كوم

المدرسية والمقالات من المدرسة الثانوية
بحث المدرسية

الثقوب السوداء

الموضوع: الفيزياء

InledningVad حقا هو الثقب الأسود؟ هو مهم جدا؟ في وسائل الإعلام، كان هناك حديث كبير حول الثقوب السوداء منذ اكتشاف هذه. الثقوب السوداء هي واحدة يمكن القول من أكثر الظواهر رائعة ومثيرة للاهتمام نعرف أنها موجودة. ولكننا لا نعرف سوى القليل عنهم.
كيف يمكننا التأكد من أن هم؟ انهم كما قلت أسود، لا يمكنك رؤيتها.
يمكننا الاستفادة منها بطريقة أو بأخرى؟
ضوء

وقد صاغ الثقب الأسود المصطلح في عام 1969 من قبل العالم الأمريكي جون ويلر. انها ليست مفهوما جديدا، والفكرة تعود قرنين على الأقل، إلى الوقت الذي كانت هناك نظريتان حول الضوء. الأولى، التي فضلت نيوتن، كان هذا الضوء يتكون من جسيمات، والآخر الذي كان يتألف من موجات. اليوم نحن نعرف أن كلا بفضل الحقيقية لميكانيكا الكم، وعلى ضوء يمكن أن ينظر إليه على أنه موجة وكما جسيم. إذا كان الضوء يتكون من موجات لا أعرف كيف، أو إذا، لأنه يتأثر بالجاذبية. ولكن إذا كان يتألف من جسيمات ستتأثر بالتساوي الخطورة أي مسألة أخرى. وكان يعتقد أن ضوء سافر سريع بلا حدود، وهذا هو السبب لا يتأثر ضوء، ولكن هذا لم يكن كعالم اسمه رومر اكتشف أن الضوء سافر بسرعة متناهية.
بالنسبة لأولئك الذين يعتقدون في نظرية موجة لم يكن واضحا أن الضوء ستتأثر خطورة على الإطلاق. والحقيقة هي أن نظرية نيوتن للجاذبية لا يمكن استخدامها لضوء، لأن الضوء هو دائما بنفس السرعة. ضوء تتأثر الجاذبية وكيف لم يكن حتى قدم اينشتاين نظريته النسبية.
دورة حياة النجم

لفهم الثقوب السوداء، ونحن بحاجة إلى فهم أول دورة حياة النجم. وقال نجم شكلت عندما كمية كبيرة من الغاز (ومعظمهم من الهيدروجين) انهارت، وذلك بفضل الجاذبية. ارتفاع درجات الحرارة الغاز كما أنها تأتي أقرب معا، وسيكون هناك المزيد من الاصطدامات. في النهاية، فإن درجة الحرارة تكون كبيرة بحيث تبدأ ذرات الهيدروجين لدمج معا لتشكيل ذرات الهليوم. وهو في هذه المرحلة أن شمسنا يقع. في النهاية، واتخاذ الوقود من والنجم يبدأ في التعاقد. حول النجم ثم يزن أقل من 1،4ggr كتلة شمسنا، ونحصل على قزم أبيض. فهي مستقرة بفضل الخلية إلى شخص يدعى مبدأ الاستبعاد. هذا هو القوة التي عملت ضد الجاذبية من هذه النجوم وجعلها مستقرة. استبعاد المبدأ هو قوة طاردة بين الإلكترونات في الذرات.
عن النجوم التي لها كتلة من 1.4 كتلة شمسية، هناك خياران. واحد هو أن النجم تصبح مستقرة بسبب مبدأ الاستبعاد بين النيوترونات والبروتونات في نواة الذرة. وتسمى هذه النجوم النيوترونية. الخيار الآخر هو إذا كانت خطورة النجم عالية جدا لدرجة أنه حتى مبدأ استبعاد قادرة على مواكبة النجم. انها شكلت بالتالي هي عبارة عن ثقب أسود.
الثقوب السوداء

