10 lucruri interesante despre găuri negre

Găurile negre - aceasta este, probabil, cele mai misterioase obiecte din Univers. Cu excepția cazului, desigur, undeva în adâncul nu ascund lucruri, de existența pe care noi nu știm și nu poate ști că era puțin probabil. Găurile negre - aceasta este o masă enormă și densitate, comprimat la un moment dat o rază mică. Proprietățile fizice ale acestor obiecte sunt atât de ciudate pe care le fac pentru a puzzle fizicieni cei mai experimentați și astrofizicieni. Sabina Hossfender, fizician, a făcut o compilație de zece fapte despre găuri negre, care ar trebui sa stie toata lumea.

Ce este o gaură neagră?

Caracteristica definitorie a unei găuri negre este orizontul. Această frontieră, de rupere care nimic, nici măcar lumina, nu poate merge înapoi. În cazul în care zona desprinderii separate pentru totdeauna, vorbim despre „orizontul evenimentului.“ În cazul în care este doar separat temporar, vorbim despre „orizontul vizibil.“ Dar aceasta este o „temporar“ poate însemna, de asemenea, că regiunea va fi separat pentru mult timp vârsta actuală a universului. În cazul în care orizontul unei găuri negre este o temporar, dar de lungă durată, diferența dintre prima și a doua tartinabile.

Cât de mare găuri negre?

Vă puteți imagina orizontul unei găuri negre ca o sferă, iar diametrul său este direct proporțională cu masa găurii negre. Prin urmare, cu atât mai mare masa cade în gaura neagră, cu atât mai mult devine o gaură neagră. Comparativ cu obiecte stelare, cu toate acestea, sunt mici gauri negre, deoarece masa este comprimată în volume foarte mici, sub presiunea gravitațională irezistibil. Raza de masa găurii negre pe planeta Pământ, de exemplu, doar câțiva milimetri. Acest lucru este de 10 miliarde de ori mai mică decât raza Pământului.

Raza găurii negre se numește raza Schwarzschild după Karla Shvartsshilda, primul care a adus gaura neagră ca o soluție la teoria generală a relativității a lui Einstein.

Ce se întâmplă la orizont?

Când trece la orizont, de mult se întâmplă în jurul tău nimic. Toate din cauza principiului echivalenței lui Einstein, ceea ce implică faptul că nu vă pot spune diferența dintre accelerația în spațiu plat și câmpul gravitațional, creând curbura spațiului. Cu toate acestea, observatorul departe de gaura neagră, care urmărește ca altcineva cade în ea, observați că oamenii se vor muta mai mult și mai încet, se apropie de orizont. Dacă timpul în apropierea orizontului evenimentului se mișcă mai lent decât distanța de la orizont. Cu toate acestea, va dura ceva timp, și care se încadrează în gaura observatorul traversa orizontul evenimentului și se află în interiorul raza Schwarzschild.

Ce vă confruntați la orizont depinde de forțele mareice ale câmpului gravitațional. Forțele mareice la orizont sunt invers proporționale cu pătratul masa găurii negre. Acest lucru înseamnă că mai mult și mai masiv gaura neagră, cu atât mai puțin forța. Și dacă o gaură neagră este destul de masiv, puteți depăși orizontul înainte am observat că ceva se întâmplă. Efectul forțelor mareice vă va întinde, un termen tehnic care este folosit în acest scop al fizicii, numit „spaghettification“.

În primele zile ale teoriei generale a relativității se credea că la orizont există o singularitate, dar nu a fost așa.

Ce este în interiorul unei găuri negre?

Nimeni nu stie sigur, dar nu chiar un raft de cărți. Relativitatea generală prezice că o singularitate gaură neagră, un loc în care forțele de maree devin infinit de mare, și odată ce treci peste orizontul evenimentului, nu poți ajunge oriunde altundeva, cu excepția singularitatea. Prin urmare, este mai bine să nu utilizeze relativității generale în aceste locuri - pur și simplu nu funcționează. Pentru a spune ceea ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre, avem nevoie de o teorie a gravitației cuantice. Este recunoscut faptul că această teorie înlocuiește singularitatea altceva.

Cum de a forma o gaură neagră?

În prezent, știm de patru moduri diferite de formare a găurilor negre. Cel mai bine este să înțeleagă asociate cu colaps stelare. O stea destul de mare formează o gaură neagră, după fuziunea încetează, pentru că tot ceea ce a fost posibil de a sintetiza, a fost sintetizat. Când presiunea generată de sinteza oprește, substanța începe să scadă la propriul centru gravitațional, devenind mai dens. În final, acesta este sigilat, astfel încât nimic nu poate depăși efectul gravitațional pe suprafața stelei, astfel se naște o gaură neagră. Aceste găuri negre sunt numite „găuri negre de masă solare“ și sunt cele mai comune.

