Хар нүхний тухай 10 баримт

 

Хар нүх бол гэрлийг өөртөө хазайлган татах хүчтэй ертөнц дээрх цор ганц объект. Гэвч энэ нууцлаг зүйлийн талаар одоо болтол хүн төрөлхтөн гүйцэд судалж чадаагүй байна. Өнөөг хүртэл мэдэгдэж байгаа түүний шинж чанаруудаас энд дурдая.



1. Хар нүх нь сордоггүй

Зарим хүмүүс хар нүх нь сансарт яг л тоос сорогч шиг ажиллаж хавь ойрныхоо биетүүдийг сорчихдог гэж ойлгодог. Гэвч огт тэгдэггүй, харин өөрийн онцгой хүчтэй татах хүчтэй байдаг. Хэрвээ нарны оронд ижил масстай хар нүх байлаа гэхэд манай дэлхий яг л нарыг тойрдог шигээ тойрог замаараа аялсаар байх болно. Харин түүнд ойрхон однуудын сансрын салхины нөлөөгөөр салсан биетүүд нь хар нүх рүү татагдаж унадаг байна.



2. Хар нүхний талаар анхны таамгийг Карл Шварцчилд гаргасан

Хэдийгээр харьцангуй онол нь хар нүхний хэлбэрийг таамаглаж болохоор байсан ч Эйнштейн түүнийг нээгээгүй юм. Харин Карл Шварцчилд Эйнштейний тэгшитгэлийг ашиглан хар нүх байж болохыг баталжээ. Тэр энэ таамаглалаа 1915 онд Эйнштейний онолтой цуг гаргаж байж.

Эндээс Шварцчилдийн радиус хэмээх нэр томъёо гарсан нь хар нүх үүсгэхийн тулд ямар нэг объектыг хэр зэрэг шахаж агшаахыг харуулдаг хэмжүүр болжээ. Уг онолоор ямар ч объектыг хангалттай жижиг болтол нь шахаж чадвал нягтрал нь нэмэгдсэнээр татах хүч нь эрс ихсэж хар нүх болох боломжтойг баталдаг.

Жишээ нь дэлхийн бөмбөрцгийг самрын чинээ болтол шахвал хар нүх болно.



3. Хар нүх шинэ ертөнц үүсгэх боломжтой.

Хар нүхэнд шинэ ертөнц үүсч болно гэдэг нь байж болшгүй мэт сонсогдох ч онолоор бол болно гэж үздэг. Манай ертөнцөд л гэхэд маш олон нөхцлүүд давхцаж, тохироо бүрдэж байж амьдрал бий болсон. Харин үүнийг өчүүхэн хэмжээгээр өөрчлөхөд л амьдрал алга болно. Тэгвэл хар нүхний төвд манай стандарт физикийн хуулиудаас тэс өөр хууль үйлчилж байгаа тул онолоор өөр ертөнц үүсэх боломжтой юм.



4. Хар нүх бүгдийг “шпагетти” болгох чадалтай

Хар нүх нь чамайг яг л шпагеттины гоймон шиг сунгах чадвартай. Энэ үзэгдлийг “шпагетти болгох” (spaghettification) гэдэг. Үүний шалтгаан нь түүний татах хүч зайнаас маш их хамаардагтай холбоотой. Одоо чамайг дэлхий дээр зогсож байхад хөл чинь толгойноос илүү дэлхийн цөмд татагдаж байгаа. Учир нь цөмд илүү ойр учир. Харин татах хүч эрс нэмэгдэх юм бол энэ нь буруугаар эргэж ямар ч биет яг л урт гоймон шиг сунаж эхэлнэ.

Багахан хэмжээгээр цөмд ойр байхад л илүү хурдтай татагдаж эхэлдэг бол дээд хэсэг нь арай удаан татагдана. Ингэснээр юу ч байсан гоймон болно.



5. Хар нүх алга болдог

Хар нүхнүүд зөвхөн эд зүйлсийг залгиад байдаггүй. Өөрөө ч алга болдог. Анх энэ онолыг физикч Стефен Хокинг 1974 онд нээсэн. Энэ үзэгдлийг эрдэмтний нэрээр Хокингийн радиаци гэж нэрлэжээ. Хокингийн радиаци нь хар нүхний массыг хугацааны турш сансарт задалж эцэстээ устаж алга болоход хүргэдэг. Тиймээс Хокингийн радиацийг хар нүхний хайлуулагч ч гэдэг ажээ.