يمكن بكل سهولة أن يوصف ثقب الأسود بأنه جرم سماوي له الكثير من الجاذبية التي سرعة الهروب من هو أعلى من سرعة الضوء. ثقب أسود ليس لديه دائرة نصف قطرها. الجاذبية لديها إسحق كل مسألة إلى أي حجم على الإطلاق. وهو التفرد من كثافة الكتلة لانهائية. الثقب الأسود لديه أفق التجديف. ويمكن اعتبار هذا بمثابة دائرة نصف قطرها، ولكنها ليست في الحقيقة الحد في الثقب الأسود. الحدث الأفق يسد أي اتصال بين الثقب الأسود وخارجها. كل ما يأتي داخل أفق الحدث يلتهم الثقب الأسود، داخل أفق الحدث، وليس هناك عودة الى الوراء. المسافة بين الثقب الأسود، وأفق الحدث يعتمد على جاذبية الثقب.
كما نعلم، لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء. وبالتالي تختفي أبدا بغض النظر عن من الجسم. يتم سحبها الأمر الذي يأتي داخل أفق الحدث للثقب الأسود وصولا الى وحدانية مركز الثقب الأسود، وينمو الثقب الأسود. وهكذا، والثقوب السوداء تنمو ولكن لا نقصان.
موجات الجاذبية والثقوب السوداء النموذج

نظرية آينشتاين في النسبية العامة تتنبأ بأن الأشياء الثقيلة حقا أن التحرك سوف ترسل "تموجات" في الزمكان، والسفر في سرعة الضوء. هذه الموجات هي مماثلة لموجات الضوء ولكن هي أصعب بكثير للكشف. يمكنك الاطلاع عليها من خلال التحولات من جزيئات مختلفة هي خالية من الحركة. كنت توافق اليوم لبناء أجهزة الكشف في الولايات المتحدة وأوروبا واليابان لقياس ذلك. مجرد موجات الضوء كما أنها تجلب الطاقة من مصدرها. ثم فمن المتوقع أن المصدر الذي سيأتي في نهاية المطاف إلى بقية.
حركة الأرض في مدارها حول الشمس أيضا يثير موجات الجاذبية. سوف الفاقد من الطاقة من هذه تغيير مدار الأرض حول الشمس بحيث الأرض أقرب تدريجيا إليها. ولكن منذ الفاقد من الطاقة صغيرة جدا (واحد قد تعمل موقد التدفئة في خسائر)، وهذا لا يعني أي شيء بالنسبة لنا لأنها سوف يستغرق حوالي ألف مليون مليون مليون مليون سنة من أجل الأرض للذهاب الى الشمس. تغيير مسار التربة صغير جدا لتكون قادرة على قياسها، لكنها شهدت ظواهر مماثلة في نظام النجوم
PSR B1913 + 16 (هذا هو النجم النابض). ويتكون النظام من اثنين من النجوم النيوترونية التي تدور حول بعضها البعض، والفاقد من الطاقة بسبب موجات الجاذبية يجعلهم يهيمون على وجوههم في دوامة تجاه بعضهما البعض، وأنها سوف تصطدم في نهاية المطاف.
أثناء انهيار الجاذبية عندما تشكل نجم ثقب أسود، والحركة هي أعلى من ذلك بكثير ومعدل إشعاع موجات الجاذبية هو أعلى من ذلك بكثير. لذا فهي سريعة جدا لأنه من أجل التوصل إلى حالة الراحة. هذا هو المرحلة الأخيرة للنجم قبل أن يصبح ثقبا أسود.
1967 تحولت الباحث ويرنر إسرائيل غير الدورية هيكل الثقب الأسود كانت بسيطة جدا. وقال إن تصميم الثقب الأسود وليس المقصود في كل شيء، على خصائص النجم الأصلي لها كان لها (باستثناء عندما يكون كتلة وبطبيعة الحال). فهي كروية تماما، ويرصد حجمه يصل فقط من كتلتها. اثنين من الثقوب السوداء من الجماهير متساوية بالتالي فهي متطابقة. ورأى كثيرون أن هذه الأطروحة لا تعمل على الإطلاق لأن الثقب الأسود، الذي يجب أن يكون تشكيلها من نجم كروية تماما (وهي ليست). كان هناك، ومع ذلك، وتفسير آخر. عندما ذهب الثقب الأسود من خلال مرحلتها النهائية، أصبح الشكل الكروي المثالي نتائج العديد من موجات الجاذبية. عندما جاء للراحة الكائن سيكون كروية تماما. ووفقا لهذا الرأي، كل النجوم غير الدورية، بأي شكل من الأشكال، ووقف على أنه جسم كروي مثالي وأن حجمه يتوقف فقط على كتلته. وقد قيدت النظرية إلى الأجرام السماوية التي لم يتم تدويرها ولكن في عام 1963 قام الباحث روي كير مجموعة من المعادلات إضافية آينشتاين في النسبية العامة، التي وصفها الدورية الثقب الأسود. إذا كان دوران الصفر كما أن الثقب الأسود لتكون كروية تماما. ولكن إذا كان هناك تناوب أن "انتفاخ" في القطبين. 1970 تأكدت هذه النظرية الأدلة من ديفيد روبنسون. وجميع الثقوب السوداء في نهاية المطاف إلى vilostånd حيث يمكن أن تدور. وقال انه ثبت أيضا أن شكلها وحجمها، يعود بشكل مطلق إلى كتلته وسرعة دورانه وليس على أداء نجمه قد كان. أصبحت هذه النتيجة المعروفة باسم مكسيم: "ثقب أسود ليس لديه شعر".
كيفية الكشف عن الثقوب السوداء

