Prof. dr Vladimir Ajdačić ajdacic@astronomija.co.yu

Najbliža, na rastojanju od 1.600 svetlosnih godina, ne može da uhvati našu planetu

U Svemiru postoji oko 10.000 milijardi milijardi zvezda, a u velikom broju bukte termonuklearne vatre. Pod fantastičnim pritiskom i temperaturama, u jezgrima se dešavaju mnogobrojni energetski sudari atomskih jezgara vodonika. Pored najlakšeg protona (p), tu su i teža jezgra vodonikovih atoma – deuteroni (d) i, ređi, tritoni (t).

Crna rupa, umetnička predstava

Pri nuklearnim reakcijama (d+d i d+t) dolazi do pojave fuzije (sjedinjavanje čestica) koja je praćena oslobađanjem neverovatnih količina energije. Zvezde delom ovu energiju zrače u kosmički prostor, a delom je koriste za održavanje termonuklearne vatre.

Ta vatra gori milijardama godina i drži ravnotežu snažnoj gravitacionoj sili koja teži da celokupnu masu zvezde sabije u što manju zapreminu. Kako sve u Svemiru ima svoj vek, kad-tad i zvezdama mora doći kraj. Kakav će on biti – zavisi od mase zvezde. Grubo rečeno, postoje dva scenarija "umiranja zvezda". Ukoliko zvezda raspolaže malom masom, ona će po utrošku termonuklearnog goriva mirno otići u "penziju", postaće zvezda "ugarak". Međutim, ako je njena masa tri ili više puta veća od Sunčeve, pre svog prividnog silaska s nebeske pozornice, ona će napraviti kosmički spektakl.

Kada u jezgru zvezde vatra oslabi, gravitacione sile nadvladaju unutrašnje kretanje čestica i, kao strašna krckalica, "zdrobe" zvezdu – sabiju svu zvezdanu materiju u malu zapreminu. To dovodi do brzog, strahovitog usijanja jezgra zvezde, koje uzrokuje nove nuklearne procese – počinju da izgaraju i teža atomska jezgra od vodonikovih. U kratkom vremenu oslobađa se kolosalan iznos energije i zbog toga dolazi do eksplozije zvezde.

Tako će na nebu jedna jedva vidljiva zvezdana tačkica iznenada blesnuti ogromnim sjajem – pojaviće se supernova. U nekoliko sati ili dana, neverovatna količina energija biće izračena u kosmos, a materija zvezde rasuta u okolni prostor. U njoj će se naći, u supernovi novostvoreni, teški elementi, počev od gvožđa do uranijuma.

Skrckani atomi

U velikom broju slučajeva gravitacione sile će posle eksplozije zvezde "sakupiti" ovu materiju u kuglu prečnika 10-15 kilometara ili još manju. Zbog strahovite kondenzacije materije, protoni, deuteroni, elektroni i retki "skrckani" atomi pretvoriće se u "neutronsku kašu". Na ovaj način nastaće neutronska zvezda, čija je gustina materije veća od milion tona po kubnom santimetru!

Ako je prvobitna zvezda bila masivnija, "lom materije" se neće završiti u neutronskoj zvezdi, već će gravitacione sile nastaviti sa sabijanjem i "drobljenjem" neutrona! To će dovesti do nastanka nepojmljivo malog tela, možda čak veličine tačke – crne rupe.

Posle objavljivanja Opšte teorije relativnosti Alberta Ajnštajna, nemački astronom Karl Švarcšild, pred svoju smrt 1916. godine, uputio mu je rad u kome je Njutnov zamenio relativističkim modelom vreme-prostora. Petnaest godina kasnije, 1931, astrofizičar S. Čandrasekar, ispitujući unutrašnjost zvezda belih patuljaka, na svoje veliko iznenađenje otkrio je da beli patuljci što im je masa veća imaju manji prečnik! I da u slučaju da masa belog patuljka premašuje 1,2 Sunčeve, prečnik te zvezde nužno postaje toliko mali da ona više ne može da se stabilizuje, zbog toga neminovno doživljava kolaps.

Prvi put pojam crne rupe u teoriji sreće se u radu R. Openhajmera i H. Snajdera iz 1939. U njemu piše: "Kada se svi izvori termonuklearne energije iscrpe, dovoljno masivna zvezda doživeće kolaps. Ukoliko masa zvezde nije na neki način učinjena poredljivom sa masom Sunca, sažimanje će se nastaviti unedogled... proći će stadijume belih patuljaka, neutronskih zvezda – sve do objekta koji će prestati da komunicira sa ostatkom Svemira".

