Hustá historie černých děr

Hustá historie černých děr

Představte si, že někde v galaxii zůstávají pozůstatky husté hvězdy propojeny tkaninou časoprostoru. V tomto okamžiku je tolik hustoty, že jakákoli záležitost, která přichází příliš blízko, skončí pohlcenou, tlačenou množstvím gravitace, kterou nemůže přinést nic, dokonce ani světlo.

A jakmile záležitost dosáhne horizontu událostí je bod, odkud není návratu, padají beznadějně ve spirále směrem téměř nekonečně malý bod, bod, ve kterém je časoprostor zakřivené tolik, že všechny naše teorie rozbít: singularita, Nic z toho není naživu.

Černé díry jsou něco extrémně extrémního, který se do této reality nezapadá, ale ironicky jsou ve vesmíru velmi běžné, Tam jsou desítky známých černých děr a pravděpodobně miliony dalších v Mléčné dráze, nemluvě o miliardy, které pravděpodobně roj vesmíru venku.

Vědci také předpokládají, že to může být supermasivní černá díra uprostřed téměř všech galaxií, i v našem. Charakteristiky a dynamika těchto obrovských aberací prostoru a času způsobila vědcům po staletí opravdové bolesti hlavy.

Objevování černých děr.

V roce 1665 jablka propadla jeden z plodů na zem. Jabloň byla na zahradě u Woolsthorpe Manor v Anglii, a zvědavý Isaac Newton, který se díval na scénu, okamžitě začal myslet na podzim onoho jablka: myšlenku, že o 20 let později, k závěru, že by měla existovat nějaká z univerzální síla řídící hnutí jablka, dělové koule a dokonce planetární těla. Zavolal jí gravitace.

Newton si uvědomil, že každý objekt s hmotností má gravitační přitažlivost. Objevil, že čím větší hmotnost, tím větší je gravitace. Chcete-li uniknout gravitaci určitého objektu, musíte dosáhnout únikové rychlosti. Abyste unikli gravitaci Země, musíte zrychlit na přibližně 11 km / s.

O sto let později tento objev Newtona o zákonitcích gravitace a pohybu vedl reverenda John MichellA britský docela kontroverzní, teoretizování, že kdyby tam byl mnohem kompaktnější než slunce mnohem masivnější hvězda nebo jeho kosmická rychlost by mohla předčit dokonce, že světla. Měl touhu nazvat je "temnými hvězdami".

O tucet let později Pierre Simon de Laplace, francouzský vědec a matematik, dospěl k stejnému závěru a nabídl matematické důkazy o existenci toho, co nyní známe jako černé díry.

Obecná relativita a černé díry.

V roce 1915 založil Albert Einstein revoluční teorii obecné relativity, kde prostorový čas je považován za čtyřrozměrný zakřivený objekt, Namísto uznání gravitace jako síly Einstein považoval to za zkreslení časoprostoru. Masivní objekt jako Slunce by vytvořil deformaci v časoprostoru, gravitační studna, což způsobuje jakýkoli okolní objekt, jako jsou planety Sluneční soustavy, následovat kolem ní zakřivenou cestu.

Měsíc po zveřejnění těchto teorií německým fyzikem Einsteinem Karl Schwarzschild V Einsteinových rovnicích našel něco fascinujícího. Jednalo se o řešení, které vedlo vědce k závěru, že oblast vesmíru by mohla být narušena natolik, že generovat gravitační studnu, z níž jakýkoli objekt mohl uniknout.

Až do roku 1967 tyto tajemné deformace v časoprostoru neměly univerzální termín. Vědci se k nim chtěli zmínit o "zhroucení" nebo "zmrzlé hvězdě", když diskutovali o temných pozemcích nevyhnutelné gravitace. Bylo by to fyzické John Wheeler že po konferenci v New Yorku popularizoval výraz "černá díra”.

Lov černých děr.

Když se hvězda tvoří, gravitace zkomprimuje hmotu, dokud není přerušena vnitřním tlakem hvězdy. Pokud vnitřní tlak přeruší tuto kompresi, může se vytvořit černá díra.

Při zhroucení masivních hvězd vzniknou některé černé díry. Jiní, podle vědců, se tvořili velmi brzy ve vesmíru, což je miliarda let po Velkém třesku.

Existuje o nesmírnosti černé díry žádné limity mohou mít hmotnost miliardu krát větší než Slunce. Podle obecné teorie relativity, není tam žádný limit na to, jak maličké se mohou stát (i když kvantová mechanika svědčí o něčem jiném ). Černé díry zvyšují svoji hmotnost, když pohlcují okolní hmotu. Malé černé díry ukrývají hmota od společné hvězdy, zatímco větší z nich se živí jakoukoliv hmotou, která je velmi blízko.

