C

zy przyci¹ga, czy odpycha? Czy
jest kana³em, dziêki któremu
mo¿na dostaæ siê do innego cza-

su, innego wymiaru? Podobno, aby
Ziemia sta³a siê czarn¹ dziur¹, nale-
¿a³oby j¹ œcisn¹æ do kuli o promie-

niu oko³o 1 centymetra, czyli do
wielkoœci orzecha.

W ci¹gu ostatniego roku po-

jawi³o siê kilka ciekawych teorii,
wysnutych przez niezale¿ne zespo³y
badawcze. Poniewa¿ zespo³y s¹ rze-
czywiœcie niezale¿ne, teorie ró¿ni¹
siê, a nawet wykluczaj¹ wzajemnie.

C Z A R N E D Z I U R Y
N I E I S T N I E J ¥ !

Polski fizyk Pawe³ Mazur,

pracuj¹cy na uniwersytecie Karoli-
ny Po³udniowej, i jego amerykañscy
koledzy twierdz¹, ¿e czarne dziury
nie istniej¹. Istniej¹ za to grawasta-
ry, czyli gigantyczne „b¹ble” wy-
pe³nione ciemn¹ energi¹, ale maj¹-
ce materialn¹ powierzchniê. Po-
wierzchnia grawastaru jest nie-
zwykle cienka, dlatego dŸwiêk roz-
chodzi siê w niej z prêdkoœci¹
œwiat³a. W œrodku grawastaru jest
ciemna, skoncentrowana energia,
której ciœnienie nie dopuszcza do
tego, by grawastar utworzy³ czarn¹
dziurê. S¹ tak naprawdê ciemnymi
gwiazdami, choæ ca³kiem nowego
typu, której natury jeszcze nie zna-
my, otoczonymi warstewk¹ materii,
której nikt nigdy nie widzia³ na Zie-
mi – twierdz¹ naukowcy.

Istnienie grawastarów nie

jest sprzeczne z teori¹ Einsteina.
– Jestem pewien, ¿e kosmos jest
wype³niony grawastarami zamiast
czarnymi dziurami – twierdzi Geor-
ge Chapline z Narodowych Labora-
toriów Lawrence’a w Kalifornii.
– Astrofizycy maj¹ prawdziwy k³o-

pot, poniewa¿ obserwacyjne odró¿-
nienie czarnej dziury od grawastara
jest praktycznie niemo¿liwe –
twierdzi prof. Marek Abramowicz.

Jednak inne zespo³y, nie

zwa¿aj¹c na tê teoriê, nadal snuj¹
teoretyczne rozwa¿ania na temat
czarnych dziur.

C Z A R N A D Z I U R A
M O ¯ E S I Ê Z A C H O W Y W A Æ
J A K I D E A L N A C I E C Z

Zespó³ prof. Dam Thanh So-

na z University of Washington zas-
tosowa³ do badania teoretycznego
modelu czarnej dziury teoriê strun.
Jest to teoria, która pozwala opi-
saæ si³y takie jak elektromagne-
tyzm czy grawitacja przy za³o¿e-
niu, ¿e cz¹steczki elementarne s¹
jednowymiarowymi obiektami

w szeœciowymiarowej przestrzeni.

Zespól doszed³ do wniosku,

¿e czarna dziura mo¿e byæ trakto-
wana jak ciecz o najmniejszej ze
znanych, niemal zerowej lepkoœci.
Lepkoœæ to cecha opisuj¹ca opór
wywo³any wewnêtrznym tarciem
podczas przep³ywu cieczy. Miód
i smo³a s¹ cieczami o du¿ej lepkoœci
– wolno sp³ywaj¹. Natomiast woda,
benzyna czy alkohol maj¹ ma³¹ lep-
koœæ. Przy tej samej liczbie cz¹ste-
czek na jednostkê objêtoœci woda
jest 400 razy bardziej lepka od czar-
nej dziury.

Gdyby „zamieszaæ” czarn¹

dziurê (tylko kto to zrobi?), wirowa-
³aby stosunkowo d³ugo, podobnie
jak herbata w szklance mieszana
³y¿eczk¹.

TEKST

Ł

ATWY

!

!
!

Naukowcy, miłośnicy astro-

nomii i literatury sf od lat

głowią się nad tajemniczymi

czarnymi dziurami. Czym jest

czarna dziura?

M

Ł

ODY

TECHNIK

9/2005

4

40

0

Ani czarne, ani dziury?

W i s ł a w a K a r o l e w s k a

k o s m o s

A mo¿e kiedyœ jednak zamie-

szamy czarn¹ dziurê? S¹ zespo³y
naukowe, które chc¹ „wyproduko-
waæ czarne dziury” na Ziemi.