منذ الثقوب السوداء هي وجود الكثير من الجاذبية على ضوء ذلك لا يأتي منها، لا يمكننا رؤيتهم. ومع ذلك، هناك طرق أخرى للكشف عن الثقوب السوداء.
الضوء من النجوم في محيط الثقب الأسود الانحناءات كثيرا عنهم لأن لديهم الكثير من الجاذبية. إذا يحين ضوء داخل أفق الحدث، ونحن نرى لا، ولكن إذا كان لا يأتي إلا على مقربة من الحدود، سوف تكون عازمة عليه بشدة. العديد من المحللين أيضا أنه إذا كان يدخل الضوء في زاوية معينة في أفق الحدث، وسوف "الذهاب" حول الثقب الأسود إلى جانب أفق الحدث.
الأكثر شيوعا وربما أسهل طريقة للكشف عن الثقوب السوداء هو أن ننظر إلى جيرانهم قريب. يمكن للمرء أن في بعض الأماكن نرى كيف النجوم الكبار تدور حول وجود "غير مرئية" نقطة. وهذا لا يعني أن هناك الثقوب السوداء، وكان يمكن أن يكون نجم خافت جدا. ولكن يمكن أن يعني أنه ثقب أسود. يسمى هذا النظام الدجاجة X-1. في هذه الحالة، مع مساعدة من العمليات الحسابية على مدار جرم سماوي مرئية وتمكنت من معرفة "غير مرئية" الكتلة الحد الأدنى، الذي كان في هذه الحالة 6 كتلة شمسية. الذي بالتالي يحول دون أنه قزم أسود. اللب هو أيضا كبير جدا بالنسبة يجب أن يكون الهدف نجم نيوتروني.
ونحن نفترض اليوم أن هناك الثقوب السوداء في مجرتنا الخاصة، درب التبانة، لأن كتلة من النجوم التي نراها في مجرتنا ليست كافية لإعطاء غالاكسي التناوب التي لديه. ونحن نعتقد أيضا أن هناك والثقوب السوداء كتلة من نحو مائة ملايين كتلة شمسية. على سبيل المثال، ملاحظات التلسكوب هابل المجرة M87 وكشفت أنها هي مجرة ​​على شكل القرص الذي يدور حول كائن المركزي الذي لا يمكن أن يكون أي شيء آخر من الثقب الأسود. هبوط النظر الى مكان مثل هذا الثقب الأسود فائقة، والنزول نحو حفرة في مسار حلزوني (مثل عند ترك الماء من حوض الاستحمام) ومن ثم الحصول على الثقب الأسود تدوير في نفس الحفرة. هذا يدفع مجال مغناطيسي مماثل لكوكب الأرض. بالقرب من الثقب الأسود سوف تشكل مسألة ذات الطاقة العالية لجزيئات الحادث. المجال المغناطيسي قوي بحيث انه يلقي "هذه المسألة مباشرة الخروج من المجرة على شكل قرص. وقد لوحظ هذا في كثير من المجرات والنجوم الزائفة.
طريقة واحدة لمراقبة الثقوب السوداء هي لقياس موجات الجاذبية، ليس هذا هو تماما ممكن اليوم ولكننا نعتقد أنه سيكون كذلك في المستقبل القريب.
الثقوب السوداء المصغرة

