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Schwarze Löcher

Thema: Physik
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InledningVad wirklich ein Schwarzes Loch? Ist es so wichtig? In den Medien gab es sprechen sehr viel über Schwarze Löcher, nachdem sie sie entdeckt. Schwarze Löcher sind wohl eine der faszinierendsten und interessantesten Phänomene, die wir wissen, existiert. Aber noch wissen wir so wenig über sie.
Wie können wir sicherstellen, dass sie sein? Sie sind, wie ich sage, Schwarz, Sie nicht sehen können.
Können wir nutzen sie in irgendeiner Weise?
Licht

Der Begriff schwarzes Loch wurde 1969 von dem amerikanischen Wissenschaftler John Wheeler geprägt. Es war keine neue Idee, die Idee geht mindestens zwei Jahrhunderten zu einer Zeit, als es zwei Theorien über Licht. Die erste, die Newton begünstigt war, dass das Licht aus Teilchen und die andere, daß es von Wellen bestand. Heute wissen wir, dass beide wahr dank der Quantenmechanik kann Licht sowohl als Welle als auch als Teilchen betrachtet werden. Wenn das Licht bestand aus Wellen nicht wissen, wie oder wenn, wird es durch die Schwerkraft beeinflusst wird. Aber wenn es aus Teilchen bestand würde so viel durch die Schwerkraft als jeder anderen Frage berührt. Man glaubte, dass Licht reiste unendlich schnell, und deshalb ist das Licht nicht betroffen ist, aber das war nicht so ein Wissenschaftler namens Roemer entdeckt, dass Licht mit einer endlichen Geschwindigkeit gereist.
Für diejenigen, die in der Wellentheorie glaubte, war es nicht klar, dass Licht würde durch die Schwerkraft überhaupt nicht berührt. Die Tatsache ist, daß Newtons Theorie der Schwerkraft nicht auf das Licht verwendet werden, da das Licht immer mit der gleichen Geschwindigkeit. Das Licht wurde von der Schwerkraft beeinflusst und wie erst Einstein präsentiert seine Relativitätstheorie.
A star Lebenszyklus

Um schwarze Löcher zu verstehen, müssen wir zuerst eines Sterns Lebenszyklus zu verstehen. Ein Stern gebildet wird, wenn eine große Menge an Gas (hauptsächlich Wasserstoff) zusammenfällt, durch die Schwerkraft. Die Gastemperatur ansteigt, wenn sie sich einander annähern, und es wird weitere Kollisionen. Am Ende wird die Temperatur so groß, daß die Wasserstoffatome zu beginnen, sich zu vereinigen, um Heliumatome zu bilden. Es ist in dieser Phase, die unsere Sonne ist. Am Ende, nehmen Sie den Kraftstoff aus und der Stern beginnt, sich zusammenzuziehen. Wenn der Stern, der weniger als 1,4ggr unseres Sonnenmasse wiegt, bekommen wir einen Weißen Zwerg. Sie sind stabil Zelle dank jemandem namens Ausschlussprinzip. Dies ist eine Kraft, die gegen die Schwerkraft dieser Sterne gearbeitet und machen sie stabil. Ausschlussprinzip ist eine abstoßende Kraft zwischen den Elektronen in den Atomen.
Nach Sternen, die Masse von 1,4 Sonnenmassen haben, gibt es zwei Möglichkeiten. Einer ist, dass der Stern ist stabil, dank der Ausschlussprinzip zwischen Protonen und Neutronen in den Atomkernen. Diese sind Neutronensterne genannt. Die andere Option ist, wenn die Schwerkraft des Sterns ist so hoch, dass nicht einmal die Ausschlussprinzip kann bis halten die Sterne. So gebildete Es ist ein schwarzes Loch.
Schwarze Löcher

Ein Schwarzes Loch mit der Einfachheit halber als ein Himmelskörper, der so viel die Schwerkraft, dass seine Fluchtgeschwindigkeit höher ist als die Lichtgeschwindigkeit hat beschrieben. Ein Schwarzes Loch hat keine Radius. Gravity hat zerquetschen alle Materie zu keinem Volumen überhaupt. Es ist eine Eigenheit der unendlichen Massendichte. Das Schwarze Loch hat eine Gotteslästerung Horizont. Dies könnte als ein Radius in Betracht gezogen werden, aber es ist wirklich eine Grenze am Schwarzen Loch. Ereignishorizont abschottet die gesamte Kommunikation zwischen dem Schwarzen Loch und außen. Alles, was in den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs verschlungen kommt, in der Ereignishorizont, gibt es kein Zurück mehr. Der Abstand zwischen dem Schwarzen Loch und den Ereignishorizont hängt davon ab, das Loch ist die Schwerkraft.
Wie wir wissen, kann nichts schneller als das Licht zu reisen. Daher verschwindet nie, egal aus dem Körper. Matter bekommen innerhalb Ereignishorizont des Schwarzen Lochs wird auf der Singularität des Schwarzen Lochs Zentrum gezogen, wächst das Schwarze Loch. So wachsen schwarze Löcher, aber nicht abnehmen.
Gravitationswellen und Schwarze Löcher bilden

