Ceva din istorie.
Încă din 1783, John Michell (un astronom englez) a fost primul care a sugerat posibilitatea existenței unor astfel de corpuri materiale, astfel încât atracția lor să nu scape de lumină. Abia în 1916 această idee a reapărut - ca urmare a teoriei generale a relativității (VTR) a lui Einstein. Până în anii 1960, ČD a rămas doar la nivel teoretic - când au lansat primul satelit cu raze X și au început să exploreze stele binare (de exemplu Cygnus X-1), existența găurilor negre a fost confirmată. După 1967, John Wheeler a introdus pentru prima dată termenul „gaură neagră”. A fost folosit și în Star Trek.
Găurile negre se pot forma în 2 moduri - dacă o stea cu aproximativ 3 ori masa Soarelui se prăbușește sub propriul prăbușire gravitațională, sau viitoarea gaură neagră poate avea o masă mai mică, dar masa sa va fi afectată de o altă sursă decât propria greutate sub o presiune suficientă.
O gaură neagră se formează atunci când restul unei stele Supernova cu o masă de 3 ori mai mare decât masa Soarelui se prăbușește prin propriul său colaps gravitațional. În viitorul ČD, masa crește - crește gravitația (crește curbura spațiu-timp). dacă
viteza de evacuare la o anumită distanță de centru atinge viteza luminii, se creează un HU în interiorul căruia masa trebuie să cadă în mod necesar într-un punct, creând astfel o singularitate.
Găurile negre pot fi împărțite în 3 tipuri de bază - Stelare, Supermateriale și Subatomice (până acum doar la un nivel pur teoretic).
Formele stelare sunt formate din resturi prăbușite ale unei explozii stelare (Supernove). Dacă de ex. în cazul în care Soarele nostru se prăbușește în ČD, ar trebui să-l prăbușim la un diametru de 3 km (1/232.000). Stellar ČD are cea mai mică masă de 1,44 (limita Chandrasekhar) din masa Soarelui și cea mai mare masă cunoscută de 14 Sori.
CD-urile supermasive pot avea mase echivalente cu milioane până la miliarde de Sori, ele există în centrele galaxiilor mai mari, inclusiv a noastră. Spre deosebire de Stellar, totuși, este probabil ca acestea să aibă o densitate mai mică decât apa. Acest lucru se datorează faptului că raza ČD crește liniar cu creșterea greutății. În consecință, densitatea cu o greutate pătrată scade, de asemenea. De asemenea, dependența liniară este între dimensiunea ČD și viteza cu care toate lucrurile cad în ea.
Până în prezent, acestea sunt doar la un nivel pur teoretic. Au o greutate minimă de doar 2 × 10-8 kg. Sunt atât de mici încât, atunci când apar, dispar imediat (se evaporă cu radiația Hawking). Mikro ČD ar fi fost creat la RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) din New York.
Relativitatea generală prezice că în mijlocul ČD, dincolo de orizontul evenimentelor, există o singularitate - un punct de densitate infinită, presiune și temperatură. Teoretic, ČD ar putea absorbi materia la nesfârșit. Toate particulele din spatele HU se îndreaptă spre singularitate. În singularitate, legile generale ale fizicii încetează să se mai aplice, la fel și timpul așa cum îl cunoaștem.
Orizontul evenimentelor (HU):
o sferă din care nu se mai întoarce. La nivelul orizontului evenimentelor, viteza de evacuare este egală cu viteza luminii. Dacă ceva depășește acest orizont, nu va scăpa niciodată de el - nici măcar lumina.
Este o structură compusă din material care cade în singularitate. Acest material se află sub influența forței gravitaționale centrifuge
formează în disc. Dacă corpul este captat de câmpul gravitațional al ČD, acesta nu îndreaptă direct spre el, ci de-a lungul discului de acumulare.
Teoria generală a relativității (RTD):
De fapt, RTD prezice literalmente că ČD-urile se formează în mod natural, din cauza colapsului gravitațional. Pe măsură ce masa se acumulează în gaura neagră, curbura spațiului-timp crește. În singularitate, spațiul-timp este infinit curbat, forța gravitațională este, de asemenea, infinit de mare și, de asemenea, absoarbe radiația (și lumina vizibilă).
Dilatarea timpului și a masei:
Dilatarea (întinderea) materiei și a timpului depinde de distanța de la HU. Cu cât suntem mai aproape de HU, cu atât sunt mai vizibile aceste efecte.
Cu toate acestea, obiectul afectat nu observă dilatarea timpului - timpul rulează la fel de repede pentru el, chiar dacă observatorului exterior i se pare că individul afectat a oprit timpul. Dilatarea materiei, la rândul ei, se manifestă prin faptul că obiectul observat ar trebui să se extindă datorită acțiunii unor forțe gravitaționale diferit de mari asupra unui obiect.
Astronaut care se încadrează în ČD:
Deoarece nu scapă lumină din HU, ČD nu poate fi observat deloc. Știm despre prezența lor datorită faptului că atunci când materia capătă viteza luminii pe HU, ea emulează de ex. razele gamma sau
Raze X (materia se freacă de ea însăși cu astfel de forțe încât poate transforma până la 50% din materie în raze X). ČD poate fi detectat numai datorită efectelor lor asupra obiectelor din vecinătatea lor. De exemplu. acționând ca lentilă gravitațională, mișcarea altor corpuri este influențată de câmpul gravitațional al acesteia sau dacă ČD face parte dintr-o stea binară, materialul din a doua stea este atras de imensa atracție a ČD.
