Говоря о черных дырах, термин черные дыры был придуман только в 19 веке американским ученым (Джон Уиллер) как идея, существовавшая двести лет назад, когда существовали две теории о свете - дуальность света, то есть известно, что свет может вести себя как свет. волны и частицы (частицы).
В то время гипотеза черной дыры встретила сопротивление, потому что у ученых не было достаточных доказательств в ее пользу. В 1915 году Альберт Эйнштейн опубликовал свое величайшее открытие (Теория относительности), в котором предположил, что гравитация может искривлять измерение пространства-времени, и поэтому на легкие частицы (фотоны) с массой, близкой к нулю, может воздействовать гравитация, и это приводит к явлению черных дыр. .
Не дыра
Черная дыра - это не дыра (пустота) во Вселенной (пространстве-времени), в отличие от того, что вы думаете! Черная дыра - это звезда (с маленьким радиусом, но чрезвычайно большой и сжатой массой), которая схлопнулась под действием собственной силы тяжести, когда «топливо» звезды было израсходовано, и ее масса с самого начала уменьшилась во много раз (убедитесь, что вы понимаете жизненный цикл. звезды, чтобы понять происхождение черных дыр). Его называют черной дырой по 2 причинам, а именно:
- Этот сжатый объект всасывает любой материал, который находится рядом с ним, как дыра - да, это пылесос!
- Любая материя (скажем, свет), свет, который был втянут, не сможет снова выйти из него. Это согласуется с описанием излучения абсолютно черного тела - оно полностью поглощает свет (e = 1).
Невозможно ни одной материи вырваться из черной дыры, один (луч) света не способен, не говоря уже о другой материи, не существует! - поскольку ничто не может превышать скорость света (согласно теории относительности), то все не может уйти (и никогда не рассчитывай избежать объятий черной дыры!).
В настоящее время ученые думают о том, что мы можем создать вещество / вещество, которое может иметь скорость (в вакууме ) , превышающую скорость света ? (и неизвестно, как свет будет реагировать на гравитацию.)
Как найти черную дыру, если один свет не может выйти из нее? (Помните, что мы не можем увидеть объект без помощи света, а Вселенная очень темная и холодная.) Черные дыры можно найти с помощью материалов в космическом пространстве, материя, которая находится рядом с черной дырой, будет вращаться и также окружать ее. в результате будет создан плоский диск, называемый аккреционным диском .
Это вращающееся вещество теряет свою энергию и затем «извергает» излучение в виде рентгеновских лучей, а также электромагнитного излучения, прежде чем, наконец, пройти через горизонт событий.Черная дыра под названием Cygnus X-1 находится в двойной звездной системе (две звезды, вращающиеся вокруг друг друга), которая ведет себя так странно, что астрономы сбиты с толку и задаются вопросом, почему это так? После дальнейшего изучения выяснилось, что звезда на самом деле кружила над черной дырой (Лебедь X-1), которая находится в 6000 световых годах от Земли.
На основе общей теории относительности утверждается, что гравитация может искривлять пространство-время. Земля обращается вокруг Солнца (полностью) за 365,25 дня. Это связано с (результатом кривизны) гравитации Солнца, заставляющей Землю вращаться вокруг него.Земля также искажает пространство-время вокруг себя, и поэтому Луна вращается вокруг нее (следуя кривизне).
Также читайте: Где находится Старая Зеландия?Гравитация этого (большого) модового объекта искажает пространство-время вокруг него, в результате любой близкий к нему объект будет вращаться по орбите, создавая орбитальный путь (планеты, луны и т. Д.) И в разные периоды, чтобы завершить его. полный поворот (360 °). На картинке выше (Рис. 1.2) обратите внимание на линии, составляющие паутину, то есть то, что называется пространством-временем .
Просто представьте, что вы и ваш друг протягиваете кусок ткани (между вами) и кладете шарик (он будет указывать на центр ткани), и тогда будет дуга, верно? Это настоящая гравитационная сила, гравитационная сила черной дыры очень и очень сильна по сравнению с Солнцем или нейтронной звездой (рис. 1.1).
К настоящему времени мы знаем, что черная дыра - это не полая дыра во Вселенной! (Черная дыра - это звезда, которая коллапсировала, и у нее такое сильное гравитационное притяжение, что даже свет не может выйти из нее!)
Так что же такое черная дыра?
Черные дыры на самом деле состоят из 3 частей, а именно: Эргосфера, горизонт событий и сингулярность. ( Приближаясь к каждой из этих частей, мы почувствуем различный эффект.) Если мы приблизимся к черной дыре, мы сначала столкнемся с эргосферой, прежде чем столкнемся с горизонтом событий и сингулярностью в конце.
