Szupermasszív fekete lyukak

A nagy tömegű csillagokról és a fekete lyukakról szóló videókban megtanultuk, hogy ha a csillag maradványa, a nagy tömegű csillag maradványa elég nehéz, a gravitációs összehúzódás, a gravitációs erő erősebb lesz még az elektronok degenerációs nyomásánál is, erősebb lesz még a neutronok degenerációs nyomásánál is, erősebb lesz még a kvarkok degenerációs nyomásánál is, és minden összeomlik egy pontba. És ezt a pontot fekete lyuknak hívjuk. Megtanultuk, hogy van egy eseményhorizont a fekete lyukak körül, és ha valami közel kerül, vagy átlépi ennek az eseményhorizontnak a határát, kizárt, hogy valaha is ki tudna szabadulni a fekete lyukból. Csak annyit tud tenni, hogy egyre közelebb kerül a fekete lyukhoz. Ez a fényre is érvényes, ezért hívják fekete lyuknak. Tehát annak ellenére, hogy az összes tömeg a középpontban van, ez az egész terület, vagyis az eseményhorizont egész felszíne, ez a teljes felülete az eseményhorizontnak ‒ lilára színezem ‒ fekete lesz. Ez az egész dolog fekete, nem bocsát ki fényt. Na most, a fekete lyukaknak ezt a típusát, amit itt leírtunk, csillagtömegű fekete lyukaknak hívjuk, azért, mert a nagy tömegű csillagok összeomlása során keletkeznek. A legnagyobb csillagtömegű fekete lyukak, amiket felfedeztek, nagyságrendileg nagyjából 33 naptömegűek. Szóval, a világosság kedvéért, már ezek is rendkívül nehezek. A csillag maradványának kell ekkorának lennie, az eredeti csillag tömegének nagyobb része lehet, hogy eltűnt a szupernóvákban. Ez a szupernóva többes száma. [Angolban rendhagyó.] Na most, van a fekete lyukaknak egy másik típusa, ezek kissé titokzatosak, ezeket hívják szupermasszív fekete lyukaknak. Bizonyos mértékig a „szuper” szó nem elég nagy a szupermasszív fekete lyukakra, mert ezek nem csak egy kicsit nagyobbak, mint a csillagtömegű fekete lyukak, hanem sokkal nagyobb tömegűek. Ezek nagyságrendileg több százezer, vagy akár több milliárd naptömegűek, több százezerszerese vagy több milliárdszorosa a tömegük a mi Napunk tömegének, a naptömegnek. És ami érdekes ezekben ‒ amellett, hogy hatalmas nagyok ‒, az, hogy úgy tűnik, nincs köztes fekete lyuk, legalábbis még nem fedeztünk fel köztes tömegű fekete lyukakat. A legnagyobb csillagtömegű fekete lyuk 33 naptömegnyi, aztán vannak ezek a szupermasszív fekete lyukak, amikről azt gondoljuk, hogy léteznek. Azt gondoljuk, hogy főleg a galaxisok középpontjában vannak ezek. Azt gondoljuk, hogy a legtöbb, ha nem az összes galaxis közepén van valójában egy ilyen szupermasszív fekete lyuk. De az egy eléggé érdekes kérdés, hogy ha minden fekete lyuk a csillagok összeomlásakor jön létre, akkor miért nem láthatunk közepeseket? Az egyik elképzelés arról, hogy ezek a nagyon masszív fekete lyukak hogyan alakulnak ki, az, hogy van egy normál csillag tömegű fekete lyuk egy területen, ahol nagyon sok anyag van, és az anyag egyesülhet körülötte. Szóval lerajzolom ‒ ez az eseményhorizont körülötte, a jelenlegi fekete lyuk ennek a középpontjában lesz, vagy inkább a fekete lyuk tömege a középpontjában lesz, és aztán az idő múlásával egyre több anyag zuhan bele ebbe a fekete lyukba. Egyre több dolog esik bele ebbe a fekete lyukba, aztán ez egyre nő ‒ és így ez lehet egy elfogadható ok ‒, legalábbis a középpontban a tömeg folyamatosan nő, így az eseményhorizont sugara is folyamatosan nőni fog. Tehát ez egy lehetséges magyarázat a jelenlegi ismereteink alapján. De azért nem teljesen jó ez így, mert ha ez lenne a magyarázata a szupermasszív fekete lyukaknak, akkor azt várnád, hogy látnunk kellene több közepes méretű fekete lyukat, esetleg 100 naptömegűt, vagy 1000 naptömegűt, vagy 10000 naptömegűt. De nem látunk ilyeneket jelenleg, csak csillagtömegű fekete lyukakat látunk, és szupermasszív fekete lyukakat látunk. Egy másik lehetséges magyarázat ‒ én inkább e felé hajlok, mert valahogy megmagyarázza a hézagot ‒ az, hogy ezek a szupermasszív fekete lyukak lényegében röviddel az ősrobbanás után alakultak ki, ezek ősi fekete lyukak. Ezek az univerzumunk kezdetéhez közel jöttek létre, ősi fekete lyukak. Emlékszel, hogy mi kell egy fekete lyukhoz? Elképesztően nagy sűrűségű anyag kell hozzá, vagy sűrű anyagmennyiség. Ha nagyon sok tömeg van nagyon kicsi térfogatban, akkor a gravitációs erő közelebb, egyre közelebb fogja húzni ezeket egymáshoz. Képes lesz leküzdeni az elektronok degenerációs nyomását, a neutronok degenerációs nyomását és a kvarkok degenerációs nyomását is, és az egész összeomlik ‒ úgy gondoljuk ‒ egyetlen pontba. Itt is világos szeretnék lenni. Nem tudjuk, hogy ez egyetlen pont, soha nem mentünk be egy fekete lyuk közepébe. Csak a fekete lyukak matematikája ‒ legalábbis ha jól értjük jelenleg ‒ szerint minden összezuhan egyetlen pontba, ahol a matematika nem működik tovább. Tehát nem vagyunk biztosak benne, hogy mi történik ebben a nagyon kicsi középpontban. De mondanom sem kell, hogy egy hihetetlenül ‒ lehet, hogy végtelen nagy, lehet, hogy majdnem végtelen ‒ sűrű pont lesz az űrben, vagy sűrű anyagmennyiség. Az ok, amiért valahogy támogatom ezt az ősi fekete lyuk elképzelést, és amiért ennek lenne értelme, az, hogy közvetlenül a világegyetem kialakulása után az univerzum összes anyaga sokkal sűrűbb térben volt, mert az univerzum kisebb volt. Szóval mondjuk itt vagyunk közvetlenül az ősrobbanás után, kis idővel az ősrobbanás után. De mit mondtunk akkor, amikor a kozmikus háttérsugárzásról beszéltünk? Azt, hogy ebben a pontban az univerzum viszonylag egyenletes volt. Nagyon, nagyon sűrű volt, de viszonylag egyenletes. Tehát egy ilyen univerzumban semmi sem indokolja, hogy valami fekete lyukká omoljon össze, mert ha nézel itt egy pontot, biztos, hogy egy csomó tömeg van a közelében, de minden irányban nagyon közel hozzá. Tehát a gravitációs erőnek minden irányban ugyanakkorának kellett lennie, ha teljesen egyforma volt. De ha az ősrobbanás után egy kicsivel nézzük ‒ talán az enyhe kvantumfluktuációk miatt ‒, egy kicsit kevésbé egyenletessé válik. Tehát mondjuk, hogy egy kicsit kevésbé egyenletes, de még mindig hihetetlenül sűrű. Tehát mondjuk, hogy valahogy így néz ki, vannak területek, amelyek sűrűbbek, egy kicsit kevésbé egyenletes, de rendkívül sűrű. Szóval itt hirtelen olyan típusú a sűrűség, ami a fekete lyukhoz szükséges. Ahol magasabb a nyomás, ahol kevésbé egyenletes, ott hirtelen fellép egy befelé ható erő. Az ezen a területen kívüli dolgok gravitációs vonzása kisebb lesz, mint az ezek felé a területek felé mutató gravitációs erő. És minél több dolgot vonz ide, annál kevésbé lesz egyenletes. Tehát el tudod képzelni, hogy az ősi univerzumban közvetlenül az ősrobbanás után, amikor a dolgok nagyon sűrűk voltak, és nagyon közel kényszerültek egymáshoz, lehettek olyan körülmények, hogy ki tudtak alakulni ezek a szupermasszív fekete lyukak. Ahol volt annyi tömeg egy ilyen kicsi térfogatban, és éppen a kellő mértékben nem volt egyenletes, akkor kialakulhatott valamiféle hógolyó-effektus, így egyre több tömeg gyűlt össze ezekben a szupermasszív fekete lyukakban, amiknek a tömege százezertől milliárd naptömegig terjed. És ‒ lehet, hogy ez a része még érdekesebb ‒ ezek a fekete lyukak válhattak a későbbi galaxisok középpontjává. Tehát kialakulnak ezek a szupermasszív fekete lyukak. Nem minden mehetett be ezekbe a fekete lyukakba, csak az, aminek nem volt nagy a szögsebessége, akkor bemehetett a fekete lyukba. De ha elég gyorsan haladt, akkor csak elkezdett keringeni a fekete lyuk körül. Ez alapján el tudod képzelni, hogy keletkeztek a korai galaxisok, akár a mienk is. Lehet, hogy szeretnéd tudni, hogy mi a helyzet a fekete lyukkal a Tejútrendszer közepén? Azt gondoljuk, hogy van ott egy. Úgy gondoljuk, van ott egy, mert megfigyeltünk egy csillagot, ami nagyon gyorsan kering valami körül az univerzum ‒ bocsánat ‒, a Tejútrendszer középpontjában. Nagyon világos szeretnék lenni, nem az univerzum középpontjában. Az egyetlen észszerű magyarázat arra, hogy ilyen gyorsan kering valami körül, az, hogy kell lenni ott valami sűrű anyagnak, akár egy fekete lyuknak, vagy valaminek, amiből végül fekete lyuk lesz. Ha számításokat végzünk a galaxisunk közepére vonatkozóan, a Tejútrendszer középpontjára, akkor a mi szupermasszív fekete lyukunk nagyságrendileg 4 millió naptömeg lesz. Remélem, ez egy kicsit elgondolkodtat téged. Nem csak a csillagok összeomlásából kialakult fekete lyukak vannak. Lehet, hogy vannak ezek közt olyanok, amelyek valahogy szupermasszív fekete lyukakká nőnek, csak ezt az összes közepeset nem tudjuk észlelni. Vagy ezek valójában más típusú fekete lyukak, lényegében másképpen alakultak ki, talán az adott univerzum születéséhez közel keletkeztek. Amikor a dolgok sűrűsége kevésbé volt egyenletes, a dolgok összesűrűsödtek. A következő videóban arról fogunk beszélni, hogy ezek a szupermasszív fekete lyukak hogyan segíthetik hihetetlen sugárforrások keletkezését, annak ellenére, hogy maguk a fekete lyukak nem sugároznak. Ezek lesznek a kvazárok.