חורים שחורים הם מפחידים, וכמה מהאובייקטים המסקרנים והמסתוריים ביקום. אבל מה זה חור שחור? חורים שחורים הם בעצם עצמים בחלל שהם כה מאסיביים וצפופים במיוחד ששום דבר לא יכול לברוח מהמשיכה הכבידה שלהם, כולל אור (וזו הסיבה שהם נקראים שחור חורים). זה מוביל לכמה תרחישים מעניינים ביחס לפיזיקה באזור המיידי המקיף חור שחור.
תורת היחסות הכללית מניחה כי כל דבר שיש בו מסה מעוקל את המרקם של זמן החלל, והעקמומיות הזו היא מה שאנחנו מכירים ככבידה. הדוגמה הפופולרית ביותר (והמתארת ביותר) להמחשה כיצד זה עובד היא של גיליון גומי. הדמיה שיש לך יריעה גדולה של גומי נמתח שנמתח בצורה סבירה. גיליון זה הוא ייצוג דו ממדי של מארג החלל (שיש לו שלושה מימדים, אך לשם פשטות וקלות ההמחשה נשתמש בשניים). אם אתה מניח שיש קטן על הסדין, הוא יכניס גומי קטן. תאר לעצמך שהשיש הוא כוכב לכת, ואם יש לך אחד מאותם גולות פסים מגניבות מזכוכית, הוא עשוי אפילו להיראות דומה לצדק. מגלגלים חלוק נחל קטן (שיוצר כניסה משלו, קטן מאוד) על ידי השיש, אתם עשויים להבחין באבני חלוקי נחל אל עבר הכניסה של השיש. בעיקרו של דבר, השיש מושך את החלוק הקטן לעברו בגלל כוח המשיכה שלו.
עכשיו, אם אתה מניח כדור באולינג על הסדין, שהוא הרבה יותר מסיבי, הוא יוצר כניסה גדולה בהרבה, שסביר להניח שתלכוד את חלוק האבן. הכדור באולינג ייצג היטב משהו כמו כוכב בדוגמה זו. חור שחור הוא כל המסה של כוכב, אבל בחלל זעיר מאוד, מספיק כדי להטביע את סדין הגומי מספיק כדי ששום דבר לא תגלגל ליד הכניסה של החור השחור במרחק מסוים - לא משנה כמה מהר תגרום לו לעבור - יכול לברוח. האזור סביב חור שחור ממנו שום דבר לא יכול לברוח נקרא אופק האירועים, וכמה גדול אזור זה תלוי בגודל החור השחור עצמו.
חור שחור מהממים נוצר כאשר כוכב שיש לו גרעין מעל כ -3 מסות שמש מתקרב לסוף חייו, ותהליכי ההיתוך בתוך הכוכב כבר לא דוחפים החוצה מספיק כנגד משיכת הכובד הפנימית, וגורמים לכוכב להתנפץ . ברגע שהחומר בתוך הכוכב נדחס למטה לרדיוס מסוים - בשם רדיוס שוורצשילד על שם המתמטיקאי שניסח אותו - נוצר חור שחור.
חורים שחורים סופר-מאסיביים הם אלה המופיעים במרכז הגלקסיות, והם עשויים לנוע במיליארדי המוני השמש. לדוגמא, לחור השחור העל-מסיבי במרכז שביל החלב יש מסה של כ- 40,000 שמשות, והעניין שמקיף אותו - המכונה 'דיסק ההקרדה' - הוא 4 מיליארד סאן. איך נוצרים חורים שחורים סופר-מסיביים? הנה מאמר מצוין ומפורט על חורים שחורים סופר-מסיביים שעובר על כמה מהתיאוריות המתחרות על היווצרותן.
חורים שחורים מגיעים בגדלים שונים בהתאם למסתם. לדוגמה, אם השמש הייתה הופכת לחור שחור (היא לא תעשה זאת, מכיוון שהליבה שלה קטנה מדי), הרדיוס של החור השחור יהיה בערך 3 ק"מ (1.86 מיילים). אם דרך מערכת נסיבות מוזרה, כדור הארץ היה דוחס לחלל קטן יותר מרדיוס סקרוזשילד שלו, החור השחור יהיה בערך בגודל של בוטן.
במרכזו של חור שחור שוכן מה שמכונה ייחודיות, שם מסתת החומה השחורה לנפח של אפס, והיכולת לתורת היחסות הכללית לתאר את המתרחש כאן מתפרקת.
איך נדע שקיימים חורים שחורים אם הם לא פולטים אור? עדות לחורים שחורים מהממים נובעת מתצפית מהאינטראקציה ביניהם במערכות בינאריות, וניתן לראות חורים שחורים על-מסיביים באמצעות טלסקופים של רנטגן, וכן דרך כוח הכובד שהם מפעילים על הכוכבים בגלקסיה.
למידע נוסף על חורים שחורים, ישנם לא מעט משאבים באינטרנט. בתור התחלה, ל- Hubblesite אנציקלופדיה מצוינת, וכך גם Stardate.org. אתה יכול גם לבדוק את שאר החלק שלנו על חורים שחורים במדריך לחלל, או להאזין לפרקים מרובים של אסטרונומיה קאסט בנושא, כמו פרקים 18, או לשאלות המוצגות על שחור, שחור חורים.
מקורות: NASA: Blackholes, NASA: Stars, Hyperphysics