Următorul tip comun de găuri negre sunt „gaura neagra supermasiva“, care pot fi găsite în centrele de multe galaxii și au o masă de aproximativ un miliard de ori mai mare decât găurile negre solare în masă. Deși nu știe exact modul în care acestea sunt formate. Se crede că, odată ce a început ca o gaură neagră a masei solare, care, în centrele galactice dens populate a absorbit o serie de alte stele și să crească. Cu toate acestea, ei par să absoarbă substanțe mai repede decât era de așteptat această idee simplă, și modul în care o fac - este în continuare obiectul cercetării.

Mai multe idee controversată a devenit găuri negre primordiale, care pot fi formate în aproape orice cântărire a fluctuațiilor de densitate mare în universul timpuriu. Deși este posibil, destul de dificil de a găsi un model care le produce, fără a crea un număr excesiv de ele.

În cele din urmă, există o idee foarte speculativă că Large Hadron Collider pot forma mici găuri negre cu mase apropiate de masa bosonului Higgs. Aceasta funcționează numai în cazul în care universul nostru are dimensiuni suplimentare. În timp ce nu a existat nici o dovadă care să susțină această teorie.

Cum știm că există găuri negre?

Avem o mulțime de dovezi observaționale pentru existența obiectelor compacte cu mase mari, care nu emit lumină. Aceste obiecte care prezintă de atracție gravitațională, de exemplu, datorită deplasării altor stele sau nori de gaz în jurul lor. Acestea creează, de asemenea, lentile gravitaționale. Știm că aceste obiecte nu au o suprafață solidă. Acest lucru rezultă din observația deoarece materialul care cade pe obiect cu suprafața trebuie să provoace eliberarea de mai multe particule decât materialul care se încadrează prin orizont.

De ce anul trecut, Hawking a spus că găurile negre nu există?

El a însemnat că găurile negre nu sunt orizontul etern al evenimentelor, ci doar un orizont temporar aparent (a se vedea. Primul paragraf). Într-un sens strict, este considerat doar orizontul de evenimente al unei găuri negre.

Cum găurile negre emit radiații?

Găurile negre emit radiații din cauza efectelor cuantice. Este important de remarcat că acest lucru este efectele cuantice ale materiei, mai degrabă decât efectele cuantice ale gravitației. Dinamic spațiu-timp a unei găuri negre în colaps modifică definiția particulei în sine. La fel ca în momentul actual, care este distorsionat în apropierea găurii negre, conceptul de particule este prea dependentă de observator. În special, atunci când un observator care se încadrează într-o gaură neagră, cred că se încadrează într-un vid, observatorul departe de gaura neagră, crede că acest lucru nu este un vid, iar suprafața totală a particulelor. Se întinde de spațiu-timp cauzează acest efect.

În primul rând descoperit de radiații Stephen Hawking emisă de către o gaură neagră se numește „radiații Hawking.“ Această radiație are o temperatură este invers proporțională cu greutatea găurii negre este mai mică decât o gaură neagră, cu cât temperatura. În găuri negre stelare și supermasive pe care le cunoaștem, temperatura mult sub temperatura de fond de microunde și, prin urmare, nu au fost observate.

Ce este un paradox?

Paradox pierderi de date cauzate de radiații Hawking. Această radiație este pur termică, adică o coincidență anumitor proprietăți este doar temperatura. Radiația în sine nu conține nici o informație cu privire la modul de a forma o gaură neagră. Dar când gaura neagră emite radiații, se pierde în masă și în scădere. Toate acestea nu depinde de materialul, care a devenit parte a găurii negre, sau din care sa format. Se pare că numai cunoscând starea finală a evaporării nu se poate spune ceea ce este format dintr-o gaură neagră. Acest proces este „ireversibil“ - și captura este că în mecanica cuantică nu există nici un astfel de proces.

Se pare că evaporarea unei găuri negre este incompatibilă cu teoria cuantică, așa cum o știm, și cu această nevoie de a face ceva despre el. Într-un fel elimina incoerență. Cei mai mulți fizicieni cred că soluția constă în faptul că radiația Hawking trebuie să conțină într-un fel de informații.

Hawking, care oferă soluții pentru informații paradox al găurii negre?

În acest moment, noi credem că există găuri negre, și noi știm unde sunt, ambele sunt formate și care va fi rezultatul. Dar, detalii cu privire la ceea ce se întâmplă cu informațiile primite ei încă mai reprezintă una dintre cele mai mari mistere ale universului.