10 интересни факти за черните дупки

Черните дупки - това е може би най-загадъчните обекти във Вселената. Освен ако, разбира се, някъде в дълбините на не крие неща, съществуването на които ние не знаем и не можем да знаем, че това е малко вероятно. Черните дупки - това е една огромна маса и плътност, компресирани в един момент малък радиус. Физичните свойства на тези обекти са толкова странни, че те правят, за да разгадае най-опитните физици и астрофизици. Сабина Hossfender, физик-теоретик, направена компилация от десет факти за черните дупки, които всеки трябва да знае.

Какво е черна дупка?

Определящият черта на черна дупка е неговата хоризонт. Тази граница, чупене, които нищо, дори не светлина, не може да се върне назад. Ако зоната се отдели разделени завинаги, ние говорим за "събитие хоризонта." Ако е само временно разделени, ние говорим за "видимия хоризонт." Но това е "временна" също може да означава, че регионът ще бъде отделена за много по-дълго сегашната възраст на Вселената. Ако на хоризонта на черната дупка е временна, но с дълъг живот, разликата между първата и втората спредове.

Колко големи черни дупки?

Можете да си представите на хоризонта на черната дупка като сфера, а диаметърът й е право пропорционална на масата на черната дупка. Поради това, толкова по-голяма маса попада в черна дупка, толкова повече тя се превръща в черна дупка. В сравнение с звездните обекти, обаче, са миниатюрни черни дупки, защото масата се пресова в много малки обеми под неустоим гравитационното налягане. Радиусът на черна дупка маса на планетата Земя, например, само няколко милиметра. Това е 10 милиарда пъти по-малък от радиуса на Земята.

Радиусът на черната дупка се нарича радиус на Шварцшилд, след като Карла Shvartsshilda, който първо е била черната дупка като решение на общата теория на относителността на Айнщайн.

Какво се случва на хоризонта?

Когато минавате на хоризонта, много се случва около вас нищо. Всички, защото на принципа на еквивалентността на Айнщайн, което означава, че не можете да кажете на разликата между ускоряването на плосък пространство и гравитационно поле, което създава кривината на пространство. Независимо от това, на наблюдателя от черната дупка, която се гледа като на някой друг в нея падне, забележете, че хората ще се движат повече и по-бавно, се приближава към хоризонта. Ако времето близо до хоризонта на събитията се движи по-бавно от разстоянието от хоризонта. Въпреки това, тя ще отнеме известно време, и попадащи в наблюдателя дупка пресича хоризонта на събитията и е под радиуса на Шварцшилд.

Какво сте се сблъскали на хоризонта зависи от приливните сили на гравитационното поле. Приливните сили на хоризонта са обратно пропорционални на квадрата на масата на черната дупка. Това означава, че все повече и по-масивна черна дупка, толкова по-малко сила. И ако черната дупка е достатъчно масивен, можете да се преодолее хоризонта преди забелязах, че нещо става. Ефектът от приливните сили ще ви протегне, технически термин, който се използва за тази цел на физиката, наречен "spaghettification".

В първите дни на общата теория на относителността се е смятало, че на хоризонта има сингулярност, но това не беше така.

Какво е вътре в черна дупка?

Никой не знае със сигурност, но не точно етажерка за книги. Общата теория на относителността прогнозира, че черната дупка сингулярност, място, където приливните сили стават безкрайно големи, и след като се над хоризонта на събитията, не можете да получите никъде другаде, освен в сингулярност. В съответствие с това, че е по-добре да не се използва общата теория на относителността на тези места - това просто не работи. Да се ​​каже, какво се случва вътре в черна дупка, ние се нуждаем от теория на квантовата гравитация. Приема се, че тази теория замества сингулярността на нещо друго.

Как да се образува черна дупка?

В момента, ние знаем, на четири различни начина на формиране на черни дупки. Най-добре е да се разбере, свързано с звездна колапс. А достатъчно голяма звезда образува черна дупка след нейното сливане престава, защото всичко, което е възможно да се синтезира, се синтезира. Когато налягането, генерирано от синтеза спирки, веществото започне да пада към собствената си гравитационен център, става все по-гъста. В края на краищата, той е запечатан, така че нищо не може да се преодолее гравитационното въздействие върху повърхността на звездата, Така се роди черна дупка. Тези черни дупки се наричат ​​"черни дупки на слънчевата маса" и са най-често срещаните.