S Z T U C Z N A
C Z A R N A D Z I U R A

Obiekt istniej¹cy tylko przez

kilka kwadrylionowych czêœci sekun-
dy uda³o siê wytworzyæ w Brookha-
ven National Laboratory ko³o Nowe-
go Jorku za pomoc¹ akcele-
ratora Relativistic Heavy Ion
Collider. Podczas zderzenia
j¹dra atomów z³ota rozpada-
j¹ siê na mniejsze cz¹steczki
– kwarki i gluony. Powstaje
plazma o temperaturze 300
milionów razy wy¿szej ni¿
temperatura powierzchni
S³oñca. Poch³ania ona 10 razy
wiêcej cz¹steczek powstaj¹-
cych podczas zderzenia ni¿
wynika z teoretycznych za³o-
¿eñ. Ognista kulka wytwo-
rzona w amerykañskim akce-
leratorze mo¿e mieæ w³aœciwoœci
zbli¿one do czarnej dziury. Prawdo-
podobnie znikaj¹ce cz¹steczki za-
mieniaj¹ siê w promieniowanie ter-
miczne i zostaj¹ wypromieniowane
przez obiekt – podobnie jak materia
wpadaj¹ca do czarnej dziury –
twierdzi Horatiu Nastase z Brown
University w Providence.

Na razie jednak wiêkszoœæ

zainteresowanych szuka czarnych
dziur w kosmosie.

S T A R O Œ Æ
C Z A R N E J D Z I U R Y

W odleg³oœci wielu miliardów

lat œwietlnych od Ziemi astronomo-
wie obserwuj¹ obiekty nazywane
kwazarami. Istnia³y one nied³ugo po
narodzinach Wszechœwiata i wyt-
warza³y ogromne iloœci energii.
Niektórzy astronomowie uwa¿aj¹,
¿e by³y to czarne dziury miliardy ra-

zy ciê¿sze od S³oñca. Narodzi³y siê
w j¹drach m³odych galaktyk, aby
zacz¹æ „po¿eraæ” ogromne iloœci
materii. Jasnoœæ tych obiektów wy-
nika z ogromnej iloœci energii wyt-
warzanej podczas rozpêdzania ma-
terii do prêdkoœci podœwietlnej. Is-
tniej¹ teorie, wed³ug których Droga
Mleczna w swoim œrodku te¿ zawie-
ra ogromn¹ czarn¹ dziurê. Po¿ar³a
ju¿ ona ca³e dostêpne w pobli¿u pa-
liwo i dlatego jest ma³o aktywna.

Liczba czarnych dziur o masach
zbli¿onych do S³oñca w naszej ga-
laktyce to ok. 100 milionów.

J A S N A C Z A R N A D Z I U R A

Czarna dziura na czarnym

niebie jest bardzo trudna do zaob-
serwowania. Wiele czarnych dziur
otoczonych jest jednak materi¹, któ-
ra na nie „spada”. Materia ta tworzy
dysk, a zbli¿aj¹c siê do czarnej dziu-

ry, przyspiesza i poprzez zderzenia
rozgrzewa siê coraz bardziej, tak ¿e
zamienia znaczny procent swojej
masy na energiê, która rozchodzi siê
jako promieniowanie w szerokim
zakresie (od promieni gamma i pro-
mieni rentgenowskich po fale radio-
we) oraz w postaci wysokoenerge-
tycznych cz¹stek skupionych w tzw.
d¿ety. St¹d czarne dziury nale¿¹ fak-
tycznie do najjaœniejszych obiektów
we Wszechœwiecie.

!

M

Ł

ODY

TECHNIK

9/2005

4

41

1

„Jasna” czarna dziura

„Czarna dziura to obiekt astronomiczny, który tak silnie oddziałuje grawitacyjnie na swo-

je otoczenie, że nawet światło nie może uciec z jego powierzchni. Żaden rodzaj energii

ani materii nie może opuścić czarnej dziury i dlatego jest ona całkowicie czarna. Czarna

dziura powstaje, kiedy gwiazda wielokrotnie cięższa od Słońca zapada się pod swoim

ciężarem po wyczerpaniu paliwa atomowego. Granica, po przejściu której nie jest możli-

we wyrwanie się z pola grawitacyjnego czarnej dziury, nazywana jest horyzontem zda-

rzeń. Nie jest to powierzchnia tego obiektu, która może znajdować się wielokrotnie bliżej

centrum geometrycznego układu. Materia wsysana do czeluści czarnej dziury tworzy

dysk akrecyjny, generujący ogromne ilości promieniowania na skutek tarcia, jonizacji i sil-

nego przyspieszenia podczas upadku na czarną dziurę. Część zjonizowanej materii

z dysku, pod działaniem pola elektromagnetycznego dysku, ucieka w kierunkach osi,

tworząc ogromne dżety. Zgodnie z hipotezą Hawkinga czarna dziura „paruje", co powo-

duje stały ubytek masy”.

Wikipedia