Эргосфера: это самая удаленная часть вращающегося горизонта событий, где пространство-время будет искажено из-за этой поперечной (вращающей) силы.
Горизонт событий (горизонт событий): это граница между пространством-временем внутри черной дыры, на все события, которые происходят (здесь), больше нельзя повлиять .
Сингулярность: это центральная точка черной дыры в сингулярности плотности массы и бесконечности кривизны пространства-времени .
Любой материал в эргосфере все еще может ускользнуть с помощью вращательных сил (которые очень быстрые) из самой эргосферы. Однако, если он вошел в горизонт событий, любая материя не сможет вырваться, любая материя будет все сильнее давить гравитационная сила черной дыры, и в конце концов она окажется в сингулярности (она будет здесь навсегда!)
В сингулярности все законы физики, которые мы знали до сих пор, больше не будут применяться! - и происходит объединение фундаментальных сил Вселенной (гравитационная сила, электромагнитная сила, сильная ядерная сила и слабая ядерная сила) . Неизвестно, как происходит схема союзов сил / компонентов, и невозможно объяснить, что на самом деле находится в сингулярности.
К этому моменту мы узнали одно за другим, что на самом деле означают эргосфера, горизонт событий и сингулярность. Если предположить, что черная дыра - это твердый шар, у нее должны быть радиус и диаметр, верно?
Этот радиус представляет собой расстояние между сингулярностью и горизонтом событий (рис. 1.3), которое называется радиусом Шваршильда (позаимствовано у ученого, которому приписывают развитие теории черной дыры). Радиус шваршильда зависит от значения массы, чем больше масса, тем больше радиус.
Радиус Шваршильда объясняет, что в черной дыре работают две (важные) энергии, эти две энергии - кинетическая энергия и гравитационная потенциальная энергия. Да, они очень тесно связаны. Выяснили, что формула для радиуса Шварцшильда R = 2GM / c², как получить формулу? Не волнуйтесь, это происходит из-за соотношения кинетической энергии (Ek) и гравитационной потенциальной энергии (Ep). Принято, что Ek - это количество энергии из-за движения, а Ep - (полная) энергия в состоянии покоя.
Ek = Ep1 / 2mv² = GMm / R
1 / 2v² = GM / R
v² = 2GM / R
потому что в вакууме тогда v = c.
c² = 2GM / R
R = 2GM / c².
(Отсюда и формула для радиуса Шваршильда.)
Используя вычисления по формуле, если мы хотим превратить Землю в черную дыру, Земля будет размером всего с горошину (позже), но содержит всю массу Земли, представьте? А если бы это было Солнце, у него был бы радиус всего 3 км. (Хотя земля будет размером с гороховое семя, если превратится в черную дыру, держу пари, вы не сможете ее поднять!)
Также прочтите: Что такое инфракрасный луч?Нам нужно задать вопрос: «Если кто-нибудь попадет в черную дыру, какова будет судьба материи?» Любая материя, попавшая в черную дыру, могла быть двумя следующими возможностями, и он это сделает;
- Присоединяйтесь к черной дыре, чтобы масса черной дыры тоже увеличивалась, или
- Нахождение в сингулярности на неизвестное время (это уже объясняется в квантовой физике).
Несмотря на то, что черные дыры невероятно мощны, на самом деле черные дыры не существуют вечно, у них также есть тот же цикл, что и у людей - они «рождаются» и определенно не будут существовать. Как умирает черная дыра ? Помните, черные дыры также вращаются, и некоторые из них неподвижны или неподвижны.
По словам российского физика Якова Зельдовича (Яков Зелдовичь) и его коллег, согласно принципу неопределенности квантовой механики, вращающиеся объекты должны производить и испускать частицы.
Также физик Стивен Хокинг утверждал, что черные дыры должны испускать некоторое излучение - это излучение стало известно как отравляющее излучение, которое является излучением, вызванным квантовыми эффектами вокруг горизонта событий.
Чем больше она вращается, тем больше излучения выделяется, в результате черная дыра будет уменьшаться в массе и сжиматься, что в конце концов исчезает; умереть! Однако, как люди, мы никогда не станем свидетелями смерти черной дыры, потому что с ее массивной массой черной дыре требуется много времени, чтобы сжаться, и чем больше масса, тем дольше ее время жизни.
У черных дыр действительно много загадок - они черные дыры! Он свиреп во тьме вселенной. Как человек, вы можете знать только внешний вид, и, конечно же, черные дыры гораздо страшнее, чем то, что я описал здесь. Да, по крайней мере, мы уже знаем, что и как на самом деле есть черные дыры, почему это и почему.
Хватит, надеюсь, полезно и спасибо.
Эта статья является представлением автора. Вы также можете написать свой собственный текст, присоединившись к сообществу Saintif.