 



6. Хар нүх цаг хугацааг удаашруулдаг

Хар нүх нь цаг хугацааг удаашруулдаг. Үүнийг ойлгохын тулд Эйнштейний харьцангуйн онолын жишээг харахад хангалттай. Хоёр ихрийн нэг нь дэлхий дээр үлдэж, нөгөө нь гэрлийн хурдаар сансарт аялаад эргэж ирлээ гэж бодъё. Ингэхэд аялаад ирсэн ихрийн өрөөсөн хамаагүй залуу байх болно. Учир нь тэр маш хурдтай шилжсэнээр түүний хувьд цаг хугацаа удааширна (бага хугацаа зарцуулна).

Хэрвээ хар нүхний татах хүчний нөлөөнд орвол татагдах явц эрс хурдтай байх тул цаг хугацаа дээрхтэй адил удааширна гэсэн үг.



7. Хар нүхнүүд асар их эрчим хүчний үүсгэгч

Хар нүх нь нарнаас ч илүү эрчим хүчний үүсгүүр байж чадна. Ингэхдээ диск хэлбэрийн төхөөрөмжийг хар нүхний тойрог замд оруулахад татах хүчний үйлчлэлд байгаа (хар нүх рүү харсан) диск нь маш хурдтай эргэлдэх юм.

Энэ эргэлтээр тэрбумаар хэмжигдэх Фаренгейтийн хэмтэй халууныг бий болгож материалын массыг эрчим хүчинд хувиргана. Ингэж бий болсон энергийг хар биеийн радиаци гэдэг. Харьцуулбал цөмийн реактор нь массын 0.7 хувийг энерги болгодог бол хар нүхний хүчээр 10 хувийг хувиргаж болно. Үнэхээр их зөрүү.



8. Хар нүх нь орчныхоо орон зайг татдаг

Огторгуйд олон зэрэгцээ шулуун шугамнуудтай резинэн хавтгай байна гэж төсөөлье. Хэрвээ энэ хавтгай дээр ямар нэг зүйл тавьбал бага зэрэг шигдэнэ. Илүү масстай зүйл тавьбал илүү гүн шигдэнэ. Ингэхэд хавтгай дээрх шугамнууд шулуун байхаа больж муруйна. Гүн шигдэх тусмаа шугамнуудад илүү хазайлт үүсгэнэ. Үүн шиг хамгийн гүнзгий нөлөө үзүүлж чадах объект нь хар нүх. Тиймээс түүний эргэн тойрон дахь орон зай нь яг энэ шугамнууд шиг хазайдаг гэсэн үг. Энэ хазайлтаас гарч чадах хүчтэй юу ч байхгүй. Бүр гэрэл хүртэл ингэж хазайдаг.


9. Хар нүх нь оддын тоог хязгаарлаж байдаг

Огторгуйд орших одод нь хийн үүлсийн бөөгнөрлөөс бий болдог. Гэхдээ од хэлбэрээ олохын тулд эхлээд эдгээр үүлс нь хөрөх ёстой. Харин огторгуй дахь томоохон хар нүхнүүд нь их хэмжээний хар биеийн радиаци хэлбэртэй тоосонцруудыг цацаж байдаг. Ингэснээр хийн үүлсийн хөрөлтийг зогсоож од үүсэх процессийг хязгаарлаж байдаг байна.


10. Онолоор бол биет бүхэн хар нүх болох боломжтой

Манай нар болон хар нүхний хоорондын гол ялгаа нь хар нүхний онцгой нягт чанар. Ийм учраас тэр бүх зүйлсийг асар хүчтэй татдаг, тэр ч байтугай гэрлийг. Гэрлийг татдаг учраас бид түүнийг харж чаддаггүй, нэрийг нь ч гэсэн хар нүх гэдэг.

Хэрвээ нарыг өргөөшөө 6 километр орчим болгон агшааж гэхдээ массыг нь хадгалж чадвал тэр хар нүх болно.

Онолоор бол бүгдийг хар нүх болгох боломжтой гэдэг.  Гэхдээ бодит байдал дээр бидний мэдэж байгаа ганц арга бол нарнаас 20-30 дахин их масстай одыг татах хүчээр нь нураах (gravitationl collapse) замаар хар нүх үүсгэх юм. Gravitaional collapse - нь сансрын нэг биет нь өөрийн татах хүчиндээ дийлдэн цөм рүүгээ урсах үзэгдлийг хэлнэ. Тогтвортой биед энэ нь дотоод даралтын тусламжтай тэнцвэржиж байдаг.