Ғалам шексіз құпияларға толы, олардың ішінде ең жұмбақ және әсерлі құбылыстардың бірі — қара құрдымдар. Бұл — гравитациялық күші соншалық, тіпті жарық сәулесі де одан құтыла алмайтын ерекше кеңістік аймағы. Олар жарық шығармайды, шағылыстырмайды және көзге көрінбейді. Соған қарамастан, бұл құбылыс ғалымдардың ғана емес, қиял-ғажайып жанрындағы авторлардың да назарын аударған. Соңғы онжылдықтарда заманауи телескоптар мен математикалық модельдердің арқасында қара құрдымдар жайлы бұрын-соңды естімеген мәліметтер жиналды. Бұл мақалада осындай таңғаларлық әрі ғылыми негізделген деректердің ең қызықтылары жинақталған.
- Қара құрдым — бос қуыс емес, керісінше, өте жоғары тығыздықтағы кеңістік бөлігі. Атауы жарықтың өзіне құтылуға мүмкіндік бермейтін гравитациясына байланысты қалыптасқан.
- Мұндай объектілердің болуы алғаш рет XVIII ғасырда айтылды. 1783 жылы ағылшын ғалымы Джон Митчелл жарықты жұтып жіберетін денелер туралы болжам ұсынған.
- Эйнштейннің салыстырмалық теориясы бұл болжамды нақтылай түсті. Жалпы салыстырмалық теориясының теңдеулері қара құрдымдардың гравитациялық табиғатын дәл сипаттайды.
- Олар массасы үлкен жұлдыздың құлап, тығыз күйге түсуінен пайда болады. Ядролық отын таусылған соң, жұлдыз ішке қарай шөгіп, көлемі кішірейіп, тығыздығы шексіз артады.
- Қара құрдымның ортасы сингулярлық деп аталады. Бұл — тығыздық пен тартылыс шексіздікке жететін теориялық нүкте.
- Шекарасы «оқиғалар көкжиегі» деп аталады. Бұл шептен өткен дене енді ешқашан қайта шыға алмайды, тіпті жарық жылдамдығымен қозғалса да.
- Қара құрдымдар көзге көрінбейді. Олар тек жанындағы жұлдыздардың қозғалысы немесе тартылыс әсерінен пайда болатын сәуле арқылы анықталады.
- Кейбір қара құрдымдар айналады. Мұндай денелер кеңістікті өзімен бірге бұра тартып, айналасындағы заттарға да әсер етеді.
- Олар өзара қосылып, үлкен құрылымға айналуы мүмкін. Екі қара құрдымның қосылуы гравитациялық толқындар тудырады.
- 2015 жылы алғаш рет гравитациялық толқындар тіркелді. Бұл — Эйнштейн теориясының тағы бір тәжірибелік дәлелі.
- Әрбір ірі галактиканың орталығында алып қара құрдым орналасқан. Біздің Құс жолы галактикасында орналасқан мұндай объект Стрелец A* деп аталады және оның массасы Күннен 4 миллион есе артық.
- Кейбір қара құрдымдар орасан зор болады. 2024 жылы массасы 30 миллиард Күнге тең құрылым анықталған.
- Олар айналасындағы заттарды өзіне тартып, айналасында аккрециялық диск қалыптастырады. Бұл диск жарықтың ультракүлгін және рентген диапазонында сәуле шашады.
- Ең жарық астрономиялық нысандар — квазарлар — дәл осы диск арқылы қуат алады. Олар алыстан да байқалып, ғарыштағы ең алыс объектілер қатарына кіреді.
- Кейде полюстік бағытта өте қуатты ағындар — джеттер — бөлінеді. Олар жарық жылдамдығына жуық жылдамдықпен таралып, миллиондаған жарық жылына дейін жетеді.
- Стивен Хокинг қара құрдымдар біртіндеп буланып, жойылуы мүмкін деген теория ұсынған. Бұл — Хокинг сәулеленуі деп аталады.
- Мұндай сәулелену әлі тікелей тіркелген жоқ. Бірақ теория ғылыми қауымдастықта кеңінен қолдау тапқан және белсенді түрде зерттелуде.
- Ғаламның алғашқы сәттерінде микро-қара құрдымдар пайда болуы мүмкін. Олар қазіргі кезде де болуы ықтимал және тіпті қара материяның бір бөлігі болуы мүмкін.
- Кейбір теориялар қара құрдымдарға қарсы бағыттағы — ақ құрдымдарды болжайды. Олардан тек зат шығады, бірақ ішке ене алмайды деген болжам бар.
- Оқиғалар көкжиегіне жақындаған сайын уақыт баяулайды. Сыртқы бақылаушы үшін объект бұл шекарада тоқтап қалғандай көрінеді.
- Қара құрдым маңындағы кеңістік қатты иіледі. Бұл жарықтың айналып өтуіне және ерекше визуалды эффект — «көлеңкелі тәждің» пайда болуына әкеледі.
- 2019 жылы тарихта алғаш рет қара құрдымның бейнесі түсірілді. Ол Жердегі бірнеше телескоптардың желісі — Event Horizon Telescope көмегімен алынған.
- Бұл сурет теориялық болжамдармен керемет үйлесім тапты. Қара құрдымның көлеңкесі физиктердің есептеулерімен толық сәйкес келді.
- Қара құрдымдар тек жұлдыздардың құлауынан ғана емес, басқа да процестерден пайда болуы мүмкін. Мысалы, қара материяның тығыздауы немесе ғаламдық ауытқулардың нәтижесі болуы ықтимал.
- Кейбір физиктер оларды «құрт тесіктері» ретінде қарастырады. Яғни кеңістіктің екі нүктесін жалғайтын туннель рөлін атқаруы мүмкін.
- Мұндай идеялар ғылыми фантастикада кең таралған. «Интерстеллар» фильмі осы құбылысты дәл әрі ғылыми тұрғыдан бейнелеген деп есептеледі.
- Бірқатар теориялар ғаламның өзі де қара құрдымнан туындаған деп болжайды. Бұл — кванттық теория мен космологияның түйіскен тұсы.
- Қара құрдымдар галактикалардың қалыптасуына әсер етеді. Олар жұлдыздар мен газдың қозғалысына ықпал етіп, жаңа жұлдыздардың пайда болу жылдамдығын реттейді.
- Олардың массасын жанындағы жұлдыздардың қозғалысы арқылы анықтауға болады. Айналмалы орбита мен жылдамдық тартылыс күшін есептеуге мүмкіндік береді.
- Қара құрдымдарды зерттеу арқылы табиғаттың терең заңдарын түсінуге болады. Олар — экстремалды жағдайда жұмыс істейтін заңдарды тексерудің таптырмас зертханасы.
Қара құрдымдар әлі де көптеген құпияларды сақтап келеді. Олар кеңістікті, уақытты және материяны түсінуімізге түбегейлі өзгерістер енгізіп жатыр. Ғалымдар оларды зерттей отырып, гравитация мен кванттық механика арасындағы байланысты ашуға үміттенуде. Ал адамзат үшін бұл — ғарыш пен шынайылықтың шекарасын тануға бағытталған ұлы сапардың бір бөлігі.