يمكن للمرء أن يتصور إمكانية أن هناك الثقوب السوداء أقل من ذلك بكثير، والتي لديها كتلة أقل حتى من شمسنا. لا يمكن أن تتشكل هذه الثقوب قبل kolapps الجاذبية منذ كتلة أقل من حد شاندراسيخار. الثقوب السوداء مصغرة يمكن أن تتكون إلا إذا ضغط المسألة الضغوط الخارجية. وطبقا لجون ويلر تشكيل ثقب أسود مصغر إذا أخذت كل الهيدروجين الثقيل في محيطات الأرض وجعل واحد القنبلة الهيدروجينية كبيرة عليه. ويعتقد أنها تشكلت العديد من هذه الثقوب السوداء الصغيرة في مرحلة الكون في وقت مبكر. على ما يبدو حتى الانفجار الكبير سيكون له ما يكفي من القوة لضغط اللب بحيث شكلت الثقوب السوداء مصغرة. ويعتقد كثير من العلماء أن هناك المزيد من الصور المصغرة من الثقوب السوداء من الثقوب السوداء "العادية".
استخدام الثقوب السوداء

إذا في المستقبل سوف تكون قادرة على "الصيد" أن نموذج مصغر من ثقب أسود من قبل خطورته تكون قادرة على كسب الكثير من ذلك. لأن جميع المسألة تتحرك إلى أسفل نحو ثقب أسود تنبعث الطاقة. سوف مشاكل الطاقة دائما فضفاضة.
سيناريو آخر قد يكون أننا "عثرة" في ثقب أسود في المسار المداري حول الأرض (أ الثقوب السوداء مصغرة صغيرة جدا)، ثم سوف نرسل دفق مستمر من الهيدروجين يمس طفيفة في أفق الحدث ل. وبعد ذلك تسخين الهيدروجين إلى الاندماج، وذلك بفضل تأثير المد والجزر، ومن ناحية أخرى، فإن الهيليوم. هذا إذن هو أبسط وأكثر أمانا من الممكن مفاعل الاندماج النووي، والطاقة يمكن تخزينها وإرسالها إلى الأرض.
الثقوب