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass die Objekte, die wirklich schwer wird "Wellen" in der Raumzeit ausgestrahlt werden, die Reisen auf dem Lichtgeschwindigkeit bewegen. Diese Wellen sind ähnlich Lichtwellen sind jedoch viel schwieriger zu erkennen. Sie können sie von den Verschiebungen der verschiedenen Teilchen, die frei beweglich sind zu sehen. Sie stimmen heute zu den Detektoren in den USA, Europa und Japan zu bauen, um diese zu messen. So wie Lichtwellen, wie sie die Energie von der Quelle zu bringen. Es ist dann, dass die Quelle, die schließlich zur Ruhe kommen zu erwarten.
Bewegung der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne führt auch zu Gravitationswellen. Energieverluste werden diese Umlaufbahn der Erde um die Sonne zu ändern, so dass die Erde allmählich näher. Aber da die Energieverluste sind so klein (man könnte einen Heizofen in Verluste zu betreiben), wird dies nicht, dass irgendetwas mit uns, weil es etwa tausend Millionen Millionen Millionen 1.000.000 Jahre dauern, bis die Erde in die Sonne zu gehen. Soil Kursänderung ist zu klein, um in der Lage zu messen, sondern hat ähnliche Phänomene im Sternsystem gesehen
PSR 1913 + 16 (dies ist ein Pulsar). Das System besteht aus zwei Neutronensterne miteinander und mit der Energieverluste im Orbit durch Gravitationswellen macht sie wandern in eine Spirale in Richtung aufeinander und sie schließlich kollidieren.
Während der Gravitationskollaps, wenn ein Stern ein Schwarzes Loch bildet, ist die Bewegung sehr viel höher und die Strahlungsrate der Gravitationswellen ist viel höher. Es ist daher sehr schnell, damit es in einen Ruhezustand zu kommen. Das ist letzten Stufe des Sterns, bevor es ein schwarzes Loch wird.
1967 wandte sich Forscher Werner Israel nicht rotierenden Schwarzen Loch Struktur war sehr einfach. Er sagte, dass das Design des Schwarzen Lochs wird überhaupt nicht gemeint, auf die Merkmale seiner ursprünglichen Stern hatte (außer, wenn die Masse natürlich). Sie sind perfekt kugelförmig, und seine Größe wird nur von seiner Masse gemacht. Zwei schwarze Löcher der gleiche Massen sind daher identisch. Viele dachten, dass diese These nicht funktionierte, weil das Schwarze Loch dann muss es von einer perfekt kugelförmigen Sterne gebildet haben (was nicht). Es gab jedoch eine andere Interpretation. Wenn der schwarze Loch durch die Endphase ging, das perfekte Kugelform wurde es das Ergebnis der vielen Gravitationswellen. Wenn es um die übrigen Einzelteil kam würde perfekt kugelförmig sein. Nach dieser Ansicht, alle nicht drehende Sterne, in welcher Form auch immer, hör auf damit als perfekte Kugelkörper und seine Größe nur von seiner Masse ab. Die Theorie wurde auf Himmelskörpern, die nicht gedreht werden, beschränkt, sondern im Jahr 1963 hat der Forscher Roy Kerr, eine Sammlung von zusätzlichen Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins, die rotierende Schwarze Löcher beschrieben. Wenn die Dreh Null war, als würde das Schwarze Loch perfekt kugelförmig sein. Aber wenn es gedreht gäbe "wölben" an den Polen. 1970 bestätigt diese Theorie von Beweismitteln aus David Robinson. Alle Schwarzen Löchern wird schließlich zu einem vilostånd wo sie sich drehen kann. Er bewies auch, dass seine Form und Größe allein aufgrund seiner Masse und seiner Drehzahl und nicht auf die Merkmale seiner star hatte war. Dieses Ergebnis wurde als Maxime aus: "Ein schwarzes Loch hat keine Haare".
Wie schwarze Löcher zu erkennen

