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Trous Noirs

Objet: Physique
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InledningVad est vraiment un trou noir? Est-il si important? Dans les médias, on a parlé beaucoup sur les trous noirs depuis la découverte de ces. Les trous noirs sont sans doute l'un des phénomènes les plus fascinants et intéressants que nous savons, existent. Mais pourtant, nous savons si peu sur eux.
Comment pouvons-nous être sûrs qu'ils sont? Ils sont comme je l'ai dit noir, vous ne pouvez pas les voir.
Peut-on profiter d'eux en quelque sorte?
Lumière

Le trou noir de terme a été inventé en 1969 par le scientifique américain John Wheeler. Ce ne était pas un nouveau concept, l'idée remonte à au moins deux siècles, à une époque où il y avait deux théories de la lumière. One, qui a favorisé Newton, ce est que la lumière est composée de particules, et l'autre qu'il se agissait d'ondes. Aujourd'hui, nous savons que les deux véritables grâce à la mécanique quantique, la lumière peuvent être considérés à la fois comme une onde et une particule. Si la lumière est composée d'ondes ne sais pas comment, ou si, il est affecté par la gravité. Mais si elle est composée de particules serait affectée autant par la gravité que toute autre question. On croyait que la lumière a voyagé infiniment rapide et ce est pourquoi la lumière n'a pas été affectée, mais ce ne était pas alors un scientifique nommé Roemer a découvert que la lumière voyage à une vitesse finie.
Pour ceux qui croient en la théorie de l'onde ne était pas clair que la lumière serait affecté par la gravité du tout. Le fait est que la théorie de la gravitation de Newton ne peut pas être utilisé à la lumière, parce que la lumière a toujours la même vitesse. Cette lumière a été influencée par la gravité et faire ne était pas jusqu'à ce que Einstein a présenté sa théorie de la relativité.
Le cycle de vie d'une étoile

Pour comprendre les trous noirs, nous devons d'abord comprendre le cycle de vie d'une étoile. Une étoile formée quand une grande quantité de gaz (principalement de l'hydrogène) se effondre grâce à la gravité. La température du gaz augmente comme ils se rapprochent et il y aura plus de collisions. En fin de compte, la température devient si grande que les atomes d'hydrogène commencent à fusionner pour former des atomes d'hélium. Ce est à ce stade que notre Soleil est situé. En fin de compte, en prenant le sortir de carburant et l'étoile commence à se contracter. À propos de L'étoile puis pèsent moins que la masse de notre soleil 1,4ggr, nous obtenons une naine blanche. Ils deviennent stables cellulaires grâce à principe d'exclusion de quelqu'un nommé. Ce est une force qui a travaillé contre la gravité de ces étoiles et de les rendre stables. Principe d'exclusion est une force de répulsion entre les électrons des atomes.
Pour les étoiles qui ont des masses supérieures à 1,4 masses solaires, il ya deux options. La première est que l'étoile devient stables grâce au principe d'exclusion des neutrons et des protons dans les noyaux atomiques. Ils sont appelés étoiles à neutrons. L'autre option est si la gravité de l'étoile est si élevée que même le principe d'exclusion capable de suivre l'étoile. Il est ainsi formé un trou noir.
Trous Noirs

Un trou noir peut facilement être décrite comme un corps céleste qui a tellement gravité que sa vitesse d'échappement est supérieure à la vitesse de la lumière. Un trou noir n'a pas de rayon. Gravity a squish toute la matière à aucun volume du tout. Ce est une singularité de la densité de masse infinie. Le trou noir a un horizon blasphème. Cela pourrait être envisagé comme un rayon, mais ce est vraiment une limite au trou noir. Event horizon sépare toutes les communications entre le trou noir et au-delà. Tout ce qui vient à l'intérieur de l'horizon de l'événement avalé par le trou noir, l'intérieur de l'horizon des événements, il n'y a pas de retour en arrière. La distance entre le trou noir et l'horizon des événements dépend de la gravité du trou.
Comme nous le savons, rien ne peut voyager plus vite que la lumière. Par conséquent, ne disparaîtra jamais toute question du corps. Question qui vient à l'intérieur événement l'horizon du trou noir est tiré vers le bas à la singularité du centre du trou noir, le trou noir se développe. Ainsi, les trous noirs poussent mais ne diminuent pas.
Ondes gravitationnelles et forme du trou noir

