Черна дупка, сега те познавам!

Говорейки за черни дупки, терминът черни дупки е измислен едва през 19 век, от американски учен (Джон Уилър) като идея, съществувала от двеста години по-рано, когато съществуват две теории за светлината - двойствеността на светлината, т.е. вълни и частици (частици).

По това време хипотезата за черната дупка беше срещната с резистентност, тъй като учените не разполагаха с достатъчно доказателства за това. През 1915 г. Алберт Айнщайн публикува най-голямото си откритие (Теория на относителността), което предполага, че гравитацията може да огъне пространствено-времевото измерение и ето защо леките частици (фотони), които имат маса близо до нула, могат да бъдат засегнати от гравитацията и това води до феномена на черните дупки. .

Нито дупка

Черната дупка не е дупка (куха) във Вселената (пространство-време), за разлика от това, което мислите! Черната дупка е звезда (с малък радиус, но изключително голяма и компресирана маса), която се е срутила под собствената си гравитация, когато „горивото“ на звездата е изразходвано и масата й се е свила многократно от самото начало (уверете се, че разбирате жизнения цикъл. звезди, за да разберат произхода на черните дупки). Наричат ​​го черна дупка поради 2 неща, а именно:

  1. Този компресиран обект изсмуква всеки материал, който е близо до него, като дупка - да, това е прахосмукачка!
  2. Всяка материя (да речем светлина), светлина, която е засмукана, няма да може да излезе отново от нея. Това е в съгласие с описанието на лъчението на черното тяло - то поглъща напълно светлината (e = 1).

Невъзможно е каквато и да е материя да избяга от черна дупка, (един лъч) светлина е неспособен, камо ли друга материя, не съществува! - защото нищо не може да надвишава скоростта на светлината (според теорията на относителността), тогава всичко не може да избяга (и никога не очаквайте да избягате от прегръдката на черна дупка!).

В момента учените обмислят какво можем да създадем вещество / материя, която може да има скорост (във вакуум ), която надвишава скоростта на светлината ? (и не е известно как светлината ще реагира на гравитацията.)

Как да намерите черна дупка, ако само светлината не може да излезе от нея? (Не забравяйте, че не можем да видим обект без помощта на светлина и Вселената е много тъмна и студена.) Черните дупки могат да бъдат намерени с помощта на материали в космическото пространство, материя, която е близо до черната дупка, ще се върти наоколо и също ще я заобикаля. , в резултат на това ще бъде създаден плосък диск, наречен акреционен диск .

Тази въртяща се материя губи енергията си и след това „бълва“ лъчение под формата на рентгенови лъчи, както и електромагнитно лъчение, преди най-накрая да премине през хоризонта на събитията.Черната дупка, наречена Cygnus X-1, се намира в двойна звездна система (две звезди, които обикалят около себе си), която се държи толкова странно, астрономите са объркани и се чудят защо е така? След по-нататъшно проучване се оказа, че звездата всъщност обикаля черна дупка (Cygnus X-1), която е на 6000 светлинни години от Земята.

Въз основа на общата теория на относителността се твърди, че гравитацията може да огъне пространство-времето. Земята обикаля около Слънцето (изцяло) за 365,25 дни. Това се дължи на (резултата от кривината) на гравитацията на Слънцето, което кара Земята да го обиколи.И земята също изкривява пространството-времето около себе си и следователно Луната се върти около нея (следвайки кривината).

Прочетете още: Къде е Стара Зеландия?

Гравитацията на този обект (голям) режим изкривява пространството-времето около него, в резултат на което всеки обект в близост до него ще се върти в орбита, така че да създаде орбитален път (планети, луни и т.н.) и в различни периоди да завърши един. пълно завъртане (360 °). На снимката по-горе (фиг. 1.2) обърнете внимание на линиите, които изграждат мрежата, това е, което се нарича пространство-време .

Просто си представете, че вие ​​и вашият приятел опъвате парче плат (между вас) и поставяте мрамор (той ще сочи към центъра на плата), а след това ще има дъга, нали? Това е реалната гравитационна сила, гравитационната сила на черна дупка е много, много силна в сравнение със Слънцето или неутронна звезда (фиг. 1.1).

Досега знаем, че черната дупка не е куха дупка във Вселената! (Черната дупка е звезда, която се е срутила и има толкова силно гравитационно привличане, че дори светлината не може да избяга от нея!)

И така, какво точно представлява черната „дупка“?

Черните дупки всъщност имат 3 части, а именно; Ергосфера, хоризонт на събитията и единичност. ( Приближавайки се към всяка от тези части, ще почувстваме различен ефект.) Ако се приближим до черна дупка, първо ще срещнем ергосферата, преди да срещнем хоризонта на събитията и сингулярността в края.

Ергосфера: е най-външната част на въртящия се хоризонт на събитията, където пространство-времето ще бъде изкривено поради тази сила на срязване (въртене). 