Следващата често срещаният тип на черните дупки са "свръхмасивна черна дупка", която може да бъде намерена в центровете на много галактики и да има маса от около един милиард пъти по-големи от слънчевите масовите черни дупки. Докато не се знае точно как те се формират. Смята се, че след като започна като черна дупка на слънчевата маса, която в гъсто населените галактически центрове абсорбира множество други звезди и да растат. Въпреки това, изглежда, че те абсорбират вещества по-бързо от очакваното тази проста идея, а как го правят - все още е обект на изследвания.

По-спорен идея стана първичните черни дупки, които могат да се образуват в почти всяка с тегло от големи колебания плътност в ранната Вселена. Въпреки че е възможно, доста трудно да се намери модел, който ги произвежда, без да се създава прекалено голям брой от тях.

И накрая, има много спекулативна идея, че Големия адронен ускорител може да се образува миниатюрни черни дупки с маси в близост до масата на бозона на Хигс. Това работи само ако нашата Вселена има допълнителни измерения. Въпреки че няма доказателства в подкрепа на тази теория.

Откъде да знаем, че съществуват черни дупки?

Ние имаме много наблюдателни доказателства за съществуването на компактни обекти с големи маси, които не излъчват светлина. Тези обекти, представляващи от гравитационното привличане, например, в резултат на движение на други звезди или газови облаци около тях. Те също така се създаде гравитационна леща. Ние знаем, че тези обекти не са с твърда повърхност. Това следва от наблюдението, защото материалът пада върху обекта с повърхността трябва да предизвика освобождаване на повече частици от материала падане през хоризонта.

Защо миналата година, Хокинг каза, че черните дупки не съществуват?

Той има предвид, че черните дупки не са вечен хоризонт на събитията, но само временно видно хоризонт (вж., Първа алинея). В тесния смисъл на думата, се взема предвид само хоризонта събитие на черна дупка.

Как черните дупки излъчват радиация?

Черните дупки излъчват радиация поради квантовите ефекти. Важно е да се отбележи, че това е квантовите ефекти на материята, а не на квантовите ефекти на гравитацията. Динамично пространство-време на срутване черна дупка променя дефиницията на самата частица. Подобно на текущото време, която е деформирана в близост до черната дупка, концепцията на частиците е твърде зависима от наблюдателя. По-специално, когато наблюдател, попадащи в черна дупка, аз мисля, че попада във вакуум, като наблюдателят от черната дупка, мисли, че това не е вакуум, а общата площ на частиците. Той се простира пространство-времето предизвиква този ефект.

Първа открита от Стивън Хокинг радиация, излъчвана от черната дупка се нарича "лъчение на Хокинг." Това лъчение има температура е обратно пропорционална на теглото на черния дупката е по-малко от черна дупка, толкова по-висока температура. В звездните и свръхмасивни черни дупки, за които знаем, температурата значително под температурата на микровълново лъчение и поради това не се наблюдава.

Какво е парадокс?

Paradox загуба на данни, причинени от радиация на Хокинг. Това облъчване е чисто термично, т.е. съвпадение на определени свойства е само температурата. Самата радиация не съдържа никаква информация за това как да се образува черна дупка. Но когато черната дупка излъчва радиация, тя губи маса и свиване. Всичко това не зависи от материала, който стана част от черната дупка, или от която е формирана. Оказва се, че знае само крайното състояние на изпаряване не може да се каже за това, което се образува черна дупка. Този процес е "необратима" - и уловката е, че в квантовата механика не съществува такъв процес.

Оказва се, че изпаряването на черна дупка, е несъвместима с квантовата теория, каквато я познаваме, и с това е необходимо да се направи нещо по въпроса. Някак си се премахне несъответствието. Повечето физици смятат, че решението се крие във факта, че лъчението на Хокинг, трябва по някакъв начин да съдържа информация.

Хокинг, който предлага решения за информация парадокс на черната дупка?

В момента, ние вярваме, че съществуват черни дупки, и ние знаем къде се намират, както се формират и какъв ще бъде резултатът. Но детайлите на това, което се случва с постъпващата информация те все още представляват една от най-големите мистерии на вселената.