O gaură neagră este un obiect astronomic limitat de o suprafață în interiorul căreia câmpul gravitațional este atât de puternic, încât nimic nu poate scăpa din interiorul aceastei suprafațe, cunoscută și sub denumirea de „orizontul evenimentului”. Nici măcar radiația electromagnetică(de ex. lumina) nu poate scăpa dintr-o gaură neagră, astfel încât interiorul unei găuri negre nu este vizibil, de aici provenind și numele. Gaura neagră are în centrul ei o regiune cunoscută și drept „singularitate". (http://ro.wikipedia.org/wiki/Gaur%C4%83_neagr%C4%83)
Cum se formeaza ele?
Găurile negre de masa stelară se formeaza prin colapsul stelelor de masă mare într-o supernovă la sfârșitul vieții lor. După formare gaura neagră poate continua să crească absorbind masă din vecinătatea ei. Prin absorbirea de stele precum și prin contopirea cu alte găuri negre se pot forma găuri negre super-masive cu mase de milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui.
Teorema unicității găurilor negre afirmă că, odată ce devine stabilă, după formare, o gaură neagră, este caracterizată de doar trei parametri fizici independenți: masă, sarcina electrică și momentul cinetic. Oricare două găuri negre ce au aceleași valuri pentru acești trei parametrii,nu pot fi diferențiate conform mecanicii clasice (non-cuantică). Aceste proprietăți sunt speciale prin aceea că sunt observabile din exterior. De exemplu, o gaură neagră încarcată electric respinge alte sarcini de acelși sens la fel ca oricare alt obiect. În mod similar, masa totală din interiorul unei sfere ce conține o gaură neagră poate fi aflată folosind corespondentele gravitaționale ale legii lui Gauss, la distanțe mari de gaura neagră. De asemenea momentul cinetic poate fi măsurat de la distanță.
Când o stea de aproximativ 20 de ori mai mare ca Soarele își epuizează "combustibilul" intră în colaps nemaiputând să susțină toate reacțiile ce au loc în interiorul ei. Ea explodează provocând o explozie de proporții numită supernovă. Dar miezul stelei rămâne compact iar colapsul continuă. Particulele miezului se zdrobesc una de alta din cauza propriei gravitații până când tot ce rămâne este o gaură neagră.
O explicație schematică a unei găuri negre ar fi următoarea:
Se cunoaște faptul că masa distorsionează spațiul. Ce vrea să înseamne aceasta? Dacă spațiul ar fi un plan întins pentru ca Terra să poată exista în el, distorsionează. În locul unde se află Pământul, spațiul nu mai este plan ci curbat deoarece se produce o adâncitură cauzată de masa Pământul. O gaură neagră produce o adâncitură extrem de mare în spațiu.
Un exemplu practic ar fi următorul:
Avem un lac. Ne imaginăm că acesta reprezintă spațiul. Punem câteva sfere în el care plutesc și care reprezintă corpurile cerești. Dacă în lacul respectiv ar apărea un vârtej de apă foarte puternic și mai ales adânc, toata apa (care reprezintă spațiul), și odată cu el și sferele (corpurile cerești) ar fi atrase în acel vârtej, puterea cu care apa (spațiul) este atrasă în vârtej este atât de mare încât sferelor le este imposibil să scape.
Gaură neagră supermasivă
Există mai multe teorii pentru formarea găurilor negre de această mărime. Cea mai probabilă este acumularea înceată de materie a unei găuri negre de mărime normală.
Altă teorie implică un nor gigantic de gaz care suferă un colaps și se transformă într-o stea relativistă de mărimea a câtorva sute de mii de sori. Mai târziu steaua ar deveni instabilă din cauza perturbațiilor produse de perechile electron-pozitron din nucleul ei, nucleu care apoi s-ar transforma direct într-o gaură neagră, fără a mai exploda, astfel ca să se conserve masa.
În prezent se pare că există un decalaj în distribuția de masă observată la găurile negre. Masa minimă a unei găuri negre supermasive este de mărimea a 33 de mase solare.
