A fekete lyukak a Világegyetem legkülönösebb objektumai. Nem sok mindent tudunk róluk, s amit tudunk is, annak java része elmélet, de ennek ellenére igaz az előbbi állítás. Fekete lyuk tulajdonképpen bármi lehet, ami az un. Schwarzschild-sugárnyira zsugorodik. Ez a Nap esetében 3 km, míg a Föld esetében 0,889 cm. Az a lényeg, hogy minél nagyobb tömeget préseljünk egy kis térrészbe. Ekkor a szökési sebesség eléri a fényét. A saját fényüket felfaló csillagok elmélete egészen Einsteinig fantazmagória volt.

Ma már számtalan fekete lyukat ismerünk. Az elsőként felfedezett a Cygnus X-1 volt a Hattyú csillagképben. Ezek jó része csillagok pusztulásakor a szupernova robbanás után keletkezett, míg mások a galaxisok központjaiban foglalnak helyet. Amikor egy csillag élete végén szupernovaként felrobban, ha magja 3 Naptömeg feletti, akkor azt az elszabaduló gravitáció fekete lyukká rántja össze. Ez csak a kb. 8-10 Naptömegű csillagok esetében valósul meg. A galaxisok középpontjaiban lévő fekete lyukak több százezer, sőt több millió Naptömegűek. Ezek már eleve fekete lyukként kezdték életüket. A Tejút centrumában is van nem is egy fekete lyuk.

Képzeljük el, hogy a Nap fekete lyukká zsugorodik (valójában ez sosem történik meg). Ahogy zsugorodik, kezdjük látni azokat a csillagokat, melyeket korábban eltakart. Látszólagos helyzetük egyre kevésbé felel meg a valóságnak, mert a fény elgörbül. Végül a napból egy apró fekete kör marad, amit az eltérített csillagok fényének sziporkázó gyűrűje vesz körül.

A keletkező fekete lyukat, egy a pólusain belapított gömbhöz hasonló zóna, az eseményhorizont veszi körül. Ebbe belépve senki sem térhet vissza, a lyukba zuhan. Egy kis fekete lyuk horizontján az áthaladás igen kellemetlen. Az árapály erők szétszakítanák a betévedőt. Azonban egy tízezer naptömegű fekete lyuk horizontja már olyan kis ívben görbült, hogy kényelmesen áthaladhatnánk rajta. A behatoló azonban ekkor is halálra lenne ítélve, mert minden út a központi szingularitásba vezet, ahol a téridő görbülete végtelen.

A fekete lyuk eseményhorizontján az idő befagy. Az eseményhorizont az a fekete lyukat körülvevő gömb alakú térrész, amelyet átlépve nem tudunk visszatérni többé. Ez határolja el a fekete lyukat a külvilágtól. A fekete lyuk rettentő gravitációja hatással van a téridőre is. Einstein általános relativitás-elmélete szerint az idő lassabban telik a nagy gravitációjú tömegek közelében. Például, ha a Tejút centrumában lévő mintegy 17 millió km-es óriás fekete lyuk körül körpályán keringene egy űrhajó, akkor azon csak feleannyi idő tellene el az időlassúbbodás miatt, mint itt a Földön. A fekete lyukban a téridőről lehámlik az idő jellegű szemlélet. Az eredmény a téridőhab, melyben a tér elemeire bomlik, az időnek pedig nincs iránya. Egyes tudósok azon a véleményen vannak, a fekete lyuk nem egyéb, mint végtelenül görbült téridő. Ez egy olyan mesevilág, ahol a relativitással foglalkozó tudós azt tapasztalná, hogy egy meg egy az három. A szingularitás fel van öltöztetve – mondják.

A másik lehetőség szerint a fekete lyukak csupán téridő gömbök. A fekete lyukak körül úgynevezett akkréciós korongok is lehetnek, ez az az anyaggyűrű, melyet maga köré gyűjt a fekete lyuk, s innen lassú spirálozó mozgással beléhull az anyag. Ekkor a fekete lyuk pólusainál közel fénysebességű anyagsugarak, Jet-ek lövellnek ki. Ilyen fekete lyukakat találunk a kvazároknak nevezett galaxismagok között.

A Világegyetemben gyakran előfordulnak összeütköző fekete lyukak. Az összeütköző fekete lyukak gravitációs hullámokat keltenek a téridő szövetében, melyek fénysebességgel terjednek. Ezeket jelenleg is keresik. A fekete lyuk általában csak tömegét, forgását és elektromos töltését árulja el. Mivel a fekete lyukba anyag hullik, úgy tűnhet, hogy sérül az entrópia törvénye, ezért több kutató felvetette, hogy a fekete lyuk előbb-utóbb kiveti magából rejtett entrópiáját.

Ezen túl a fekete lyukaknak hőmérsékletük is van. Sőt Hawking–sugárzás formájában részecskéket is bocsátanak ki. Tehát a fekete lyuk idővel elpárolog. A tér ugyanis tele van virtuális részecskékkel. Egy részecskepár keletkezik a fekete lyuk eseményhorizontján a rettentő gravitáció miatt, e részecskepár közül az egyiket elnyeli a fekete lyuk, a másik megszökik s energiát visz magával. A fekete lyukak élettartama tömegük köbével arányos. Elpárolgásuk végén gammafelvillanás formájában felrobbannak. A felrobbanás után egyesek szerint egy boltzmon-nak nevezett részecske marad vissza, mely 10 –66 cm2, ebben zsúfolódik össze az addig fekete lyukba esett összes információ. A boltzmon azonban rendkívül instabil, ha megzavarják, lyukat fúr a világegyetemünkbe és kilép belőle.

-Garzó László-

2014. január 14.

Hozzászólások