Černé díry představují a horizont události, ze kterého ani světlo nemůže uniknout. Vzhledem k tomu, že ani světlo nemůže vyjít, není možné vidět za tímto povrchem černou díru. Ale že nevidíme černou díru, neznamená to, že ji nemůžeme rozpoznat.

Objevování neviditelného

Černé díry mohou být zjištěny pozorováním pohybu hvězd a plynu v okolí, stejně jako nárůst hmoty v jejich prostředí, Tato záležitost se točí kolem černé díry, což vede k vytvoření plochého disku akreční disk, Otáčející se látka ztratí energii a uvolní záření ve formě rentgenových paprsků a jiného elektromagnetického záření před překročením horizontu události.

Byla to metoda, kterou astronomové identifikovali Cygnus X-1 v roce 1971. Cygnus X-1 byl objeven jako součást binárního hvězdného systému, ve kterém extrémně horká a jasná hvězda známá jako modrá supergiant generovala akreční disk kolem neviditelného objektu.

Tento binární systém vysílal rentgenové záření, které se obecně nevyskytují u modrých supergiantů. Při výpočtu vzdálenosti a rychlosti pohybu této viditelné hvězdy astronomové mohli vypočítat hmotnost neviditelného objektu. Přestože byla stlačena ve svazku nižším než na Zemi, hmotnost objektu byla 6krát větší než objem našeho Slunce.

Záhadné gravitační studny.

Několik různých experimentů analyzuje černé díry. Dalekohled Event Horizon zkoumá černou díru v jádru naší galaxie av nedaleké galaxii M87. Má rozlišení dostatečně vysoké, aby generovalo tok obrazů kolem horizontu událostí.

Vědci mají také schopnost dělat mapování dozvuku, kde jsou rentgenové dalekohledy používány k identifikaci časových rozdílů mezi emisemi několika bodů v blízkosti černé díry, aby pochopili oběžné dráhy plynu a fotonů kolem sebe.

Laverská interferometr Gravitační vlnová observatoř, nebo LIGO, se snaží identifikovat fúze černých děr, které emitují gravitační záření, nebo gravitační vlny, jak se obě roztaví.

Kromě akrečních disků mají černé díry neuvěřitelně jasné větry a trysky, které vycházejí po osách otáčení, vypalují hmotu a záření rychlostí blízkou rychlosti světla. Vědci se stále snaží pochopit, jak se tyto trysky formují.

Co nevíme o černých dírách.

Vědci zjistili, že černé díry nejsou tak černé, jak se dříve myslelo. Některé informace mohou uniknout z nich, V roce 1974 vydal Stephen Hawking výsledky, které ukazují, že černé díry musí vyzařovat energii nebo "Hawkingové záření”.

Dvojice hmoty-antihmoty se vyskytují v celém vesmíru, a to i mimo obzor události černé díry. Kvantová teorie předpokládá, že částic může být tažen dříve, než má dvojice možnost annihilovat sama sebe a druhá může uniknout ve formě hawkingového záření. To je v rozporu s obrazem, že obecná relativita má černé díry, kde nemůže uniknout nic.

Ale jelikož černá díra vyzařuje Hawkingova záření, pomalu se odpařuje, dokud nezmizí, Tak co se stane se všemi informacemi zakódovanými na vašem horizontu? Zaniká tím, že porušuje zákony kvantové mechaniky? Nebo se zachovává podle předpovědi samotné kvantové mechaniky? Jednou z teorií je to Hawkingové záření obsahuje všechny tyto informace, Když se černá díra vypařuje a zmizí, zachovala si už všechnu informaci o všem, co do ní upadá a vyzařuje ji do vesmíru.

Kvantová mechanika versus obecná relativita.

Černé díry nabízejí vědcům možnost testovat obecnou relativitu ve velmi extrémních gravitačních polích. Černé díry jsou považovány za příležitost k odpovědi na jednu z největších otázek v teorii fyzikální částice: proč nelze spojit kvantovou mechaniku s obecnou relativitou?

Kromě horizontu událostí jsou černé díry vedeny jako jedna z nejtmavších tajemství fyziky. Vědci nemohou vysvětlit, co se stane, když objekty překročí horizont události a cestují ve spirále směrem k singularitě.

Obecná relativita a kvantová mechanika se srazí a Einsteinovy ​​rovnice explodují v nekonečnu. Černé díry mohou dokonce udržovat silnice na jiné vesmíry, známé jako červí díry a násilné zdroje energie a hmoty nazývané "bílé díry", i když se zdá být nepravděpodobné, že příroda umožňuje existenci těchto struktur.

Někdy je realita mnohem cizí než fikce.

Sledujte video: Černé díry vysvětlené – od narození do smrti

Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: