10 tény a fekete lyukak, amelyek mindenkinek tudnia kell
Fekete lyukak - ez talán a legtitokzatosabb objektumok a Világegyetemben. Kivéve persze, valahol a mélyben nem bujkál a dolgokat, amelynek létezését nem tudjuk, és nem tudja, hogy ez nem valószínű. Fekete lyukak - ez egy hatalmas tömege és sűrűsége, összenyomott egy ponton egy kis sugarú. A fizikai tulajdonságai ezek a tárgyak olyan furcsa, hogy ők teszik a puzzle legtapasztaltabb fizikus és asztrofizikus. Sabina Hossfender, elméleti fizikus, készült egy összeállítás a tíz tényeket fekete lyukak, amelyek mindenkinek tudnia kell.
Mi az a fekete lyuk?
A meghatározó jellemzője a fekete lyuk a horizonton. Ez a határ, amely törés semmi, még a fény, nem mehet vissza. Ha a terület elválik elválasztjuk örökre, beszélünk a „eseményhorizont”. Ha csak ideiglenesen elválasztva, beszélünk „a látható horizont.” De ez egy „ideiglenes” azt is jelentheti, hogy a régió lesz elválasztva sokkal hosszabb a jelenlegi az Univerzum korát. Ha a horizonton egy fekete lyuk egy ideiglenes, de hosszú életű, a különbség az első és a második terjed.
Milyen nagy fekete lyukak?
El lehet képzelni a horizonton egy fekete lyuk, mint egy gömb, átmérője egyenesen arányos a tömeg a fekete lyuk. Ezért minél nagyobb a tömeg beleesik a fekete lyukba, annál inkább válik egy fekete lyuk. Összehasonlítva csillagok tárgyak, azonban apró fekete lyukak, mert a masszát préseljük nagyon kis térfogatú alatt ellenállhatatlan gravitációs nyomás. A sugár a fekete lyuk tömegét a Földön, például, csak néhány milliméter. Ez 10 milliárd alkalommal kisebb, mint a Föld sugara.
A sugár a fekete lyuk az úgynevezett Schwarzschild-sugár után Karl Schwarzschild, aki először hozta a fekete lyuk, mint a megoldást Einstein általános relativitáselmélete.
Mi történik a láthatáron?
Amikor átléped a horizontot, sok minden történik körülötted semmi. Mindez azért, mert Einstein ekvivalencia elvét, ami azt jelenti, hogy nem tudja megmondani a különbséget a gyorsulás sík felület és gravitációs mező, ami a tér görbületét. Mindazonáltal a megfigyelő távol a fekete lyuk, amely figyeli, mint valaki más esik bele, észreveheti, hogy az emberek mozognak egyre lassabban, közeledik a horizont. Ha az idő az eseményhorizont közelében mozog lassabb, mint a távolság a horizonton. Azonban némi időt vesz igénybe, és beleesik a lyukba megfigyelő át az esemény horizonton, és belül van a Schwarzschild-sugár.
Mit tapasztal a horizonton függ árapály erők a gravitációs mező. Árapály erők a horizonton fordítottan arányos a tér a tömeg a fekete lyuk. Ez azt jelenti, hogy az egyre nagyobb tömegű fekete lyuk, annál kevesebb erő. És ha egy fekete lyuk tömege elég nagy, akkor leküzdeni a horizont előtt vettem észre, hogy valami folyik. A hatás az árapály erők nyúlik te, egy szakkifejezés, amely erre a célra alkalmazott fizika, az úgynevezett „spaghettification”.
Az első napokban az általános relativitáselmélet azt hitték, hogy a horizonton van egy szingularitás, de ez nem így van.
Mi van benne egy fekete lyuk?
Senki sem tudja biztosan, de nem éppen a könyvespolcon. Az általános relativitáselmélet azt jósolja, hogy a fekete lyuk szingularitás, egy hely, ahol az árapály erők végtelen naggyá, és ha egyszer túljutni az esemény horizonton, akkor nem kap sehol máshol, kivéve a szingularitás. Ezért jobb, ha nem használja az általános relativitáselmélet ezeken a helyeken - ez egyszerűen nem működik. Ha azt mondjuk, hogy mi történik benne egy fekete lyuk, szükségünk van egy elmélet kvantum gravitáció. Köztudott, hogy ez az elmélet felváltja a szingularitás valami mást.
Hogyan alkotnak egy fekete lyuk?
Jelenleg tudjuk négy különböző módon kialakulásának fekete lyukak. A legjobb, hogy megértsék járó csillagok összeomlása. Elég nagy csillag alkot egy fekete lyuk után fúziós megszűnik, mert minden, ami lehetséges volt szintetizálni, jutunk. Amikor a nyomás által generált szintézis megáll, az anyag kezd esni saját gravitációs központja, egyre sűrűbb. A végén, akkor zárni, hogy semmi sem tudja legyőzni a gravitációs hatása a csillag felszínén, így született egy fekete lyuk. Ezek a fekete lyukak az úgynevezett „fekete lyukak napenergia tömeg” és a leggyakoribb.
A következő közös típusú fekete lyuk „szupermasszív fekete lyuk”, amely megtalálható a központok sok galaxis és tömege körülbelül egymilliárd-szor nagyobb, mint a Nap tömegű fekete lyukak. Bár nem ismert, hogy pontosan hogyan vannak kialakítva. Úgy véljük, hogy ha egyszer indult, mint egy fekete lyuk a napenergia tömeg, amely a sűrűn lakott galaktikus központ elnyelt egy sereg más csillagok és a nő. Mindazonáltal úgy tűnik, hogy felszívja anyagok vártnál gyorsabb az egyszerű ötlet, és hogyan csinálják - továbbra is a kutatás tárgya.
Több ellentmondásos elképzelés vált ősi fekete lyukak, amelyek kialakulhatnak gyakorlatilag bármilyen súlyú, nagy sűrűségű ingadozások a korai univerzumban. Bár lehetséges, elég nehéz megtalálni a modell, amely termel őket, anélkül, hogy túl sok belőlük.
Végül, van egy nagyon spekulatív gondolat, hogy a Large Hadron Collider képezhetnek apró fekete lyukak tömegekkel közel a tömege a Higgs-bozon. Ez csak akkor működik, ha a mi univerzum extra dimenziók. Bár nem volt bizonyíték, hogy támogassa ezt az elméletet.
Honnan tudjuk, hogy a fekete lyukak léteznek?
Van egy csomó kísérleti bizonyíték létezésére kompakt objektumok nagy tömegek, amelyek nem bocsátanak ki fényt. Ezek a tárgyak pózol a tömegvonzással, például miatt mozgása más csillagok vagy gázfelhő körülöttük. Azt is létrehozhat gravitációs lencsézésnek. Tudjuk, hogy ezek a tárgyak nem egy szilárd felületre. Ez következik a megfigyelés, mert az anyag esik a tárgy felületén felszabadulását okozhatja több részecskék, mint az anyag átszakadt a horizonton.
Miért tavaly Hawking azt mondta, hogy a fekete lyukak nem léteznek?
Azt jelenti, hogy a fekete lyukak nem örök horizont az események, de csak ideiglenes látszólagos látóhatár (lásd. Az első bekezdés). A szigorú értelemben csak az eseményhorizont a fekete lyuk tartják.
Hogy a fekete lyukak sugárzást bocsátanak ki?
Fekete lyukak sugárzást bocsátanak ki, mivel a kvantum hatások. Fontos megjegyezni, hogy ez a kvantum hatások az anyag, hanem a kvantum gravitáció. Dinamikus tér-idő egy összeomló fekete lyuk módosítja a meghatározása a részecske önmagában. Mint az aktuális időt, ami torz, közel a fekete lyuk, a koncepció a részecskék túlságosan függ a megfigyelő. Főként, ha a megfigyelő alá egy fekete lyuk, úgy gondolom, hogy esik-e a vákuum, a megfigyelő-re a fekete lyuk, azt hiszi, ez nem egy vákuum, és a teljes terület a részecskék. Úgy nyúlik téridő okozza ezt a hatást.
Először fedeztek fel Stephen Hawking által kibocsátott sugárzás egy fekete lyuk az úgynevezett „Hawking sugárzás”. Ennek a sugárzásnak a hőmérséklet fordítottan arányos a súlya a fekete lyuk kisebb, mint egy fekete lyuk, minél magasabb a hőmérséklet. A csillagok és a szupermasszív fekete lyukak, hogy tudjuk, a hőmérséklet jelentősen alacsonyabb a hőmérséklet a mikrohullámú háttérsugárzás, és ezért nem figyeltek meg.
Mi az a paradoxon?
Paradox adatvesztés okozta sugárzás Hawking. Ez a sugárzás tisztán termikus, azaz véletlen bizonyos tulajdonságok csak a hőmérséklet. A sugárzás önmagában nem tartalmaz semmilyen információt arról, hogyan alkotnak egy fekete lyuk. De amikor a fekete lyuk sugárzást bocsát ki, akkor elveszti a tömeg és zsugorodik. Mindez nem függ az anyag, amely része lett a fekete lyuk, vagy amelyből képződött. Kiderül, hogy jóllehet csak a végső állapotát a párolgás nem mondható, hogy mi a fekete lyuk keletkezik. Ez a folyamat a „visszafordíthatatlan” -, és a fogást, hogy a kvantummechanika nem létezik ilyen eljárás.
Kiderült, hogy a párolgás a fekete lyuk összeegyeztethetetlen kvantumelmélet, mint tudjuk, és ezzel kell tennie valamit. Valahogy megszüntetése ellentmondás. A legtöbb fizikus úgy vélik, hogy a megoldás abban rejlik, hogy a Hawking-sugárzás kell valahogy információkat tartalmaz.
Hawking, hogy megoldásokat kínál információs paradoxont a fekete lyuk?
Abban a pillanatban, úgy véljük, hogy a fekete lyukak vannak, és tudjuk, hogy hol vannak, mind képződnek, és mi lesz az eredmény. De a részleteket, hogy mi történik a beérkező információkat is jelentik az egyik legnagyobb rejtély az univerzumban.