Când, în 1915, Einstein a susținut conform VTR că gravitația se aplică și luminii (abia în 1919 observațiile astronomice au dovedit acest lucru), el și-a schimbat viziunea asupra lumii lui Newton până atunci. ČD se comportă ca lentilele gravitaționale - gravitația lor îndoaie lumina, așa că atunci când privim printr-un telescop undeva unde există o gaură neagră, vedem doar
poziție aparentă, deoarece razele sunt direcționate de ČD la un unghi diferit. Curbele luminii în apropierea corpurilor materiale datorită răsucirii spațiului-timp sub influența materiei.
Primul proiect axat în principal pe cercetarea ČD este telescopul XMM-Newton, lansat de ESA pe 10 decembrie 1999. Este cel mai mare satelit fabricat în Europa. Este folosit pentru examinarea razelor X și a razelor gamma însoțitoare. Aceste raze sunt create înainte de a intra în HU - masa capătă viteza luminii, există o frecare imensă și masa poate fi convertită prin această frecare de la până la 50% la raze X.
Proiect LISA (Laser Interferometer Space Antenna): -este un program pentru studierea ČD. NASA intenționează să lanseze proiectul LISA în 2015. În principiu, va lansa 3 obiecte aflate la distanță de 5 milioane de km într-un triunghi, vor fi conectate printr-un laser, creând o antenă virtuală gigantică. Sarcina lor va fi să caute unde gravitaționale care nu au fost încă observate. Dar oamenii de știință sunt aproape 100% siguri că există. Dar acestea sunt extrem de slabe, astfel încât LISA va avea senzori foarte sensibili și cea mai recentă tehnologie.
Este una dintre primele surse de raze X descoperite și este una dintre cele mai puternice surse de raze X. Este, de asemenea, primul ČD de tip stea identificat. Oscilează de 1.000 de ori pe secundă și se află la 8.200 de ani lumină de Soare. Cygnus X-1 este aproape de supernatantul albastru (HDE 226868), care cântărește aproximativ 20-30 Soare. Își suge încet masa din el.
Este unul dintre cei mai importanti fizicieni teoretici din lume. Este profesor de matematică la Universitatea din Cambridge. Are scleroză laterală miotrofică, din cauza căreia se află într-un scaun cu rotile și nu se poate mișca. În 1971, a oferit sprijin matematic pentru teoria Big Bang-ului, care explică originea universului, câmpul său fiind în principal găuri negre.
Potrivit lui Hawking, ČD poate emite radiații termice. Radiația provine chiar în spatele HU și nu conține nicio informație despre interiorul ČD, deoarece este termică. Cu toate acestea, aceasta înseamnă că ČD nu este complet negru: consecința este că masa lui ČD se evaporă lent în timp. Prin urmare, ČD poate dispărea și o dată.
A fost creat prin combinarea RTD și mecanica cuantică. Dacă ČD poate dispărea, atunci ce se va întâmpla cu problema pe care ČD a absorbit-o în timpul existenței sale? La urma urmei, unul dintre cele mai de bază principii ale fizicii este că informațiile nu se pierd niciodată. Poate fi amestecat, dar niciodată pierdut. Una dintre legile de bază ale fizicii cuantice este că orice am face cu un obiect, putem obține întotdeauna informații din el. Aceasta înseamnă că teoretic, când obținem toate informațiile despre obiect, îl putem reconstrui. Și acest principiu de bază a fost negat de Hawking în ecuația sa universală ČD ().
Rezolvarea paradoxului informației:
Când fizicienii au avut în sfârșit dovezi în mâinile lor că informațiile nu se vor pierde în ČD, Hawking a venit cu o altă teorie, a cărei bază este că universul nostru în care trăim poate fi doar unul dintre un număr infinit de universuri (fiecare cu un istorie diferită). În unele ČD-uri există, dar în unele nu există. Pentru a înțelege efectul real al ČD, trebuie să combinăm toate universurile paralele împreună. Informațiile sunt pierdute în istoria ČD, dar informațiile sunt stocate în istorie fără ČD. Universurile în care există ČD ar fi echilibrate cu cele în care nu există. Prin urmare, informațiile nu se vor pierde, deoarece nu va exista niciun ČD care să le prindă. Informațiile vor fi păstrate.
Se spune că totul în univers a fost creat în contrarii (de exemplu, materie și antimaterie, electron și pozitron,). Gaura albă este opusul lui ČD - este un corp care
elimină materia. Materia care este trasă în ČD trebuie aruncată în altă parte a spațiului. Găurile albe și negre ar fi comenzi rapide în spațiu, create de curbura spațiului dintre două puncte cu gravitație mare. Existența unei găuri albe nu a fost încă confirmată.
Ce s-ar întâmpla dacă Soarele nostru s-ar transforma într-o gaură neagră? S-ar schimba orbita planetelor? Ar cad într-o gaură neagră? Cu siguranta nu
(videoclip ilustrativ). Chiar dacă am prăbuși Soarele într-o gaură neagră (am strânge Soarele până s-ar prăbuși în singularitate), nu ar avea niciun efect. Nu am schimba greutatea, ci doar volumul. Dar, deoarece gravitația este condiționată de masă, nimic nu s-ar întâmpla și planetele ar orbita în aceleași orbite.
Black Hole vs. Gaura de vierme:
Mulți oameni greșesc în legătură cu aceste 2 concepte. Dar sunt departe de a fi la fel. O gaură de vierme este un obiect fizic ipotetic pe care îl creează
pe scurt, prin spațiu-timp. Acest fenomen a fost descris pentru prima dată în 1935 de Albert Einstein și Nathan Rosen drept așa-numitul Podul Einstein-Rosen, care este, totuși, doar una dintre speciile ipotetice posibile de găuri de vierme.