10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Black hole - ito ay marahil ang pinaka-mahiwagang bagay sa Uniberso. Maliban kung, siyempre, sa isang lugar sa kailaliman ng hindi pagtatago ng mga bagay, ang pagkakaroon ng na kung saan hindi namin alam at hindi maaaring malaman na ito ay malamang na hindi. Black hole - ito ay isang napakalaking mass at density, na-compress sa isang punto ng isang maliit na radius. Ang pisikal na katangian ng mga bagay na ito ay kaya kakaiba na gumawa sila sa malaking suliranin pinaka-nakaranas ng mga physicists at astrophysicists. Sabina Hossfender, isang theoretical physicist, na ginawa ng isang compilation ng sampung katotohanan tungkol sa mga black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman.

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Ano ang isang black hole?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Ang pagtukoy tampok ng isang black hole ay ang abot-tanaw. Ito hangganan, breaking na wala, hindi kahit na ilaw, ay hindi bumalik. Kung ang lugar nagiging nakahiwalay separated magpakailanman, kami ay pakikipag-usap tungkol sa "abot-tanaw kaganapan". Kung ito ay lamang pansamantalang pinaghiwalay, makipag-usap namin tungkol sa "ang nakikitang abot-tanaw." Ngunit ito ay "pansamantalang" ay maaari ring nangangahulugan na ang rehiyon ay dapat paghiwalayin ng mas matagal ang kasalukuyang edad ng uniberso. Kung ang abot-tanaw ng isang black hole ay isang pansamantalang ngunit matagalan, ang pagkakaiba sa pagitan ng una at ikalawang spreads.

Gaano kalaki black hole?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Ito ay posible na abot-tanaw black hole tulad ng isang globo, at ang diameter ay direkta proporsyonal sa ang masa ng black hole. Samakatuwid, ang mas malaki ang masa ay bumaba sa black hole, mas ito ay nagiging isang black hole. Kumpara sa stellar mga bagay, gayunpaman, ang mga maliliit na black hole, dahil ang masa ay compress sa napakaliit na volume na sa ilalim ng irresistible gravitational presyon. Ang radius ng black hole mass sa planeta Earth, halimbawa, lamang ng ilang millimeters. Ito ay 10 bilyong beses na mas maliit kaysa sa radius ng Earth. Ang radius ng black hole ay tinatawag na Schwarzschild radius matapos Karl Schwarzschild, na unang nagdala ng black hole bilang solusyon sa pangkalahatang teorya ng kapamanggitan Einstein.

Ano ang nangyayari sa abot-tanaw?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Pagkaraan ninyo ng abot-tanaw, marami ang nangyayari sa paligid mo wala. Lahat dahil sa Einstein equivalence prinsipyo, na kung saan ay nagpapahiwatig na hindi mo maaaring sabihin ang pagkakaiba sa pagitan ng acceleration sa flat space at gravitational field, paglikha ng kurbada ng space. Gayunpaman, ang mga tagamasid ang layo mula sa black hole, na kung saan ay nanonood bilang ibang tao ay mahulog sa loob, mapapansin na ang mga tao ay lilipat ng higit pa at mas mabagal, papalapit na ang abot-tanaw. Kung ang oras malapit sa abot-tanaw kaganapan ay gumagalaw mas mabagal kaysa sa distansya mula sa abot-tanaw. Gayunpaman, ito ay tumagal ng ilang oras, at bumabagsak sa butas tagamasid i-cross ang kaganapan abot-tanaw at sa loob ng Schwarzschild radius.

Ano ikaw ay nakararanas ng sa abot-tanaw ay depende sa taib-tabsing pwersa ng gravitational field. Taib-tabsing pwersa sa abot-tanaw ay inversely proporsyonal sa square ng masa ng black hole. Nangangahulugan ito na ang higit pa at mas malaki ang black hole, mas mababa na puwersa. At kung ang isang black hole ay napakalaking sapat, maaari mong pagtagumpayan ang abot-tanaw bago ko napansin na ang isang bagay ay nangyayari. Ang epekto ng taib-tabsing pwersa ay mabatak mo, isang teknikal na kataga na ginagamit para sa layuning ito ng pisika, na tinatawag na "spaghettification".

Sa unang bahagi ng araw ng pangkalahatang teorya ng kapamanggitan ito ay naniniwala na sa abot-tanaw ay may isang kahiwagaan, ngunit ito ay hindi kaya.