Da schwarze Löcher sind die große Gewichtskraft, die sich nicht von ihnen kommen leuchtet, können wir sie nicht sehen. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten, um schwarze Löcher zu erkennen.
Das Licht von den Sternen in der Nähe von Schwarzen Löchern verbiegen sehr viel über sie, weil sie so viel Schwerkraft haben. Wenn Licht in den Ereignishorizont kommen, sehen wir nicht, aber wenn es darum geht, nur in der Nähe der Grenze, wird es stark gebogen werden. Viele haben auch argumentieren, dass, wenn das Licht in einem bestimmten Winkel in den Ereignishorizont eintritt, wird es "go" um das schwarze Loch entlang des Ereignishorizonts.
Die häufigste und wahrscheinlich der einfachste Weg, um schwarze Löcher zu erkennen ist, an ihren Nachbarn in der Nähe zu suchen. Man kann an einigen Stellen sehen, wie große Stars drehen sich um eine "unsichtbare" Punkt. Es bedeutet nicht, dass es schwarze Löcher, es hätte ein sehr schwacher Stern haben. Aber es kann bedeuten, dass es ein schwarzes Loch ist. Ein solches System wird als Cygnus X-1. In diesem Fall mit Hilfe von Berechnungen auf der sichtbaren Himmelskörper Umlaufbahn in der Lage, herauszufinden, die "unsichtbar" minimale Masse, die in diesem Fall 6 Sonnenmassen. Die somit verhindert, dass es ist ein schwarzer Zwerg. Zellstoff ist auch zu groß, um Objekt muss ein Neutronenstern sein.
Wir gehen heute davon aus, dass es Schwarze Löcher in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, weil die Masse der Sterne, die wir in unserer Galaxie zu sehen ist nicht genug, um die Galaxie zu geben die Drehung, die es hat. Wir glauben auch, dass es Schwarze Löcher haben eine Masse von etwa hundert Millionen Sonnenmassen. Zum Beispiel Beobachtungen mit dem Hubble-Teleskop der Galaxie M87 hat ergeben, dass es sich um eine scheibenförmige Galaxie, die sich um eine zentrale Aufgabe, die nicht irgendetwas anderes als ein schwarzes Loch sein kann, dreht. Materie in einem Ort wie diesem super schwarzes Loch fallen, gehen auf das Loch in einer spiralförmigen Bahn (wie wenn man aus der Badewanne lassen Wasser) und dann das Schwarze Loch in das gleiche Loch dreht. Dies induziert ein Magnetfeld ähnlich der Erde. In der Nähe des Schwarzen Lochs wird hochenergetische Materie der einfallenden Teilchen zu bilden. Das Magnetfeld ist so stark, dass er "wirft" diese Angelegenheit gerade aus dem scheibenförmigen Galaxie. Dies hat sich in vielen Galaxien und Quasaren beobachtet.
Ein Weg, um schwarze Löcher zu beobachten ist, Gravitationswellen zu messen, das ist nicht ganz möglich, heute, aber wir denken, es wird so in der nahen Zukunft sein.
Schwarze Löcher Thumbnails

Man kann die Möglichkeit vorstellen, dass es sehr viel weniger schwarze Löcher, die weniger Masse als auch unsere Sonne haben. Solche Löcher können nicht durch eine Gravitations kolapps gebildet werden, da Massen unter Chandrasekhar-Grenze. Miniature schwarze Löcher gebildet werden nur auf die Sache durch äußeren Druck komprimiert. Laut John Wheeler würde eine Miniatur-schwarzes Loch zu bilden, wenn Sie nahm alles schwerer Wasserstoff in der Ozeane und machte eine große Wasserstoffbombe ist. Es wird angenommen, dass es viele dieser kleineren Schwarzen Löchern in der Frühphase des Universums gebildet hat. Offenbar wurden auch der Urknall würde genug Strom, um die Masse zu komprimieren, so dass es miniature schwarze Löcher gebildet haben. Viele Wissenschaftler glauben, dass es mehr Miniaturansichten der schwarzen Löcher als die "normalen" schwarze Löcher.
Der Einsatz von schwarzen Löchern

Wenn in der Zukunft in der Lage wäre zu "fangen" eine Miniatur eines Schwarzen Lochs durch seine Schwerkraft wäre in der Lage, eine Menge davon zu verdienen. Da alle Materie, die nach unten in Richtung eines Schwarzen Lochs zu bewegen emittiert Energie. Energieprobleme für immer gelöst.
Ein anderes Szenario könnte sein, dass wir "bump" in ein schwarzes Loch in der Umlaufbahn um die Erde (eine sehr kleine Miniatur schwarze Löcher), dann senden wir einen konstanten Strom von Wasserstoff, der nur seine Ereignishorizont berührt. Der Wasserstoff wird dann erhitzt, um die Fusion, durch die Gezeiten-Effekt und andererseits, das Helium. Dies ist dann die einfachste und sicherste mögliche Kernfusionsreaktor, und die Energie kann gespeichert werden und auf die Erde geschickt werden.
Wurmlöcher

