.nu

Schoolwork і эсэ сярэдняй школы
Пошук школьныя

Чорныя дзіркі

InledningVad сапраўды чорная дзірка? Гэта так важна? У сродках масавай інфармацыі, было казаць вельмі шмат пра чорных дзюр пасля яны выявілі іх. Чорныя дзіркі, магчыма, адна з самых займальных і цікавых з'яў мы ведаем, існуюць. Але ўсё ж мы так мала ведаем пра іх.
Як мы можам быць упэўнены, што яны ёсць? Яны, як я кажу чорны, вы не можаце іх бачыць.
Ці можам мы скарыстацца імі ў некаторым родзе?
Святло

Тэрмін чорная дзірка быў прыдуманы ў 1969 годзе амерыканскім навукоўцам Джон Уілерам. Гэта не было новай ідэяй, ідэя ўзыходзіць па крайняй меры, два стагоддзі, у той час, калі там былі дзве тэорыі пра святло. Першы, які выступае Ньютан, у тым, што святло складаецца з часціц, а другі, што ён складаецца з хваляў. Сёння мы ведаем, што абодва праўдзівымі дзякуючы квантавай механікі святло можа разглядацца і як хвалі, і як часціцы. Калі б святло складаўся з хваляў не ведаю, як, або, калі гэта залежыць ад цяжару. Але калі ён складаўся з часціц будуць закрануты як шмат цяжару, як і любы іншы матэрыі. Лічылася, што святло распаўсюджваецца бясконца хутка, і вось чаму святло не ўплывае, але гэта не было як навуковец Рэмер выявіў, што святло распаўсюджваецца з канчатковай хуткасцю.
Для тых, хто верыў у хвалевай тэорыі, не было ясна, што святло будзе ўплываць цяжару на ўсіх. Справа ў тым, што тэорыя прыцягнення Ньютана не можа быць выкарыстаны для святла, таму што святло заўсёды з аднолькавай хуткасцю. Гэтае святло было закранута цяжару і як не было, пакуль Эйнштэйн ня прадставіў сваю тэорыю адноснасці.
Зоркі жыццёвы цыкл

Каб зразумець, чорныя дзіркі, мы павінны спачатку зразумець, зоркі жыццёвы цыкл. Зорка утворыцца, калі вялікая колькасць газу (у асноўным вадароду) руйнуецца, дзякуючы гравітацыі. Павелічэнне тэмпературы газу, як яны збліжаюцца, і будзе больш сутыкненняў. У рэшце рэшт, тэмпература будзе настолькі вялікая, што атамы вадароду пачынаюць злівацца разам, каб сфармаваць атамы гелія. Менавіта на гэтым этапе, што наша Сонца ёсць. У рэшце рэшт, узяць паліва, і зорка пачынае сціскацца. Калі зоркі, якая важыць менш, чым 1,4ggr масу нашага Сонца, мы атрымаем белы карлік. Яны з'яўляюцца стабільнымі клетак дзякуючы нехта прынцыпу Паўлі. Гэта сіла, якая працавала супраць сілы цяжару гэтых зорак і зрабіць іх стабільнымі. Выключэнне Прынцып сіла адштурхвання паміж электронамі ў атамах.
Для зорак, якія маюць масу 1,4 сонечнай масы, ёсць два варыянты. Адным з іх з'яўляецца, што зорка ўстойлівая, дзякуючы прынцыпу выключэння паміж нейтронах і пратонамі ў атамных ядрах. Яны называюцца нейтронных зоркі. Іншы варыянт, калі гравітацыя зоркі настолькі вялікая, што нават не прынцып забароны угнацца зорку. Гэта такім чынам з'яўляецца чорная дзірка.
Чорныя дзіркі

Чорная дзірка можа з прастатой апісваецца як нябеснае цела, якое мае столькі сілы цяжару, што яго касмічная хуткасць вышэй, чым хуткасць святла. Чорная дзірка не мае радыус. Гравітацыя ёсць хлюпаць уся справа ў ня аб'ёму наогул. Гэта асаблівасць бясконцай шчыльнасці масы. Чорная дзірка мае блюзнерстве гарызонт. Гэта можа быць прадугледжана ў радыусе, але гэта сапраўды мяжа ў чорную дзірку. Гарызонт падзей перакрывае ўсе камунікацыі паміж чорнай дзіркай і звонку. Усё, што прыходзіць ўнутры гарызонту падзей пажырае чорнай дзіркі, ўнутры гарызонту падзей, няма шляху назад. Адлегласць паміж чорнай дзіркі і гарызонту падзей залежыць ад цяжару дзіркі.
Як мы ведаем, нішто не можа рухацца хутчэй святла. Таму ніколі не знікне незалежна ад цела. Матэрыя патрапіць унутр гарызонту падзей чорнай дзіркі цягнуць уніз да сінгулярнасці ў цэнтры чорнай дзіркі, чорная дзірка расце. Такім чынам, чорныя дзіркі растуць, але не памяншаюцца.
Гравітацыйныя хвалі і чорныя дзіркі ўтвараюць

