Găurile negre sunt obiectele cele mai ciudate din Univers. Nimeni nu a văzut vreodată una, însă majoritatea astronomilor sunt convinşi de existenta lor. Ele sunt regiuni mici din spațiu înconjurate de o forţă de gravitație atât de mare, încât absolut nimic, nici chiar lumina, nu poate să le scape. Toate corpurile din spațiu exercită o forţă gravitaţională, forța care atrage alte corpuri înspre ele. Cu cât un obiect este mai voluminos, cu atât exercită o forţă gravitaţională mai mare și este mai greu să i te opui. O rachetă lansată de pe Pământ trebuie să zboare cu mai mult de 40 000 de kilometri pe oră ca să scape de atracţia gravitaţională a Pamantului („viteza de învingere a forței gravitaționale"). Soarele este de mii de ori mai masiv decât Pământul, astfel că o rachetă ar trebui să zboare mult mai repede: cu peste 2 milioane de kilometri pe oră. Dacă ar exista prin preajmă vreun obiect mai mare sau mai dens decât Soarele, pentru a-i învinge forța gravitaţională ar fi necesară o viteză egală cu viteza luminii.
Unde s-ar putea găsi un obiect cu o densitate atât de mare? Stele mai grele de 10 ori decât Soarele își consumă energia într-o perioadă mult mai scurtă – câteva milioane de ani faţă de durata de viață a Soarelui, care este de 10 miliarde de ani. Ele se umflă devenind supergigantice imense înainte de a exploda în supernove. Miezul unei supernove se comprimă în cateva secunde într-un corp mic, superdens, denumit stea neutronică.
Dacă această nouă stea cântărește mai mult decât de trei ori Soarele, ea se comprimă mai departe. Pentru a scăpa de forța ei gravitaţională, ar fi necesară o viteză egală cu viteza luminii. Chiar și lumina este „înghițită” de ea, ceea ce face ca acest obiect astronomic să fie invizibil: este doar o gaură neagră.
TEORIA GENERALĂ A LUI EINSTEIN
Marele fizician german Albert Einstein (1879-1955) a găsit o altă modalitate prin care să explice cum s-ar comporta spațiul, lumina și materia în apropierea unei găuri negre. În Teoria generală a relativității, formulată în 1915, Einstein a presupus că atracția gravitațională a unui obiect ar rezulta din "curbarea" spațiului, în același fel în care o persoană poate curba o plasă elastică. Un obiect masiv creează o „adâncitură” în spațiu, în care lumina și materia ar cădea. Cu cât obiectul este mai dens, cu atât mai mare este adâncitura. Astfel, Soarele ar crea o adâncitură mică, în vreme ce o stea neutronică ar crea o adâncitură foarte mare. O gaură neagră, obiectul cel mai dens care există, crează o adâncitură atât de mare, încât nimic nu poate scăpa din atracția sa gravitaţională.
QUASARI
Astronomii cred că este posibil să existe nişte masive găuri negre, incredibil de puternice, ascunse în centrele galaxiilor. S-ar putea chiar ca o astfel de gaură neagră să existe și în centrul galaxiei noastre, Calea-Lactee. Astronomii au detectat un inel de gaz fierbinte cu mișcare rapidă, care se răsucește în jurul centrului. Inelul de gaz este, probabil, prins în strânsoarea unei atracții gravitaţionale puternice exercitată, cel mai probabil, după cum suspectează astronomii, de o gaură neagră. Activitatea din centrul galaxiei noastre este foarte redusă în comparație cu cea a quasarilor. Aceste obiecte arată ca nişte stele, însă se află la distanțe incredibil de mari faţă de noi: quasarii cei mai îndepărtați de noi sunt la 13 miliarde de ani-lumină distanţă. Pentru a fi vizibili de la o asemenea distanţă, ei trebuie să emită cantităţi imense de energie. Quasarii sunt centrele unor galaxii extrem de violente care conțin găuri negre masive, cântărind cât aproximativ 100 de miliarde de sori. Strălucirea lor ca de briliant provine de la discul fierbinte de gaz și de praf care intră sub formă de spirală în gaura neagră.
Găurile negre sunt invizibile, dar este posibil să le detectăm cu ajutorul efectelor lor. Astronomii care ţineau sub observație steaua denumită Cygnus X-1 au observat că se eliberează o cantitate enormă de energie (un semn sigur că se petrece o activitate violentă în Univers). Ei au descoperit că această stea albastră, imensă şi fierbinte, era trasă pe o traiectorie circulară de un obiect invizibil, dar cu o atracție gravitaţională uriaşă. Acel obiect invizibil, cred astăzi astronomii, este o gaură neagră, care smulge gazul din masa stelei. Înainte de a fi atras în interiorul găurii negre, gazul formează un disc turbionar. Pe măsură ce cade în interiorul găurii, acesta se mişcă din ce în ce mai repede, până când ajunge să se mişte chiar cu viteza luminii. În apropierea găurii, gazul devine atât de fierbinte, încât emite cantități imense de energie.
