Musta aukko
Kun tähti kuolee eli sen ydinpolttoaine on kulunut loppuun, se romahtaa kasaan
muodostaen tavallisesti valkoisen kääpiön tai neutronitähden. Jos tähti on riittävän
massiivinen, se romahtaa äärettömän pieneksi ja tiheäksi kappaleeksi, mustaksi aukoksi.
Musta aukko on niin massiivinen, ettei sen gravitaatio- eli painovoimakentästä
valokaan pääse pakenemaan. Siksi sitä ei voi havaita suoraan esimerkiksi katsomalla
teleskoopilla. Sen sijaan mustaan aukkoon syöksyvä ja sen ympärille kertyvä
materia ja sen aiheuttamat ilmiöt voidaan havaita. Ainoa selitys kvasaareissa
vapautuville valtaville energioille on supermassiivinen musta aukko kertymäkiekkoineen.
Mikään tähti ei ole tarpeeksi suuri synnyttämään supermassiivista mustaa aukkoa; ne ovat
syntyneet galaksien tiivistyessä.
Hubble-avaruusteleskoopin kuva mustan aukon kertymäkiekosta galaksin
NGC4261 ytimestä
Kuva H. Ford/JHU/NASA/STScI
1700-luvulla ranskalainen fyysikko Laplace arveli gravitaation vaikuttavan
valonsäteen kulkuun. Hän myös ensimmäisenä pohti mustan aukon olemassaoloa.
1900-luvun alusta lähtien mustien aukkojen teoriaa on käsitelty modernin
fysiikan keinoin, mutta viime vuosikymmeniin asti ne ovat olleet teoreettisia
kummajaisia.
Einsteinin suhteellisuusteoriat osoittivat massan kaareuttavan avaruutta.
Kun kappaleen massa on riittävän suuri, avaruus tavallaan kaareutuu kappaleen ympärille
muodostaen taskun, josta ei ole poispääsyä.
Newtonilaisittain ajateltuna mustan aukon pakonopeus eli nopeus, joka
kappaleella täytyy olla
päästäkseen pois gravitaatiokentästä, ylittää valonnopeuden. Kun heitämme
maapallolla kiven
ilmaan, se kohoaa hetken ja kaartaa sitten takaisin maanpinnalle. Periaatteessa
mustan aukon pinnalla ylöspäin suunnatulle valokeilalle kävisi samoin.
Schwardschildin säde on pienin etäisyys mustasta aukosta, josta vielä on mahdollista
palata. Sitä kutsutaan myös tapahtumahorisontiksi, koska sen kohdalla näkyvät
tapahtumat
ovat viimeinen havainto, jonka ulkopuolinen tarkkailija näkee mustaan aukkoon
putoavasta
materiasta tai valosta. Kukaan ei tiedä, mitä sen sisäpuolella tapahtuu.
Jos hiukkanen hajoaa
kahdeksi muuksi hiukkaseksi ennen tapahtumahorisonttia, nämä uudet hiukkaset
saavat
alkuperäisen hiukkasen energian lisäksi mustan aukon pyörimisenergaa ja ne
karkaavat lähes
valonnopeudella ergosfääristä. Niiden aiheuttamat ilmiöt paljastavat mustan
aukon olemassaolon.
Takaisin Kvasaaritutkimuksen kotisivulle
Takaisin Rakenne-sivulle