السفر عبر الزمن ديه البشر فتنت فترة طويلة. خلال 1950s كانت هناك العديد من العلماء الذين اجري مجموعه من البحوث في غضون ذلك. وهو الأمر الذي فتنت لنا هو ما إذا كان من الممكن أن يسافر إلى أماكن نائية بسرعة. وفقا لنظريات آينشتاين لا يمكن fördas أسرع من الضوء. عزاء واحد، ومع ذلك، لتكون ما يسمى مفارقة التوأمين، مما يعني أنه إذا كنت تسافر في سرعة الضوء، والوقت لا يزال قائما. وتقترح نظرية النسبية، مع ذلك، أنه إذا كنت مسافرا أسرع من الضوء ثم يسافر الى الوراء في الوقت المناسب. المشكلة هي أنه كلما اقتربت من سرعة الضوء لك، وكنت أقوى تصبح تتأثر، وسوف تتخلى أبدا عن سرعة الضوء. ويقارن هذا مع تقاسم قرن من قبل اثنين. يمكنك الحصول على أوثق وأقرب إلى الصفر، ولكن لا يمكن ان تصل اليه.
ويبدو أن هذا يستبعد كل من السفر عبر الفضاء بسرعة والسفر مرة أخرى في الوقت المناسب. ومع ذلك، هناك احتمال آخر. إذا يمكن للمرء أن تشوه الزمكان وذلك لإنشاء اختصار بين نقطتين في الفضاء، وهو الثقب. وبهذه الطريقة، يمكن للمرء أن يسافر أسرع بين نقطتين في الفضاء. ولكن سيكون أيضا السماح tidresor. الثقب ليس شيئا التي قد تأتي كتاب الخيال العلمي، ولكن كان أينشتاين وناثان روزن الذي كتب في عام 1935 مقالا عن شيء أسموه "جسور"، والذي يعرف اليوم باسم الثقوب. لكنهم قالوا أيضا أن أولئك الذين سافروا عن طريق ثقب أن شلال مباشرة الى التفرد، ثقب أسود. فإن ذلك لن يكون قادرا على الحفاظ على الثقب مفتوحا لفترة طويلة بما فيه الكفاية.
النتائج

أن وجود الثقوب السوداء، فإن معظم نوافق على ذلك. العديد من المطالبة في حد ذاته لا يزال أن الثقوب السوداء لا وجود لها، وأنه من غير المؤكد لأن معظم ما هو حول الثقوب السوداء لا يقوم على الملاحظة ولكن بدلا من ذلك على حسابات رياضية. البحث عن الثقوب السوداء ربما تكون الأولى من نوعها في التاريخ قد ذهبت بهذه الطريقة مع العمليات الحسابية الصحيحة قبل الملاحظات. أعتقد أن الثقوب السوداء سيتم ما يجري بحثها في في المستقبل.
العديد من أولئك الذين يعتقدون أن تم خلق الكون من الانفجار الكبير نعتقد أيضا أنه سينتهي في أزمة كبيرة، تقلص احدة كبيرة. الكثير من النظريات حول مدى ثقوب سوداء ليس من الممكن تدمير وكيف أن كل المادة في الكون على الالتزام مختلف الثقوب السوداء، وكيف أنها تصطدم في نهاية المطاف مع بعضها البعض حتى يكون هناك واحد فقط ثقب أسود كبير مع كل كتلة في الكون. لكننا نعيش في زمن في كل وقت أن يأتي إلى الأشياء التي المتعارف عليها وانها تقع باستمرار من الأشياء التي قبلت على نطاق واسع. الآن مناقشته هو ما إذا كان الكون مسطح. وهذا قد يساعد على ازالة الصورة لدينا من الكون. شخصيا، لا أعتقد ذلك أن الثقوب السوداء هي "الخالد" (أو ربما أنا لا أريد أن أصدق ذلك؟!) أن الكون تنتهي مع أزمة كبيرة وأنا لا يؤمنون. الإنسان مخلوق متعطشا، ونحن نحاول دائما أن نفهم كل شيء. نحصل على "أدلة" من أي علم آخر، ولكن لا يمكن التنبؤ به، يجب أن نتحد العلم!
التكهن بشأن المسائل مصير الكون هو أكثر مما نستطيع التعامل معها، نحن بحاجة إلى اتخاذ قليلا في وقت لرؤية الصورة الكبيرة. الأجوبة هي هناك، ونحن بحاجة فقط لطرح الأسئلة الصحيحة.

بقلم: اسحق Fahlin

based on 20 ratings الثقوب السوداء، و 2.9 من 5 على أساس 20 تقييمات
ثقوب معدل اسود


مشاريع المدارس ذات صلة
أقل من عمل المدرسة التي هي حول الثقوب السوداء أو بأي شكل من الأشكال المتعلقة الثقوب السوداء.

التعليق الثقوب السوداء

|