Zeitreise hat lange fasziniert den Menschen. In den 1950er Jahren gab es viele Wissenschaftler, die Forschung in genau das tat. Etwas, das uns fasziniert hat, ist, ob es möglich ist, an entfernte Orte schnell zu reisen. Nach Einsteins Theorien nicht fördas schneller als das Licht. Ein Trost ist jedoch auf die so genannte Zwillingsparadoxon, das heißt, wenn Sie auf Reisen mit Lichtgeschwindigkeit sind, steht die Zeit still zu sein. Relativitätstheorie legt jedoch nahe, dass, wenn Sie auf Reisen schneller als das Licht sind wandert dann in die Vergangenheit. Das Problem ist dann, dass je näher die Lichtgeschwindigkeit erhalten, die mehr Energie werden Sie von beeinflusst werden, und Sie werden nie aufgeben, die Lichtgeschwindigkeit. Dies vergleicht sich mit einem gemeinsamen Jahrhundert von zwei. Sie näher und näher an Null, aber Sie nie erreichen.
Dies scheint aus, sowohl schnell Raumfahrt und reisen in der Zeit zurück. Jedoch gibt es eine weitere Möglichkeit. Wenn man Raumzeit zu verformen, um eine Verknüpfung zwischen zwei Punkten im Raum, ein Wurmloch zu schaffen. Auf diese Weise könnte man schneller zwischen zwei Punkten im Raum zu reisen. Aber es würde auch tidresor. Wurmlöcher sind nicht etwas, das Science-Fiction-Autoren haben zu kommen, aber es war Einstein und Nathan Rosen, die im Jahre 1935 schrieb einen Aufsatz über etwas, das sie "Brücken" genannt, das heute als Wurmlöcher bekannt. Aber sie sagte auch, dass diejenigen, die durch Loch gereist wäre gerade in einer Singularität, ein schwarzes Loch Rutsche. Es wäre auch nicht in der Lage, um das Wurmloch lange genug offen zu halten.
Schlussfolgerungen

Dass Schwarze Löcher existieren, die meisten einig. Viele behaupten, an und für sich ist immer noch, dass Schwarze Löcher existieren nicht, und dass es unsicher ist, weil die meisten von dem, was über Schwarze Löcher nicht auf der Beobachtung, sondern auf mathematischen Berechnungen. Die Forschung zu Schwarzen Löchern sind wahrscheinlich die erste in der Geschichte, die auf diese Weise mit den richtigen Berechnungen, bevor Beobachtungen gegangen ist. Ich denke, dass die Schwarzen Löcher werden, was in der Zukunft erforscht.
Viele von denen, die glauben, dass das Universum aus dem Urknall erzeugt auch glauben, dass es in einem Big Crunch, eine große Kontraktion zu beenden. Ein Großteil der Theorien über, wie schwarze Löcher nicht möglich ist, zu zerstören und, wie alle Materie im Universum, um verschiedene schwarze Löcher haften und wie sie schließlich miteinander kollidieren, bis es nur ein großes schwarzes Loch mit aller Masse im Universum. Aber wir leben in einer Zeit, die ganze Zeit, um die Dinge, die allgemein akzeptiert werden und es fällt Dinge, die allgemein akzeptiert waren ständig kommen. Jetzt diskutiert, ob das Universum flach ist. Und das könnte helfen, zu klären, das Bild, das wir haben des Universums. Ich persönlich glaube nicht, dass Schwarze Löcher sind "unsterblich" (oder vielleicht will ich nicht, um es zu glauben?!), Dass das Universum endet mit einem big crunch Ich glaube nicht. Man ist ein begeisterter Kreatur, wir immer versuchen, alles zu verstehen. Wir bekommen "Hinweisen" von jeder anderen Wissenschaft, aber es kann nicht vorhersehen, müssen wir die Wissenschaft zu vereinen!
Um über Angelegenheiten zu spekulieren Schicksal des Universums ist mehr, als wir verarbeiten können, müssen wir uns ein wenig in einer Zeit zu nehmen, um das große Bild zu sehen. Die Antworten sind da, wir müssen nur die richtigen Fragen stellen.

Von: Isaac Fahlin

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