Mówiąc o czarnych dziurach, termin czarne dziury został ukuty dopiero w XIX wieku przez amerykańskiego naukowca (John Wheeler) jako idea, która istniała od 200 lat wcześniej, kiedy istniały dwie teorie dotyczące światła - dwoistości światła, to znaczy wiadomo, że światło może zachowywać się jak fale i cząsteczki (cząsteczki).
W tamtym czasie hipoteza czarnej dziury spotkała się z oporem, ponieważ naukowcy nie mieli na to wystarczających dowodów. W 1915 roku Albert Einstein wydał swoje największe odkrycie (Teoria Względności), które zasugerowało, że grawitacja może zakrzywić wymiar czasoprzestrzenny i dlatego na cząstki światła (fotony) o masie bliskiej zeru może wpływać grawitacja, co prowadzi do zjawiska czarnych dziur. .
Nie dziura
Czarna dziura nie jest dziurą (pustą) we wszechświecie (czasoprzestrzeni), w przeciwieństwie do tego, co myślisz! Czarna dziura to gwiazda (o małym promieniu, ale niezwykle dużej i skompresowanej masie), która zapadła się pod wpływem własnej grawitacji, gdy „paliwo” gwiazdy zostało zużyte, a jej masa zmniejszyła się wiele razy od początku (upewnij się, że rozumiesz cykl życia). gwiazd, aby zrozumieć pochodzenie czarnych dziur). Nazywa się go czarną dziurą z dwóch powodów, a mianowicie:
- Ten skompresowany przedmiot zasysa każdy materiał, który jest w pobliżu, jak dziura - tak, to odkurzacz!
- Żadna sprawa (powiedzmy światło), światło, które zostało zassane, nie będzie mogło ponownie z niej wyjść. Jest to zgodne z opisem promieniowania ciała doskonale czarnego - pochłania ono całkowicie światło (e = 1).
Żadna materia nie może uciec z czarnej dziury, sama (wiązka) światła nie jest w stanie, nie mówiąc już o innej materii, nie istnieje! - ponieważ nic nie może przekroczyć prędkości światła (zgodnie z teorią względności), wtedy wszystko nie może uciec (i nigdy nie spodziewaj się, że uciekniesz z objęć czarnej dziury!).
Obecnie naukowcy są myśli o co możemy stworzyć substancję / znaczenia, że może mieć prędkość (w próżni ) , który przekracza prędkość światła ? (i nie wiadomo, jak światło zareaguje na grawitację).
Jak znaleźć czarną dziurę, jeśli samo światło nie może się z niej wydostać? (Pamiętaj, że nie możemy zobaczyć obiektu bez pomocy światła, a wszechświat jest bardzo ciemny i zimny.) Czarne dziury można znaleźć za pomocą materiałów w przestrzeni kosmicznej, materia, która jest blisko czarnej dziury, będzie się obracać i otaczać ją. , w wyniku tego powstanie płaski dysk zwany dyskiem akrecyjnym .
Ta wirująca materia traci swoją energię, a następnie „wypluwa” promieniowanie w postaci promieni rentgenowskich oraz promieniowania elektromagnetycznego, zanim ostatecznie przejdzie przez horyzont zdarzeń.Czarna dziura o nazwie Cygnus X-1 znajduje się w układzie podwójnym gwiazd (dwie gwiazdy krążące wokół siebie), który zachowuje się tak dziwnie, że astronomowie są zdezorientowani i zastanawiają się, dlaczego tak jest? Po dalszych badaniach okazało się, że gwiazda faktycznie okrąża czarną dziurę (Cygnus X-1), która znajduje się 6000 lat świetlnych od Ziemi.
Opierając się na ogólnej teorii względności, stwierdza się, że grawitacja może zakrzywić czasoprzestrzeń. Ziemia okrąża Słońce (w całości) w 365,25 dni. Jest to spowodowane (wynikiem krzywizny) grawitacji Słońca, która powoduje, że Ziemia krąży wokół niego.Ziemia również zniekształca czasoprzestrzeń wokół siebie i dlatego księżyc obraca się wokół niej (podążając za krzywizną).
Przeczytaj także: Gdzie jest Stara Zelandia?Grawitacja tego (dużego) obiektu w trybie zniekształca czasoprzestrzeń wokół niego, w wyniku czego każdy obiekt w pobliżu będzie krążył wokół niego, tworząc ścieżkę orbitalną (planety, księżyce itp.) Iw różnych okresach, aby ją ukończyć. pełny obrót (360 °). Na powyższym obrazku (ryc. 1.2) zwróć uwagę na linie tworzące sieć, czyli tak zwaną czasoprzestrzeń .
Po prostu wyobraź sobie, że ty i twój przyjaciel rozciągacie szmatkę (między wami) i kładziecie kulkę (będzie wskazywać środek tkaniny), a wtedy pojawi się krzywa, prawda? To jest prawdziwa siła grawitacji, siła grawitacji czarnej dziury jest bardzo, bardzo silna w porównaniu do Słońca lub gwiazdy neutronowej (ryc. 1.1).
Teraz wiemy, że czarna dziura nie jest pustą dziurą we wszechświecie! (Czarna dziura to gwiazda, która się zapadła i ma tak silne przyciąganie grawitacyjne, że nawet światło nie może z niej uciec!)
Czym właściwie jest czarna „dziura”?
Czarne dziury mają w rzeczywistości 3 części, a mianowicie; Ergosphere, Event Horizon i Singularity. ( Zbliżając się do każdej z tych części, poczujemy inny efekt.) Jeśli zbliżymy się do czarnej dziury, najpierw napotkamy ergosferę, a na końcu horyzont zdarzeń i osobliwość.