Тэорыя Эйнштэйна агульнай тэорыі адноснасці прадказвае, што на самой справе цяжкія прадметы, якія перамяшчаюцца будзе трансляваць «хвалі» ў прасторы-часу, падарожнічаючы з хуткасцю святла. Гэтыя хвалі аналагічныя светлавых хваляў, але значна цяжэй выявіць. Вы можаце праглядаць іх з дапамогай зрухаў розных часціц, якія свабодна перамяшчаюцца. Вы згаджаецеся сёння, каб пабудаваць дэтэктары ў ЗША, Еўропе і Японіі, каб вымераць гэта. Гэтак жа, як светлавыя хвалі, як яны прыносяць энергію ад яе крыніцы. Затым чакаецца, што крыніца, які ў канчатковым выніку прыйсці, каб адпачыць.
Рух Зямлі па сваёй арбіце вакол Сонца таксама прыводзіць да гравітацыйных хваль. Страты энергіі з іх зменіцца арбіта Зямлі вакол Сонца, так што Зямля паступова будзе бліжэй да яе. Але так як страты энергіі настолькі малыя, (можна працаваць награвальны печ страт), гэта не будзе азначаць нічога для нас, таму што гэта зойме каля тысячы мільёнаў мільёнаў мільёнаў адзін мільён гадоў для Зямлі, каб перайсці на сонца. Змяненне курсу глебы занадта малая, каб быць у стане вымераць, але бачыў падобныя з'явы ў зорнай сістэме
PSR B1913 + 16 (гэта пульсар). Сістэма складаецца з двух нейтронных зорак, якія верцяцца вакол адзін аднаго і страты энергіі з-за гравітацыйных хваляў робіць іх блукаць у спіралі адзін да аднаго, і яны будуць у канчатковым выніку сутыкаюцца.
Падчас гравітацыйнага калапсу, калі зорка ўтварае чорную дзірку, рух значна вышэй і хуткасць выпраменьвання гравітацыйных хваляў нашмат вышэй. Таму даволі хутка для таго, каб прыйсці да стане спакою. Гэта апошні этап зоркі, перш чым яна становіцца чорнай дзіркай.
1967 аказалася даследчык Вернер Ізраіль не верціцца структуру чорнай дзіркі была вельмі просты. Ён сказаў, што дызайн чорнай дзіркі зусім не меў на ўвазе, на характарыстыкі яго арыгінальнай зоркі мелі (акрамя выпадкаў, калі маса, вядома). Яны зусім сферычнай, а яго памер склаў толькі яго масы. Дзве чорныя дзіркі роўных мас, такім чынам, ідэнтычныя. Многія думалі, што гэты тэзіс не працаваў, таму што чорная дзірка, то яна мусіць быць сфармавана зь выдатна сферычнай зоркі (які не з'яўляецца). Быў, аднак, і іншая інтэрпрэтацыя. Калі чорная дзірка прайшоў на заключным этапе, стала ідэальным сферычную форму зыход многіх гравітацыйных хваль. Калі справа дайшла да пункта адпачынку будзе ідэальна сферычнай. Згодна з гэтай кропцы гледжання, усё невращающихся зорак, у якой форме, спыніць яго ў якасці ідэальнага сферычнага цела і яго памер будзе залежаць толькі ад яе масы. Тэорыя была абмежаваная нябесных тэл, якія ня круцяцца, але ў 1963 годзе зрабіў даследчык Рой Кэр, збор дадатковых раўнанняў агульнай тэорыі адноснасці Эйнштэйна, якая, апісаных верцяцца чорных дзюр. Калі кручэнне было бы нуль, як чорная дзірка зусім сферычнай. Але калі гэта было б круціць "выпукласць" на канцавоссях. 1970 пацвердзілі іх тэорыю доказаў ад Дэвіда Робінсана. Усе чорныя дзіркі ў рэшце рэшт да vilostånd, дзе яны могуць круціцца. Ён даказаў, таксама, што яго форма і памер быў у адзіночку з-за сваёй масы і хуткасці яго кручэння і ня на характарыстыкі сваёй зоркі мелі. Гэты вынік стаў вядомы як максімы: "чорная дзірка не мае валасоў».
Як выявіць чорныя дзіркі

