Crne
Rupe su nebeski objekti s drugom kosmičkom brzinom jednakoj ili većoj od brzine
svjetlosti. Prema tome, prva kosmička je samo 71 posto te brzine i takvo tijelo
s graničnim polumjerom i masom ne može 'uloviti' fotone u orbitu. Svjetlost u
njenoj blizini će ili upasti u Crnu Rupu, ili proći kraj nje u široka
prostranstva Svemira. Međutim što se događa ako se takvo tijelo nastavlja
povećavati usisavanjem okolnih tvari?
Navedena razmatranja se odnose i na Crne Rupe koje se sastoje od tvari sabijene na gustoću protona, ali ovdje će biti provedene analize za Crne Rupe sastavljene od običnih, nesabijenih atoma.
Schwarzschildov polumjer
Crne Rupe |
Vasin polumjer Oreolne
Rupe |
2 M G rc
= c2 |
M G ro = c2 |
|
|
Tablica daje uvjete polumjera po kojima neko tijelo
može biti Crna Rupa ili Oreolna Rupa. Uvjet za Oreolnu je određen tako što prva
kosmička brzina mase treba biti jednaka brzini svjetlosti, a može nastati
daljnjim povećanjem Crne Rupe. U drugom retku su prikazani granični polumjeri u
funkciji prosječne gustoće tvari Crne Rupe. Prema tome, ako se Crna Rupa
poveća od kritične na 1,41 puta veći polumjer, ona postaje i Oreolna Rupa.
Na niže prikazanoj slici je grafički prikaz za tijelo prosječne gustoće jednake
Zemlji, tj. pretpostavka je kako nakon prestanka nuklearnih procesa u
zvijezdama dobivamo razne tvari slične gustoće.
Pravac c daje vezu mase i kritičnog polumjera
za Crnu, a pravac o za Oreolnu Rupu. Krivulja funkcije trećeg korijena
je veza mase i realnog polumjera mase navedene gustoće. U točki C je
kritična vrijednost pri kojoj to tijelo postaje Crna Rupa, uz polumjer od 170
milijuna. km i masu od 58 milijuna masa Sunca. Točka O je granični
slučaj nakon kojega objekat postaje i Oreolna, uz polumjer od 240 milijuna
km i masu od 163 milijuna masa Sunca.
Svjetlost koja se pod određenim kutom približi samoj
površini takve Oreolne Rupe može kružiti uz samu površinu s polumjerom putanje
od 240 mil. km. Daljnjim povećanjem mase povećava se iznos prve kosmičke brzine
na površini, što znači kako će svjetlost kružiti na putanji većeg polumjera.
Znači, iako se Crna i Oreolna Rupa ne
mogu uočiti preko svjetlosti koja izlazi iz njih, Oreolna bi se mogla uočiti
preko orbitalne svjetlosti koja se odbija od tvari koje prolaze kroz taj snop
prema središtu tijela. Istina, to je slaba svjetlost, ali optička pomagala
se poboljšavaju svakodnevno i možemo uočavati sve slabije svjetlosne signale iz
sve većih udaljenosti.
Ova razmatranja već imaju i potvrdu u praksi, tj. utvrđeno je kako svjetlost skreće s pravca kada prolazi kraj snažnih izvora gravitacije, a Oreolna Rupa prema tome ima toliko snažnu gravitaciju da joj omogućuje stalno skretanje po kružnoj putanji.
Objekat |
Masa |
Polumjer |
Brzina tvari |
I kos. brzina |
II kos. brzina |
Crna Rupa |
Mc |
rc |
c |
0,7c |
c |
Orbitalna Rupa |
2,82 Mc |
1,41 rc |
1,41 c |
c |
1,41 c |
Tablica prikazuje osnovne podatke za ove objekte s
graničnim vrijednostima i općenitim vrijednostima. Masa Orbitalne Rupe
je 2,82 puta veća od Crne, Polumjer 1,41 puta, a Brzina tvari se
odnosi na teoretsku brzinu čestice u trenutku udara na površinu rupe. Ta je
brzina za Crnu Rupu jednaka brzini svjetlosti, ali prema svemu navedenom, tvar
koja se približava Oreolnoj Rupi, brzinu svjetlosti teoretski već postiže na
dva puta većoj udaljenosti od polumjera iste. To je točka koja se na gore
prikazanom diagramu dobije na presjeku c-pravca i okomitoga pravca kroz
točku O, i predstavlja Schwarzschildov polumjer za tu Orbitalnu
Rupu. Međutim, tvar je još daleko od površine, već se giba brzinom
svjetlosti, a i dalje je izložena snažnom gravitacijskom ubrzanju. Prema
svemu, moramo li prihvatiti činjenicu kako se kod Super-Masivnih Orbitalnih
Rupa tvari još uvijek ponašaju po poznatim zakonima iako se nalaze unutar
Schwarzschildovog polumjera?
Stranica postavljena: 6.8.2004. god.
Zadnja promjena: 03.01.2013.
e-mail: branko.vasiljev@inet.hr