Ergosfera: to najbardziej zewnętrzna część obracającego się horyzontu zdarzeń, w której czasoprzestrzeń zostanie zniekształcona z powodu tej siły ścinającej (obrotowej).
Horyzont zdarzeń (horyzont zdarzeń): jest granicą między czasoprzestrzenią wewnątrz czarnej dziury, nie można już wpływać na wszystkie wydarzenia, które mają miejsce (tutaj) .
Osobliwość: jest środkiem czarnej dziury w osobliwości gęstości masy i nieskończoności krzywizny czasoprzestrzeni .
Każdy materiał w ergosferze może nadal uciec z pomocą sił obrotowych (które są bardzo szybkie) z samej ergosfery. Jeśli jednak weszła w horyzont zdarzeń, żadna materia nie będzie w stanie uciec, jakakolwiek materia będzie coraz bardziej ściskana przez siłę grawitacji czarnej dziury i ostatecznie będzie w osobliwości (będzie tu na zawsze!).
W osobliwości wszystkie prawa fizyki, które znaliśmy do tej pory, nie będą już obowiązywać! - i następuje zjednoczenie podstawowych sił wszechświata (siła grawitacji, siła elektromagnetyczna, silna siła jądrowa i słaba siła jądrowa) . Nie wiadomo, jak przebiega schemat związków sił / składników i nie można wyjaśnić, co faktycznie znajduje się w osobliwości.
W tym momencie po kolei wiedzieliśmy, co naprawdę oznaczają Ergosfera, Horyzont Zdarzeń i Osobliwość. Zakładając, że czarna dziura jest solidną kulą, musi mieć promień i średnicę, prawda?
Promień ten to odległość między osobliwością a horyzontem zdarzeń (ryc. 1.3), zwana promieniem Schwarszchilda (zaczerpnięta od naukowca, któremu przypisuje się rozwój teorii czarnej dziury). Promień schwarszchilda zależy od wartości masy, im większa masa, tym większy promień.
Promień Schwarszchilda wyjaśnia, że działają dwie (ważne) energie, gdy w czarnej dziurze te dwie energie to energia kinetyczna i potencjalna energia grawitacji. Tak, są bardzo blisko spokrewnieni. Okazało się, że wzór na promień schwarzschilda to R = 2GM / c², jak uzyskać wzór? Nie martw się, pochodzi z zależności energii kinetycznej (Ek) i potencjalnej energii grawitacyjnej (Ep). Podaje się, że Ek to ilość energii wynikająca z ruchu, a Ep to (całkowita) energia w stanie spoczynku.
Ek = Ep1 / 2mv² = GMm / R
1 / 2v² = GM / R
v² = 2GM / R
ponieważ w próżni, to v = c.
c² = 2GM / R
R = 2GM / c².
(Stąd pochodzi wzór na promień schwarszchild).
Używając obliczeń ze wzoru, jeśli chcemy uczynić Ziemię czarną dziurą, Ziemia ma tylko rozmiar grochu (później), ale zawiera całą masę ziemi, wyobraź sobie? A gdyby to było słońce, miałby promień tylko 3 km. (Chociaż ziemia będzie tak duża jak ziarno grochu, jeśli stanie się czarną dziurą, założę się, że nie będziesz w stanie jej unieść!)
Przeczytaj także: Co to jest promień podczerwieni?Musimy zadać pytanie, "jeśli ktoś wpadnie do czarnej dziury, jaki będzie los tej sprawy?" Każda materia, która weszła do czarnej dziury, może być następnymi dwiema możliwościami i tak będzie;
- Dołącz do czarnej dziury, aby masa czarnej dziury też się powiększała lub
- Bycie w osobliwości przez nieznany czas (jest to już wyjaśnione w fizyce kwantowej).
Chociaż czarne dziury są niesamowicie potężne, w rzeczywistości czarne dziury nie istnieją wiecznie, mają również ten sam cykl co ludzie - „rodzą się” i na pewno nie będą istnieć. Jak umiera czarna dziura ? Pamiętaj, czarne dziury również się obracają, a niektóre są stacjonarne lub nieruchome.
Według rosyjskiego fizyka Jakowa Zeldowicza (Яков Зелдовичь) i współpracowników stwierdził, że zgodnie z zasadą nieoznaczoności mechaniki kwantowej wirujące obiekty muszą wytwarzać i emitować cząstki.
Fizyk Stephen Hawking również argumentował, że czarne dziury musiały emitować pewne promieniowanie - promieniowanie to stało się znane jako promieniowanie jastrzębi, które jest promieniowaniem wywołanym efektami kwantowymi wokół horyzontu zdarzeń.
Im bardziej się obraca, tym więcej promieniowania jest uwalniane, w wyniku czego czarna dziura będzie się zmniejszać i kurczyć, co w końcu znika; umierać! Jednak jako ludzie nigdy nie będziemy świadkami śmierci czarnej dziury, ponieważ przy jej masywnej masie potrzeba dużo czasu, zanim czarna dziura się skurczy, a im większa masa, tym dłuższe jest jej życie.
Czarne dziury mają wiele tajemnic - są czarnymi dziurami! Jest zaciekłością w ciemności wszechświata. Jako człowiek możesz poznać tylko wygląd zewnętrzny i oczywiście czarne dziury są znacznie bardziej przerażające niż to, co tutaj opisałem. Tak, przynajmniej wiemy już, czym i jakie są czarne dziury, dlaczego tak jest i dlaczego tak jest.
Miejmy nadzieję, że to wystarczy i dziękuję.
Ten artykuł jest dziełem zgłoszeń autora. Możesz także napisać własny tekst, dołączając do Wspólnoty Saintif