Хоризонт на събитията (хоризонт на събитията): е границата между пространство-време вътре в черната дупка, всички събития, които се случват (тук), вече не могат да бъдат повлияни .

Сингулярност: е централната точка на черната дупка, в сингулярността на плътността на масата и безкрайността на кривината на пространство-времето .

Всеки материал в ергосферата все още може да избяга с помощта на ротационните сили (които са много бързи) от самата ергосфера. Ако обаче е влязъл в хоризонта на събитията, всяка материя няма да може да избяга, всяка материя ще бъде все по-притисната от гравитационната сила на черната дупка и в крайна сметка ще бъде в сингулярност (тя ще бъде тук завинаги!).

В сингулярността всички закони на физиката, които познаваме досега, вече няма да се прилагат! - и има обединение на основните сили на Вселената (гравитационна сила, електромагнитна сила, силна ядрена сила и слаба ядрена сила) . Не е известно как възниква схемата на обединение на сили / компоненти и не може да се обясни какво всъщност е в сингулярността.

1.png

На този етап знаем един по един какво всъщност означават Ергосфера, Хоризонт на събитията и Сингулярност. Ако приемем, че черна дупка е твърда топка, тя трябва да има радиус и диаметър, нали?

Този радиус е разстоянието между сингулярността и хоризонта на събитията (фиг. 1.3), което се нарича радиус на Шварцшилд (взето от учен, на когото се приписва теорията за черната дупка). Радиусът на шварцшилд зависи от стойността на масата, колкото по-голяма е масата, толкова по-голям е радиусът.

Радиусът на Шваршилд обяснява, че има две (важни) енергии на работа, когато в черна дупка тези две енергии са кинетична енергия и гравитационна потенциална енергия. Да, те са много тясно свързани. Установихме, че формулата за радиус на Шварцшилд е R = 2GM / c², как се получава формулата? Не се притеснявайте, това идва от връзката кинетична енергия (Ek) и гравитационна потенциална енергия (Ep). Дадено е, че Ek е количеството енергия, дължащо се на движение, а Ep е (общата) енергия в покой.

Ek = Ep1 / 2mv² = GMm / R

1 / 2v² = GM / R

v² = 2GM / R

защото във вакуум, тогава v = c.

c² = 2GM / R

R = 2GM / c².

(Ето откъде идва формулата за радиуса на шварцшилд.)

Използвайки изчисленията от формулата, ако искаме да направим Земята черна дупка, Земята е само с размерите на грахово зърно (по-късно), но съдържа цялата маса на земята, представете си? И ако беше слънцето, то щеше да има радиус само 3 км. (Въпреки че земята ще бъде толкова голяма, колкото граховото семе, ако се превърне в черна дупка, обзалагам се, че няма да можете да я вдигнете!)

Прочетете също: Какво е инфрачервен лъч?

Трябва да зададем въпроса: "ако някой попадне в черна дупка, каква ще бъде съдбата на въпроса?" Всеки въпрос, който е влязъл в черната дупка, може да бъде следващите две възможности и той ще го направи;

  • Присъединете се към черната дупка, така че масата на черната дупка също става все по-голяма, или
  • Пребиваване в сингулярността за неизвестно време (това вече е обяснено в квантовата физика).

Въпреки че черните дупки са невероятно мощни, всъщност черните дупки не съществуват вечно, те също имат същия цикъл като хората - те са „родени“ и със сигурност ще умрат. Как умира черна дупка ? Не забравяйте, че черните дупки също се въртят, а някои са неподвижни или неподвижни.

Според руския физик Яков Зелдович (Яков Зелдовичь) и неговите колеги заявяват, че според принципа на несигурност на квантовата механика, въртящите се обекти трябва да произвеждат и излъчват частици.

Физикът Стивън Хокинг също твърди, че черните дупки трябва да са излъчвали някаква радиация - тази радиация е станала известна като хокинг радиация, която е радиация, причинена от квантови ефекти около хоризонта на събитията.

Колкото повече се върти, толкова повече радиация се отделя, в резултат на това една черна дупка ще намалее в маса и ще се свие, което в крайна сметка изчезва; умрете! Като хора обаче ние никога няма да станем свидетели на смъртта на черна дупка, тъй като с нейната масивна маса отнема много време, докато черната дупка се свие, колкото по-голяма е масата, толкова по-дълъг е нейният живот.

Черните дупки имат много загадки - те са черни дупки! Той е свиреп в мрака на Вселената. Като човек можете да познавате само външния вид и, разбира се, черните дупки са много по-ужасяващи от това, което описах тук. Да, поне вече знаем какво и как всъщност са черните дупки, защо това е и защо е така.

Това е достатъчно, надявам се полезно и благодаря.


Тази статия е дело на изявленията на автора. Можете също така да направите своя собствена писменост, като се присъедините към Saintif Community