ब्लैक होल अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जहाँ गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत है कि कुछ भी, यहाँ तक कि प्रकाश भी, बच नहीं सकता एक बार जब वह घटना क्षितिज को पार कर जाता है। खगोलविद ब्लैक होल को सीधे नहीं देख सकते, इसलिए वे पास की चीजों, प्रकाश और स्पेस-टाइम पर पड़ने वाले प्रभावों से उनकी उपस्थिति का अनुमान लगाते हैं — ऐक्रीशन डिस्क, कक्षा में तारे, और गुरुत्वाकर्षण तरंगें नामक लहरें। दो ऐतिहासिक अवलोकन, 2015 में LIGO की गुरुत्वाकर्षण तरंग की पहली पहचान और 2019 में M87 की Event Horizon Telescope की छवि, ने इस अवधारणा को सिद्धांत से सीधे प्रमाण में बदल दिया।
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ब्लैक होल एक से अधिक तरीकों से बनते हैं, और खगोलविद उन्हें एक ही उत्पत्ति के बजाय द्रव्यमान के आधार पर आकार वर्गों में वर्गीकृत करते हैं।
ब्लैक होल कैसे बनते हैं
सबसे अच्छी तरह समझा जाने वाला मार्ग तारे की मृत्यु है। NASA के Imagine the Universe प्रोजेक्ट के अनुसार, एक तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल तब बनता है जब एक विशाल तारा अपना परमाणु ईंधन समाप्त कर देता है और इसका कोर अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के तहत ढह जाता है, एक प्रक्रिया जो सुपरनोवा विस्फोट के साथ हो सकती है। NASA कहता है कि ये तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल आमतौर पर सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 5 से 20 गुना होते हैं और आकाशगंगाओं में बिखरे हुए होते हैं जहाँ विशाल तारे रहते और मरते हैं।
इस पैमाने के दूसरी ओर अतिविशाल ब्लैक होल हैं, जो लगभग हर बड़ी आकाशगंगा के केंद्र में पाए जाते हैं, जिनके द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के लाखों से अरबों गुना तक होते हैं, NASA के अनुसार। ये विशाल ब्लैक होल कैसे बनते और बढ़ते हैं, यह NASA के अनुसार अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है, हालांकि अवलोकन एक आकाशगंगा के केंद्रीय ब्लैक होल के आकार और आकाशगंगा के आकार के बीच एक संबंध दिखाते हैं।
NASA एक प्रस्तावित मध्यवर्ती वर्ग का भी वर्णन करता है, जिसका द्रव्यमान तारकीय और अतिविशाल श्रेणियों के बीच है। एजेंसी नोट करती है कि खगोलविदों ने हाल ही में मध्यवर्ती-द्रव्यमान ब्लैक होल के लिए संभावित प्रमाण खोजना शुरू किया है, क्योंकि पहले के कई उम्मीदवार अन्य भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा समझाए जाते थे।
खगोलविद कुछ ऐसी चीज को कैसे देखते हैं जो प्रकाश नहीं बनाती
एक ब्लैक होल को नहीं देखा जा सकता क्योंकि यह कोई प्रकाश नहीं निकालता है। NASA के Imagine the Universe पृष्ठ के अनुसार, खगोलविद इसके बजाय अप्रत्यक्ष पहचान पर निर्भर करते हैं: वे पास की वस्तुओं में ऐसा व्यवहार ढूंढते हैं जो केवल एक बहुत बड़े, घने, अदृश्य द्रव्यमान की उपस्थिति से समझाया जा सकता है। इसमें पदार्थ शामिल है जिसे अंदर खींचा जा रहा है और एक चमकती हुई ऐक्रीशन डिस्क में गर्म किया जा रहा है, या तारे दृश्य रूप से किसी ऐसे बिंदु के चारों ओर परिक्रमा कर रहे हैं जहाँ कोई तारा नहीं देखा जा सकता।
इस अप्रत्यक्ष प्रमाण को चित्रित करने का एक तरीका रेडियो इंटरफेरोमेट्री है। Event Horizon Telescope (EHT) ग्रह भर के रेडियो वेधशालाओं को बहुत लंबी बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (VLBI) नामक तकनीक का उपयोग करके जोड़ता है, जो, जैसा कि भौतिकी आउटरीच साइट Einstein-Online द्वारा समझाया गया है, कई दूरबीनों से एक साथ किए गए अवलोकनों को ऐसी दूरबीन के बराबर डेटा में जोड़ता है जो पृथ्वी के आकार की हो। ब्लैक होल सीधे दिखाई नहीं देता; जो EHT रिकॉर्ड करता है वह ऐक्रीशन डिस्क में गर्म, घूमती हुई गैस से रेडियो उत्सर्जन है, एक अंधेरे केंद्रीय क्षेत्र के साथ — ब्लैक होल की 'छाया' — जहाँ प्रकाश चरम गुरुत्वाकर्षण के तहत वस्तु के चारों ओर झुकता है।
