את החורים השחורים ניתן לסווג לחמש קבוצות על-פי גודלם (מהקטן לגדול): חור שחור זעיר, חור שחור קדמון, חור שחור כוכבי, חור שחור בינוני וחור שחור על-מסיבי. כיום יש ראיות אסטרונומיות לקיומם של שלושת הסוגים האחרונים, ואילו השניים הראשונים עדיין היפותטיים. אף על פי כן, מיעוט בקרב הפיזיקאים לא מסכימים כי חורים שחורים קיימים.
אף על פי שהחור השחור עצמו אינו מקרין (ומכאן מגיע שמו), תהליך קוונטי המכונה קרינת הוקינג (תהליך המוציא אנרגיה מהחור השחור, ויכול לגרום לבסוף להתאיידותו) גורם לפליטת קרינה וחלקיקים מהגבול החיצוני של החור השחור הנקרא אופק הארועים.
אופק הארועים הינו משטח דמיוני המקיף את המסה של החור השחור. כל מה שנמצא בתוך אופק האירועים, ובכלל זה גם אור, אינו יכול להגיע לאופק האירועים. חלקיקים הנמצאים מחוץ לאזור זה יכולים ליפול פנימה ולחצות את אופק האירועים, אך הם לעולם לא יוכלו לחזור החוצה. על פי תורת היחסות הכללית, אופק האירועים הוא אזור שבו המרחב-זמן נמתח לאינסוף, כלומר ביחס לצופה מן החוץ תנועה באזור הזה היא איטית עד אינסוף, ולכן לא ניתן לעבור אותו לעולם (גם פנימה וגם החוצה).
במרכזו של אופק האירועים נמצאת "סינגולריות", (ייחודיות) שם צופה היחסות הכללית את עיקומו האינסופי של המרחב. המרחב-זמן בתוך אופק האירועים הוא יוצא דופן בכך שהסינגולריות היא העתיד האפשרי היחיד, כך שכל החלקיקים בתוך אופק האירועים חייבים לנוע לעברה. במילים אחרות, עצם שנמצא פנימה לאופק האירועים - נגזר גורלו לא רק להישאר בתוך החור השחור, אלא אף להגיע אל הסינגולריות עצמה, שבה הזמן עבורו ייעצר מלכת.
חור שחור נוצר מכוכבים אשר עוברים קריסה כבידתית לאחר שאוזל מלאי הדלק הגרעיני שלהם והם מפסיקים להפיק אנרגיה באמצעות היתוך גרעיני. במהלך הקריסה, הכוכב משיל מעליו את המעטפת החיצונית, שהופכת במקרים רבים לערפילית פלנטרית, והגלעין שלו הופך לגוף קטן ודחוס.
כוכב שמסתו המקורית קטנה מ-8 מסות שמש צפוי להפוך לננס לבן. כוכב מסיבי יותר, בעל מסה גדולה מ-8 מסות שמש וקטנה מ-20 מסות שמש יקרוס לכוכב נייטרונים תוך כדי פיצוץ סופרנובה. כוכב מסיבי מאוד, בעל מסה של 20 מסות שמש ומעלה, יקרוס בסוף חייו באירוע סופרנובה לחור שחור יחד עם היווצרות אופק אירועים סביבו. מרגע זה, אור שעוזב את פני הכוכב לא יכול לצאת מחוץ לאופק האירועים. משפט מתמטי קובע שפנימה לאופק האירועים החומר חייב, בסופו של התהליך, להתרכז בנקודה אחת, וליצור סינגולריות.
בגלל אפקט התארכות הזמן, אסטרונאוט שנופל לעבר החור השחור ייראה בעיני צופה מרוחק כאילו הוא מאט את תנועתו ולעולם לא יראה את האסטרונאוט חוצה את אופק האירועים. האסטרונאוט, במערכת הייחוס שלו, יחצה את אופק האירועים ויגיע לסינגולריות בזמן סופי. מרגע שחצה את אופק האירועים, בלתי אפשרי לצפות באסטרונאוט מן החוץ. ככל שהוא יתקרב לסינגולריות, כך הפרשי הכבידה בין חלק גופו הקרוב לסינגולריות ובין חלק הגוף הרחוק יותר (כוחות גאות ושפל) יהפכו למוחשיים יותר, והוא יימתח ולבסוף ייקרע, בתהליך הידוע בשם "ספגטיפיקציה". בקרבת הסינגולריות, הפרשי הכוחות נעשים חזקים מספיק כדי שהגוף יתפרק לאטומים, ואחר-כך אפילו לחלקיקים יסודיים. הנקודה בה הפרשי הכוחות הללו הופכים משמעותיים תלויה בגודלו של החור השחור. בחורים שחורים על-מסיביים (אשר נמצאים במרכזי גלקסיות), נקודה זו נמצאת הרחק בתוך אופק האירועים, כך שהאסטרונאוט עשוי לחצות את אופק האירועים ללא פגע. לעומת זאת, בחור שחור כוכבי, הפרשים אלו הופכים למשמעותיים עוד לפני ההגעה לאופק האירועים.
לא ניתן לצפות חורים שחורים בעזרת פליטת אור משום שעוצמתה של קרינת הוקינג חלשה מכדי להתגלות עבור חורים שחורים כוכביים. אולם, ניתן לגלות אותם בעזרת בחינת תופעות הנובעות מנוכחותם, כגון כוכבים החגים סביב אזור בו אין חומר נראה.
דוגמא לחור שחור מסיבי ניתן לראות בכך שמדענים ערכו תצפיות בטלסקופ בתחום התת-אדום המסוגל לצפות דרך האבק הבין-כוכבי על תנועת כוכבים סביב מרכז גלקסיית שביל החלב, שמהווה מקור של קרינת רדיו וקרינת רנטגן, הקרוי *Sgr A, והתמקדו בקבוצה של 28 כוכבים. המדענים גילו כי הכוכבים האלו מקיפים עצם בלתי נראה ועל פי חישובים שערכו, הכוכבים, שאחד מהם הספיק לסיים הקפה מלאה, מקיפים עצם דחוס במרכז הגלקסיה. על פי הערכה זו, מסתו קרובה ל-4 מיליון מסות השמש -חור שחור על-מסיבי! מקובל כיום להניח, בעקבות תצפיות רבות, שחורים שחורים על-מסיביים נמצאים במרכזיהן של כל הגלקסיות, או לפחות ברובן.
ולסיום אם אתם רוצים לנסוע בזמן מומלץ לכם להתקרב דיו לחור שחור. מסע בזמן בקנה מידה קטן, בצורת התארכות זמן, כבר הודגם פעמים רבות במעבדה. אולם, ביצוע התארכות זמן משמעותית עבור בני אדם תתאפשר רק כאשר ניתן יהיה להגיע למהירות תנועה קרובה למהירות האור, או להתקרב לשדה כבידה חזק מספיק כדוגמת השדה בקרבת חורים שחורים.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה