under universums födelse innan stjärnor kom till och kan innehålla avgörande förklaringar för förekomsten av mörk materia. .
LÄS NÄSTA: Den mest detaljerade simuleringen av vårt universum någonsin gjort spänner över en svindlande en miljard ljusår
Ansträngningar att hitta dem har hittills kommit torrt, även om detta kan förändras tack vare Ligo-Jungfru-partnerskapet och dess upptäckt av gravitationsvågor. Att kunna upptäcka krusningar i rymdtidens tyg kan bana väg för ytterligare undersökningar och se tillbaka i tiden för sammanslagningar av svarta hål som fördjupar stjärnor.
Vad skulle hända mig om jag hamnade i ett svart hål?
Om du hade turen att suga dig in i ett svart hål (min beröm) kommer några konstiga saker att hända dig, och vissa ännu konstigare saker kommer att hända med någon som tittar på dig från ett säkert avstånd.
Vad som händer när ett objekt bryter mot händelsehorisonten är inte lätt att förstå, och det beror på att det är den punkt då två olika fysikmodeller - kvantmekanik och allmän relativitet - motsäger varandra.
Det finns en utmärkt skrivning av denna fyrkant - kallad Black hole information paradox - av Amanda Gefter förBBC . Kärnan i det är detta: för någon som tittar på dig bryter mot händelsehorisonten, skulle du långsamt utplånas av förvrängning av rymden, långsammare tid och värmen från Hawkings strålning - något som också, av by, så småningom kommer att skingra svart hål.
Så du är död, eller hur? Inte exakt. Enligt allmän relativitet skulle du faktiskt passera genom händelsehorisonten och inte märka effekterna av tyngdkraften för att du skulle vara i fritt fall (något Einstein kallade hans lyckligaste tanke ), tumlar mot singulariteten.
Men hur kan du resa genom rymden och bli bränd till en skarp samtidigt? Det här komplementet händer eftersom kvantfysik säger att information inte kan gå förlorad, och därför måste din kropp hålla sig utanför horisonten. Om du inte passerar händelsehorisonten bryter du dock mot lagen om allmän relativitet. Forskare har postulerat ett antal lösningar för att förena dessa motstridiga naturlagar, men paradoxen är ett pågående frågetecken i hjärtat av fysiken.
När det gäller svarta hål är det inte bara ljus som inte kan fly utan också hjärnorna hos generationer av tänkare.
flytta Google Drive-mappen till ett annat konto
Lead-kredit: Wikimedia Commons