पहली छवि: M87
10 अप्रैल 2019 को, EHT सहयोग ने इस तरह से बनाई गई पहली छवि जारी की, जो आकाशगंगा M87 के केंद्र में अतिविशाल ब्लैक होल को दिखाती है, जो पृथ्वी से लगभग 55 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर है, MIT News के अनुसार, जिसने इस रिलीज की रिपोर्ट की। MIT News ने वस्तु के द्रव्यमान को सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 6.5 अरब गुना बताया, चित्रित घटना क्षितिज लगभग 40 अरब किलोमीटर तक। अवलोकन अभियान ने आठ जमीन-आधारित रेडियो वेधशालाओं को जोड़ा और दुनिया भर में 200 से अधिक शोधकर्ताओं को शामिल किया।
ब्लैक होल सुनना: गुरुत्वाकर्षण तरंगें
एक अलग पहचान पद्धति बिल्कुल प्रकाश का उपयोग नहीं करती है। 14 सितंबर 2015 को, 5:51 a.m. EDT पर, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों की पहली सीधी पहचान की — स्पेस-टाइम में तरंगें जो Einstein के सामान्य सापेक्षता द्वारा भविष्यवाणी की गई थीं — MIT News के अनुसार। सिग्नल दो ब्लैक होल से आया, प्रत्येक सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 30 गुना, लगभग 1.3 अरब प्रकाश-वर्ष दूर मिल रहे थे। टकराव ने लगभग तीन सौर द्रव्यमान के बराबर ऊर्जा को गुरुत्वाकर्षण तरंगों में परिवर्तित किया, MIT की रिपोर्ट के अनुसार, दृश्य ब्रह्मांड में सभी प्रकाश की तुलना में अधिक शक्ति को विकीर्ण करता है। LIGO की Louisiana और Washington State में जुड़वां 4-किलोमीटर लेजर डिटेक्टर ने एक प्रोटॉन के व्यास से कम दस हजारवें हिस्से की हथियार लंबाई में परिवर्तन को मापा।
LIGO के बाद इटली में Virgo डिटेक्टर और जापान में KAGRA शामिल हुए LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) सहयोग बनाने के लिए, जिसने Caltech की रिपोर्ट के अनुसार 2015 के बाद से लगभग 300 ब्लैक होल मर्जर को रिकॉर्ड किया है, जिसमें अकेले अपने चौथे अवलोकन चलाने में 200 से अधिक शामिल हैं। नवंबर 2023 में, सहयोग ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों द्वारा अब तक रिकॉर्ड किए गए सबसे विशाल ब्लैक होल के मर्जर को देखा, एक घटना जिसे GW231123 नाम दिया गया था, जिसमें लगभग 100 और 140 सौर द्रव्यमान की वस्तुएं शामिल थीं जो लगभग 225 सौर द्रव्यमान के ब्लैक होल में मिल गई, Caltech ने रिपोर्ट की।
एक नज़र में मुख्य तथ्य
ब्लैक होल वर्ग और उन्हें कैसे खोजा गया
वर्ग / घटना
द्रव्यमान (सौर द्रव्यमान)
पहचान विधि
तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल
~5–20
अप्रत्यक्ष: कक्षीय पदार्थ/तारों पर प्रभाव (NASA)
मध्यवर्ती-द्रव्यमान (प्रस्तावित)
NASA द्वारा सटीक रूप से परिभाषित नहीं; कुछ पुष्टि किए गए उम्मीदवार
अप्रत्यक्ष, सीमित पुष्टि किए गए उम्मीदवार (NASA)
अतिविशाल ब्लैक होल
लाखों से अरब
अप्रत्यक्ष; केवल M87* और Sagittarius A* के लिए सीधे चित्रित (NASA/EHT)
ये इतने विशाल ब्लैक होल मानक तारकीय विकास मॉडल द्वारा निषिद्ध हैं।
— Mark Hannam, Cardiff University, जैसा कि Caltech ने GW231123 मर्जर पर उद्धृत किया
एक साथ, दोनों विधियां — रेडियो इंटरफेरोमेट्री के साथ ब्लैक होल के चारों ओर की चमकती हुई सामग्री को चित्रित करना, और दो ब्लैक होल की गुरुत्वाकर्षण-तरंग 'चहचहाहट' को सुनना जो एक साथ सर्पिल हो रहे हैं — खगोलविदों को स्वतंत्र, पूरक तरीके देती हैं यह पुष्टि करने के लिए कि कोई वस्तु एक ब्लैक होल है और इसके द्रव्यमान को मापने के लिए, भले ही ब्लैक होल स्वयं कभी कुछ भी नहीं बनाता है जो सीधे देखा जा सकता है।
प्रश्न
क्या हम कभी वास्तव में ब्लैक होल को देख सकते हैं?
नहीं — एक ब्लैक होल स्वयं कोई प्रकाश नहीं बनाता। जो दूरबीनें जैसे Event Horizon Telescope रिकॉर्ड करती हैं वह इसके चारों ओर चक्कर लगाती हुई गर्म गैस (ऐक्रीशन डिस्क) से रेडियो उत्सर्जन है, एक अंधेरी 'छाया' के साथ जहाँ ब्लैक होल प्रकाश को अवरुद्ध करता है और मोड़ता है, Einstein-Online और NASA के अनुसार।
ब्लैक होल कैसे बनते हैं?
तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल तब बनते हैं जब एक विशाल तारा अपना ईंधन समाप्त कर देता है और इसका कोर ढह जाता है, कभी-कभी एक सुपरनोवा में, NASA के अनुसार। आकाशगंगा केंद्रों में अतिविशाल ब्लैक होल कैसे बनते और बढ़ते हैं, यह अभी भी अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है, NASA कहता है।
ब्लैक होल की पहली सीधी छवि कौन सी थी?
10 अप्रैल 2019 को, Event Horizon Telescope सहयोग ने आकाशगंगा M87 में अतिविशाल ब्लैक होल की एक छवि जारी की, पृथ्वी से लगभग 55 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर, आठ वेधशालाओं द्वारा एकत्र किए गए रेडियो डेटा से बनाई गई, जैसा कि MIT News ने रिपोर्ट किया।
गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्या हैं और वे ब्लैक होल से कैसे संबंधित हैं?
गुरुत्वाकर्षण तरंगें स्पेस-टाइम में तरंगें हैं जो Einstein के सामान्य सापेक्षता द्वारा भविष्यवाणी की गई थीं; LIGO ने 14 सितंबर 2015 को पहली सीधी पहचान दो मिल रहे ब्लैक होल से की, प्रत्येक लगभग 30 सौर द्रव्यमान, लगभग 1.3 अरब प्रकाश-वर्ष दूर, MIT News के अनुसार।
ब्लैक होल कितने विशाल हो सकते हैं?
तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल आमतौर पर सूर्य के द्रव्यमान का 5–20 गुना होते हैं (NASA), जबकि अतिविशाल ब्लैक होल सौर द्रव्यमान के लाखों से अरब गुना होते हैं; 2019 में चित्रित M87 ब्लैक होल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 6.5 अरब गुना है, MIT News के अनुसार।
रॉकेट एक दिशा में निकास को बाहर निकालकर चलते हैं ताकि वाहन दूसरी दिशा में धकेला जाए, न्यूटन के गति के तीसरे नियम के तहत। थ्रस्ट इस बात पर निर्भर करता है कि प्रति सेकंड कितने निकास द्रव्यमान बाहर निकलते हैं और यह नोजल से कितनी तेजी से निकलते हैं, जबकि कक्षा में रहना आगे की गति को गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव के विरुद्ध संतुलित करने पर निर्भर करता है। बहु-चरण डिज़ाइन और, कुछ मिशनों के लिए, विद्युत प्रणोदन को अंतरिक्ष उड़ान के लिए आवश्यक भारी मात्रा में ईंधन को प्रबंधित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
अंतरिक्ष यात्री प्रशिक्षण एक बहु-वर्षीय प्रक्रिया है जो शिक्षा, अनुभव और शारीरिक फिटनेस के लिए चयन स्क्रीनिंग से शुरू होती है, फिर किसी भी उड़ान से पहले कई वर्षों की जमीनी प्रशिक्षण में चली जाती है। नासा और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) के अनुसार, उम्मीदवार अंतरिक्ष यान प्रणाली सीखते हैं और पानी के नीचे अंतरिक्ष चलना का अभ्यास करते हैं, और ESA उम्मीदवार रूसी का भी अध्ययन करते हैं, जबकि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ISS) पर जीवन काम, व्यायाम और नींद के एक निर्धारित दैनिक शेड्यूल पर चलता है।
एक ब्लैक होल अंतरिक्ष का वह क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत है कि कोई भी चीज, यहां तक कि प्रकाश भी, एक बार जब यह घटना क्षितिज को पार करता है तो बच नहीं सकता। अधिकांश तब बनते हैं जब एक विशाल तारा अपना परमाणु ईंधन खत्म कर लेता है और इसका मूल ढह जाता है; अति विशाल संस्करण अरबों वर्षों में आकाशगंगा के केंद्रों में बढ़ते हैं। प्रत्यक्ष छवियों और गुरुत्वाकर्षण तरंग पहचान ने उनके अस्तित्व की पुष्टि की है और आइंस्टीन की सामान्य सापेक्षता का परीक्षण किया है।
चाँद की दशाएँ बदलती हैं क्योंकि सूरज की रोशनी जब यह पृथ्वी के चारों ओर घूमता है तो इसकी सतह के विभिन्न भागों को hit करती है, पृथ्वी की छाया के कारण नहीं; दशाओं का एक पूरा चक्र, जिसे synodic month कहा जाता है, औसतन 29.5 दिन होता है। वही चाँद पृथ्वी के महासागरों को असमान गुरुत्वाकर्षण बल से खींचता है, जो लगभग हर 24 घंटे और 50 मिनट में दो उच्च ज्वार और दो निम्न ज्वार बनाता है, सूरज इस खिंचाव को महीने में दो बार मजबूत या कमजोर करता है।