Паколькі чорныя дзіркі вялікі гравітацыйная сіла, што святло зыходзіць не ад іх, мы не можам іх бачыць. Тым не менш, ёсць і іншыя спосабы, каб выявіць чорныя дзіркі.
Святло ад зорак у наваколлі чорных дзюр сагнуць вельмі шмат пра іх, таму што ў іх так шмат цяжару. Калі святло паступае ўнутр гарызонту падзей, мы не бачым, але калі гэта толькі блізка да мяжы, ён будзе рэзка нахіліўся. Многія таксама лічаць, што калі святло трапляе на пэўны кут у гарызонт падзей, ён будзе "ісці" вакол чорнай дзіркі нароўні з гарызонтам падзей.
Найбольш распаўсюджаным і, верагодна, самы просты спосаб, каб выявіць чорныя дзіркі, каб паглядзець на іх бліжэйшымі суседзямі. Можна, у некаторых месцах ўбачыць, як вялікія зоркі круцяцца вакол "нябачнай" кропкі. Гэта не значыць, што чорныя дзіркі, магчыма, было вельмі слабым зорка. Але гэта можа азначаць, што гэта чорная дзірка. Такая сістэма называецца Cygnus X-1. У гэтым выпадку, з дапамогай разлікаў на арбіце бачнай нябеснага цела удалося высветліць "нябачным" мінімальную масу, якая ў дадзеным выпадку была 6 сонечных мас. Які, такім чынам, што выключае гэта чорны карлікавы. Мякаць таксама занадта вялікім, каб аб'ект павінен быць нейтронная зорка.
Мы мяркуем, што сёння ёсць чорныя дзіркі ў нашай Галактыцы Млечны Шлях, таму што маса зоркі, якія мы бачым у нашай Галактыцы не дастаткова, каб даць Галактыцы кручэнне, што ён мае. Мы таксама лічым, што ёсць чорныя дзіркі масай каля ста мільёнаў мас Сонца. Напрыклад, назірання з тэлескопа Хабла галактыкі М87, паказала, што гэта ў форме дыска Галактыкі, круціцца вакол цэнтральнай аб'ект, які не можа быць чым-небудзь акрамя чорнай дзіркі. Матэрыя траплення ў такім месцы, як гэта супер чорнай дзіркі, спусціцца да адтуліны ў спіральнай траекторыі (напрыклад, калі вы дазваляеце ваду з ваннай), а затым атрымаць чорная дзірка круціцца ў той жа адтуліну. Гэта індукуе магнітнае поле, аналагічную Зямлі. Побач з чорнай дзіркі ўтвараюць высокай энергіі падальных часціц. Магнітнае поле настолькі моцна, што ён "кідае" гэтае пытанне прама з дискообразной галактыкі. Гэта назіралася ў многіх галактык і квазараў.
Адзін са спосабаў, каб назіраць чорныя дзіркі для вымярэння гравітацыйных хваляў, гэта не зусім магчыма сёння, але мы думаем, што так яно і будзе ў бліжэйшы час.
Чорныя дзіркі эскізы

Можна ўявіць сабе магчымасць таго, што ёсць значна менш чорных дзюр, якія маюць меншую масу, чым нават уласнай сонца. Такія дзіркі не могуць быць сфармаваныя з дапамогай гравітацыйных kolapps з масавай ніжэй мяжы Чандрасекара. Мініяцюрныя чорныя дзіркі могуць утварацца толькі на таго, сціскаецца вонкавым ціскам. Па словах Джона Уілерам б сфармаваць мініяцюрную чорную дзірку, калі вы ўзялі ўсю цяжкую вадароду ў акіянах Зямлі і зрабіў адну вялікую вадародную бомбу яго. Лічыцца, што яна сфармавала многія з гэтых невялікіх чорных дзюр у ранняй стадыі Сусвету. Мабыць, нават вялікі выбух будзе мець дастаткова сіл, каб сціснуць масу так, каб яна фармуецца мініяцюрныя чорныя дзіркі. Многія навукоўцы лічаць, што ёсць больш мініяцюры чорных дзюр, чым "звычайных" чорных дзюр.
Выкарыстанне чорных дзюр

Калі ў будучыні зможа "злавіць" мініяцюра чорнай дзіркі яе цяжару зможа зарабіць шмат. Так як уся справа, што рухацца ўніз ў кірунку чорнай дзіркі выпраменьвае энергію. Энергетычныя праблемы назаўжды вырашаны.
Іншы сцэнар можа быць, што мы "падняць" ў чорную дзірку ў арбітальнай траекторыі вакол Зямлі (вельмі маленькія мініяцюрныя чорныя дзіркі), то мы дасылаем пастаянны паток вадароду, які проста датыкаецца яе гарызонту падзей. Вадарод затым награвалі да плаўлення, дзякуючы прыліўной эфект, а з другога боку, гелій. Гэта і ёсць просты і бяспечны можна тэрмаядзернага рэактара, і энергія можа быць захавана і паслаў на Зямлю.
Чарвяточыны