Sada znamo mnogo više o crnim rupama. Zahvaljujući svojim masama, one s drugim telima u Svemiru komuniciraju putem gravitacionih sila, koje omogućuju da u svoj beskrajni ponor usisavaju i materiju i energiju. Prva crna rupa otkrivena je 1971. u sazvežđu Labud X-1 posmatranjem iks-zračenja dvojnih zvezda. Od tada je pronađeno mnogo crnih rupa. Najveći broj nalazi se u središtima galaksija. Po svemu sudeći, one obezbeđuju energetski pogon kvazarima.

Najudaljenija crna rupa opisana je nedavno u "Politici", a nalazi se u jezgru galaksije na 13 milijardi svetlosnih godina od nas. Njena je masa kvadrilion (1.000.000.000.000.000) puta veća od mase Zemlje. Recimo i to da se ona krije u kvazaru koji odaje u kosmos 10.000 puta veću količinu energije od naše galaksije – Mlečnog puta!

A tek kliker

Najbliža crna rupa od nas nalazi se na rastojanju od 1.600 svetlosnih godina (oko 1,5x1016 km) u pravcu sazvežđa Sagitarijus. To je kosmičko telo (objekt) u neposrednoj blizini normalne zvezde V4641 Sgr. Smatra se da se ta crna rupa, čija je masa procenjena na 3-10 Sunčevih, skriva u mikrokvazaru koji izbacuje plazmu čije čestice dostižu 90 odsto brzine svetlosti. On je izučavan pomoću 27 radio-teleskopa u Sokoru, u pustinji Novog Meksika (SAD).

U toku osmatranja 16. septembra 1999. došlo je do iznenadnog, veoma jakog radio-izboja u navedenom području. Posle tridesetak minuta intenzitet zračenja se prilično smanjio, da bi sutradan bio 40 puta slabiji, a zatim se utopio u prirodni šum. Prvi od tri radio odraza iz područja V4641 (16. septembar 1999), izazvan izbojem plazme, dosegao je do rastojanja tri puta većeg od udaljenosti Plutona od Sunca.

Pogledajmo kakva nam opasnost preti od opisanih crnih rupa. Najudaljenija, ogromna crna rupa s kraja Svemira, prava je aždaja koja je progutala oko tri milijarde sunaca. Ona je toliko daleko, da nas ni najmanje ne ugrožava. A šta je sa onom najbližom?

Da bismo odgovorili na to pitanje, upoznajmo se s pojmom Švarcšildovog poluprečnika (R). To je rastojanje od crne rupe s koga nema povratka. Ako nešto do njega dospe – neizbežno biva usisano u crnu rupu. Švarcšild je našao da pomenuti poluprečnik iznosi: R = 2MG/c2, gde je: M – masa crne rupe, G - univerzalna gravitaciona konstanta, a c – brzina svetlosti. Unesemo li u gornji izraz veličine za G i c, dobijamo: R (cm) = 1,484 x 10-28M (g).

Interesantno je pogledati koliki su Švarcšildovi poluprečnici za različite objekte, u rasponu od vodonikovog atoma do Svemira (pod pretpostavkom da je on zatvorenog tipa). Kako je Švarcšildov poluprečnik direktno srazmeran masi crne rupe, svako ga može lako izračunati za ma koji objekt, zamišljen da je crna rupa. Potrebno je samo da u gornji izraz unese masu tela u gramima, pomnoži to sa izvedenom konstantom i dobiće Švarcšildov poluprečnik u santimetrima.

Recimo za kliker čija je masa sedam grama, on iznosi: R = 1 x 10-27 cm = 1 x 10-19 A. To znači, da bi sve što priđe tačkastoj crnoj rupi mase sedam grama na rastojanje od 1 x 10-19 angstrema (jedan angstrem je stomilioniti deo santimetra) ili bliže, nepovratno bilo usisano. Razume se, ovo se ne bi desilo u slučaju običnog klikera. On ne može da se ponaša kao "nesavladivi usisivač" – crna rupa, jer mu masa nije koncentrisana u jednoj tački.

Za najbližu crnu rupu V4641, čija masa iznosi 3-10 Sunčevih masa, Švarcšildov poluprečnik je 9-30 kilometara. Mi se nalazimo na milion milijardi puta većem rastojanju, pa tako možemo mirno da spavamo ne strahujući da će ona uhvatiti Zemlju ili Sunčev sistem u svoj smrtonosni zagrljaj. To, čak, ne bi mogla da ostvari ni najdalja crna rupa, čija je masa tri milijarde puta veća od Sunčeve, kada bi se našla na rastojanju nama najbliže crne rupe!

(jun 2003.)

vrh