Ano ang sa loob ng isang black hole?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Walang nakakaalam para sigurado, ngunit hindi eksakto ang isang bookshelf. Pangkalahatang kapamanggitan ay hinuhulaan na ang isang black hole singularity, isang lugar kung saan ang mga taib-tabsing pwersa maging walang hanggan malaki, at sa sandaling makakuha ka sa ibabaw ng abot-tanaw kaganapan, hindi ka maaaring makakuha ng kahit saan pa, maliban sa kahiwagaan. Alinsunod dito, ito ay mas mahusay na hindi gamitin ang pangkalahatang kapamanggitan sa mga lugar na ito - ito lamang ay hindi gumagana. Upang sabihin kung ano ang mangyayari sa loob ng isang black hole, kailangan namin ng isang teorya ng quantum gravity. Ito ay kinikilala na ang teorya ay pumapalit sa kahiwagaan ng iba pang bagay. Habang ang mga black hole nabuo?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Sa kasalukuyan ang alam namin ng apat na iba't ibang mga paraan ng pagbuo ng mga black hole. Ito ay pinakamahusay na maunawaan na nauugnay sa stellar pagbagsak. Ang isang sapat na malaki star bumubuo ng isang black hole matapos nito fusion ceases, dahil ang lahat na posible upang synthesize, ay synthesized. Kapag ang presyon na nabuo sa pamamagitan ng ang synthesis tumitigil, ang sangkap ay nagsisimula sa mahulog sa sarili nitong gravitational center, nagiging mas siksik. Sa katapusan, ito ay sealed kaya na walang maaaring magtagumpay ang gravitational epekto sa ibabaw ng bituin, Kaya ay ipinanganak ang isang black hole. Ang mga black hole ay tinatawag na "black hole ng solar mass" at ang pinaka-karaniwang.

Ang susunod na-karaniwang uri ng mga black hole ay "black hole" na maaaring matagpuan sa mga sentro ng maraming mga kalawakan at magkaroon ng isang mass ng tungkol sa isang bilyong beses na mas malaki kaysa sa solar mass black hole. Habang hindi kilala nang eksakto kung paano sila ay binuo. Ito ay pinaniniwalaan na isang beses sila ay nagsimula bilang isang black hole ng solar mass, na siya nang makapal populated na galactic center hinihigop ng isang host ng iba pang mga bituin at palaguin. Gayunpaman, tila sila na maunawaan na sangkap na mas mabilis kaysa sa inaasahan na ito simpleng ideya, at kung paano nila ito - ay pa rin ang paksa ng pananaliksik.

Higit pang mga kontrobersyal ideya ay naging primordial black hole, na kung saan ay maaring nabuo sa halos anumang tumitimbang ng mga malalaking density pagbabago-bago sa unang bahagi ng uniberso. Kahit na ito ay posible, medyo mahirap upang mahanap ang isang modelo na gumagawa sa kanila, nang hindi lumilikha ng isang labis na bilang ng mga ito.

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Sa wakas, mayroong isang napaka-mapag-isip ideya na ang Large Hadron Collider ay maaaring bumuo ng mga maliliit na black hole na may mga masa malapit sa masa ng Higgs boson. Ito ay gagana lamang kung ang ating uniberso ay may dagdag na dimensyon. Habang naroon ay walang katibayan upang suportahan ito teorya.

Paano natin nalalaman na black hole umiiral?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Mayroon kaming isang pulutong ng pagmamatyag katibayan para sa pagkakaroon ng compact na mga bagay na may malaking masa, na kung saan ay hindi naglalabas ng liwanag. Ang mga bagay na pagpapanggap pamamagitan ng gravitational-akit, hal, dahil sa paggalaw ng iba pang mga bituin o gas na ulap sa kanilang paligid. Sila rin ay lumikha ng gravitational lensing. Alam natin na ang mga bagay na ito ay hindi magkaroon ng isang matatag na ibabaw. Ito ay sumusunod mula sa observation dahil ang materyal na bumabagsak sa bagay na may ang ibabaw ay dapat maging sanhi ng release ng mas maraming mga particle kaysa sa materyal na bumabagsak na sa pamamagitan ng abot-tanaw.