Час падарожжа даўно зачараваў людзей. У 1950 было шмат вучоных, якія правялі даследаванне ў толькі што. Нешта, што зачараваў нас, ці з'яўляецца гэта магчыма, каб падарожнічаць у аддаленыя раёны хутка. Паводле тэорыі Эйнштэйна не можа fördas хутчэй, чым святло. Адно суцяшэнне, аднак, быць так званая парадокс блізнят, гэта азначае, што, калі вы падарожнічаеце з хуткасцю святла, час не стаіць на месцы. Тэорыя адноснасці мяркуе, аднак, што, калі вы падарожнічаеце хутчэй, чым святло, то падарожнічае ў часе. То праблема ў тым, што бліжэй хуткасць святла вы атрымаеце, тым больш сіл будзе залежаць ад, і вы ніколі не будзеце адмовіцца ад хуткасці святла. Гэта супастаўна з абмену век на два. Вы бліжэй і бліжэй да нуля, але вы ніколі не дасягаюць яго.
Гэта, здавалася б, выключае як хутка касмічнае вандраванне і падарожжа ў часе. Тым не менш, ёсць і іншая магчымасць. Калі можна дэфармаваць прастору-час для таго, каб стварыць ярлык паміж двума кропкамі ў прасторы, чарвяточыны. Такім чынам, можна было б рухацца хутчэй паміж двума кропкамі ў прасторы. Але гэта таксама дасць магчымасць tidresor. Чарвяточыны не тое, што пісьменнікі-фантасты прыдумалі, але гэта было Эйнштэйн і Натан Розен, які ў 1935 годзе напісаў эсэ пра што-то яны называлі «масты», якая сёння вядомая як Кротава нары. Але яны таксама сказалі, што тыя, хто падарожнічаў па дзірка жолаб прама ў сінгулярнасць, чорнай дзіркі. Гэта таксама не будзе ў стане трымаць чарвяточыны дастаткова доўга адкрытым.
Высновы

Гэта чорныя дзіркі існуюць, большасць згодныя. Многія сцвярджаюць, само па сабе яшчэ, што чорныя дзіркі не існуюць і што незразумела, таму што большасць з таго, што чорныя дзіркі не грунтуецца на назіранні, а на матэматычных разліках. Даследаванні чорных дзюр, верагодна, першы ў гісторыі, які пайшоў па гэтым шляху з правільнымі разлікамі перад назіраннямі. Я думаю, што чорныя дзіркі будзе тое, што даследуецца ў ў будучыні.
Многія з тых, хто лічыць, што Сусвет была створана з вялікага выбуху таксама лічым, што гэта будзе канец вялікі крызіс, адной вялікай скарачэнні. Большая частка тэорый пра тое, наколькі чорныя дзюры не магчыма знішчыць, і як уся матэрыя ў Сусвеце, як прытрымліваючыся розных чорных дзюр, і як яны ў канчатковым выніку сутыкаюцца адзін з адным, пакуль не застанецца толькі адзін вялікі чорнай дзіркі з усёй масы ў Сусвеце. Але мы жывем у такі час, калі ўвесь час, каб прыйсці да рэчаў, якія з'яўляюцца агульнапрынятымі і пастаянна падае рэчы, якія былі шырока прынятыя. Цяпер абмяркоўваецца Ці Сусвет з'яўляецца плоскай. І гэта можа дапамагчы растлумачыць карціну мы маем Сусвету. Асабіста я лічу, што не чорныя дзіркі "несмяротным" (ці, можа быць, я не хачу ў гэта верыць!), Што Сусвет заканчваецца з вялікім хрустам я лічу не на. Чалавек энергічны істота, мы заўсёды стараемся, каб усе зразумець. Мы атрымліваем "ключы" ад любой іншай навукі, але не можа прадбачыць гэта, мы павінны аб'яднацца навуку!
Для спекуляваць на пытаннях лёс Сусвету больш, чым мы можам вырашыць, мы павінны прыняць трохі ў той час, каб убачыць вялікую карціну. Адказы ёсць, мы проста павінны задаваць правільныя пытанні.

Аўтар: Ісаак Fahlin

based on 20 ratings Чорныя дзіркі, 2,9 з 5 на аснове 20 ацэнак
Ацаніць Чорныя дзіркі


Звязаныя працы школы
Наступныя школьныя праекты, якія датычацца чорных дзюр або якім-небудзь чынам звязаныя з чорнымі дзіркамі.

Каментар чорных дзюр

« | »