Bakit Hawking sinabi noong nakaraang taon na black hole hindi umiiral?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Ang ibig niyang sabihin black hole ay hindi na walang hanggan abot-tanaw ng kaganapan, ngunit lamang ng isang pansamantalang mistulang abot-tanaw (tingnan. Ang unang talata). Sa isang mahigpit na kahulugan, lamang ang kaganapan abot-tanaw ng isang black hole ay isinasaalang-alang.

Habang ang mga black hole naglalabas ng radiation?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Ang mga black hole naglalabas ng radiation dahil sa quantum effects. Ito ay mahalaga na tandaan na ito ay ang epekto kabuuan ng matter, sa halip na ang mga epekto kabuuan ng grabidad. Dynamic space-time ng isang collapsing black hole nagbabago ang kahulugan ng tinga mismo. Tulad ng sa kasalukuyang oras, na nakabaluktot malapit sa black hole, ang konsepto ng mga particle ay masyadong umaasa sa mga tagamasid. Sa partikular, kapag ang isang tagamasid sa pagbagsak sa isang black hole, sa tingin ko na babagsak sa isang vacuum, ang tagamasid ang layo mula sa black hole, palagay ni ito ay hindi isang vacuum, at ang kabuuang lugar ng particle. Ito ay lumalawak space-time ay nagiging sanhi ng epekto na ito. Unang natuklasan sa pamamagitan ng Stephen Hawking radiation emitted sa pamamagitan ng isang black hole ay tinatawag na "Hawking radiation." radiation na ito ay may temperatura ay inversely proporsyonal sa ang bigat ng black hole ay mas mababa sa isang black hole, mas mataas ang temperatura. Sa stellar at napakalaking black hole na alam namin, ang temperatura makabuluhang sa ibaba ang temperatura ng microwave background at samakatuwid ay hindi na-obserbahan.

Ano ang isang kabalintunaan?

10 mga katotohanan tungkol black hole, na kung saan lahat ng tao ay dapat na malaman

Ang kawalan ng impormasyon na sanhi ng radiation Hawking kabalintunaan. radiation na ito ay pulos thermal, ibig sabihin, nagkataon ng mga tiyak na mga ari-arian ay lamang ang temperatura. Ang radiation mismo ay hindi naglalaman ng anumang impormasyon tungkol sa kung paano bumuo ng isang black hole. Ngunit kapag ang mga black hole emits radiation, ito loses masa at pag-urong. Ang lahat ng ito ay hindi nakasalalay sa mga materyales, na kung saan ay naging bahagi ng black hole, o mula sa kung saan ito ay nabuo. Ito ay lumiliko out na ang naalaman lamang ay ang huling estado ng singaw ay hindi maaaring sinabi ng kung ano ang isang black hole ay nabuo. Ang prosesong ito ay "hindi maibabalik" - at ang catch ay na sa quantum mechanics walang ganoong proseso.

Ito ay lumiliko out na ang pagsingaw ng isang black hole ay hindi kaayon sa quantum theory, pati na alam namin ito, at may ganitong pangangailangan na gawin ang isang bagay tungkol dito. Kahit papaano maalis hindi pagkakapare-pareho. Karamihan sa mga physicists naniniwala na ang solusyon ay namamalagi sa ang katunayan na ang Hawking radiation dapat kahit papaano ay naglalaman ng impormasyon.

Ano Hawking nag-aalok ng mga solusyon para sa impormasyon kabalintunaan ng black hole?

Ang ideya ay na ang black hole ay dapat na isang paraan upang mag-imbak ng impormasyon na ay hindi pa nai-ampon. Ang impormasyon ay naka-imbak sa abot-tanaw at ang black hole ay maaaring maging sanhi ng pag-aalis maliliit na particle sa radiation Hawking. Sa mga maliliit na displacements ay maaaring nakulong sa loob ng impormasyon tungkol sa mga bagay na ito. Ang eksaktong mga detalye ng prosesong ito ay kasalukuyang hindi tinukoy. Siyentipiko Naghihintay sa mas detalyadong teknikal na papel sa pamamagitan ng Stephen Hawking, Malcolm Perry at Andrew Strominger. Sabi nila siya ay maging sa huling bahagi ng Setyembre. Sa sandaling ito, naniniwala kami na ang mga black hole umiiral, at alam namin kung nasaan sila, ang pareho ay nabuo at kung ano ang magiging resulta. Ngunit ang mga detalye ng kung ano ang mangyayari sa mga papasok na impormasyon pa rin sila ay kumakatawan sa isa sa mga pinakamalaking misteryo ng uniberso.