La théorie d'Einstein de la relativité générale prédit que les objets vraiment lourds qui se déplacent diffusera «vagues» dans l'espace-temps, qui se déplace à la vitesse de la lumière. Ces ondes sont similaires aux ondes lumineuses, mais sont beaucoup plus difficiles à détecter. Vous pouvez les visualiser par les changements de particules différentes sont libres de se déplacer. Vous vous engagez aujourd'hui pour construire des détecteurs aux États-Unis, l'Europe et le Japon pour mesurer cet. Tout comme les ondes lumineuses car ils apportent de l'énergie à partir de sa source. On peut se attendre que la source puis finirait par venir se reposer.
Le mouvement de la Terre sur son orbite autour du soleil donne également lieu à des ondes gravitationnelles. Les pertes d'énergie à partir de ceux-ci de modifier l'orbite de la Terre autour du soleil pour que la Terre va progressivement plus près de lui. Mais puisque les pertes d'énergie sont si petites (on pourrait conduire une poêle à la chaleur des pertes), cela ne veut rien dire pour nous, car il faudrait environ mille millions de millions de million années pour la Terre pour aller dans le soleil. changement de cap du sol est trop petit pour pouvoir être mesurée, mais a vu des phénomènes similaires dans le système d'étoiles
PSR B1913 + 16 (ce est un pulsar). Le système se compose de deux étoiles à neutrons en orbite autour de l'autre et les déperditions d'énergie dues aux ondes gravitationnelles fait errer dans une spirale vers l'autre et ils finiront par entrer en collision.
Au cours de l'effondrement gravitationnel quand une étoile forme un trou noir, le mouvement est beaucoup plus élevé et le taux d'ondes gravitationnelles de rayonnement est beaucoup plus élevé. Il est donc assez rapide pour qu'il vienne à un état de repos. Ce est la dernière étape de l'étoile avant qu'elle ne devienne un trou noir.
1967 a montré chercheur Werner Israel à la non-rotation structure de trou noir était très simple. Il a dit que la conception du trou noir ne est pas du tout cela signifiait, sur les caractéristiques de son étoile originale eu (sauf lorsque la masse bien sûr). Ils sont parfaitement sphériques, et sa taille est constitué uniquement de sa masse. Deux trous noirs de masses égales sont donc identiques. Beaucoup ont estimé que cette thèse ne fonctionne pas du tout parce que le trou noir, alors il doit avoir formé d'une étoile parfaitement sphérique (qui ne est pas). Il y avait, cependant, une autre interprétation. Lorsque le trou noir a traversé sa phase finale, il est devenu la forme sphérique parfaite le résultat des nombreuses ondes gravitationnelles. Quand il est venu pour se reposer l'objet serait parfaitement sphérique. Selon ce point de vue, toutes les étoiles non tournantes, sous quelque forme, finissent par être un corps sphérique parfaite et sa taille dépendrait uniquement de sa masse. La théorie a été limitée à corps célestes qui ne sont pas tournés, mais 1963 n'a le chercheur Roy Kerr, une collection d'équations supplémentaires de la relativité générale d'Einstein décrivant trous noirs en rotation. Si la rotation était zéro, de sorte serait le trou noir pour être parfaitement sphérique. Mais si elle est tournée, il serait "bomber" aux pôles. 1970 corroboré cette théorie de la preuve de David Robinson. Tous les trous noirs finiront dans un vilostånd où ils peuvent tourner. Il se est avéré également que sa forme et sa taille était exclusivement due à sa masse et sa vitesse de rotation et non pas sur les caractéristiques de son étoile eu. Ce résultat est devenu connu comme la maxime: «Un trou noir n'a pas de cheveux."
Comment détecter les trous noirs

Depuis les trous noirs ont une si grande force gravitationnelle que la lumière ne vient pas d'eux nous ne pouvons pas les voir. Cependant, il ya d'autres façons de détecter les trous noirs.
La lumière des étoiles dans le voisinage des trous noirs plier beaucoup sur eux parce qu'ils ont tellement de gravité. Si la lumière vient à l'intérieur de l'horizon de l'événement, nous ne voyons pas, mais si elle ne vient près de la frontière, il sera pliée fortement. Beaucoup affirment également que si la lumière vient à un angle spécifique dans l'horizon des événements, il sera «aller» autour du trou noir aux côtés de l'horizon des événements.
La plus courante et probablement la meilleure façon de détecter les trous noirs est de regarder leurs voisins à proximité. On peut dans certains endroits voir comment grand les étoiles tournent autour d'un point "invisible". Cela ne signifie pas qu'il ya des trous noirs, il aurait pu être un très faible étoile. Mais cela pourrait signifier qu'il ya un trou noir. Un tel système est appelé Cygnus X-1. Dans ce cas, avec l'aide de calculs sur l'orbite de l'astre visible été en mesure de déterminer la masse minimale «invisible», qui dans ce cas est de 6 masses solaires. Ainsi exclut ce est une naine noire. La pulpe est également trop grand pour objet doit être une étoile à neutrons.
Nous supposons maintenant qu'il ya des trous noirs dans notre propre galaxie, la Voie Lactée, comme la masse des étoiles que nous voyons dans notre galaxie ne est pas suffisant pour donner la rotation des galaxies dont il dispose. Nous pensons également qu'il ya des trous noirs avec une masse d'environ une centaine de millions de masses solaires. Par exemple, les observations avec le télescope spatial Hubble de la galaxie M87 ont révélé qu'il ya une galaxie en forme de disque tourne autour d'un objet central qui ne peut pas être autre chose qu'un trou noir. Tomber matière dans un endroit comme ce trou noir super, descendre vers le trou dans une trajectoire hélicoïdale (comme lorsque vous laissez l'eau sortir de la baignoire) et puis obtenir le trou noir tourne dans le même trou. Ceci induit un champ magnétique similaire à la Terre. Près du trou noir se former matière de haute énergie des particules incidentes. Le champ magnétique est si forte qu'elle "jette" cette question tout droit sorti de la galaxie en forme de disque. Cela a été observé dans de nombreuses galaxies et des quasars.
Une façon d'observer les trous noirs est de mesurer les ondes gravitationnelles, ce ne est pas tout à fait possible aujourd'hui, mais nous pensons que ce sera dans un proche avenir.
Trous noirs miniatures

On peut imaginer la possibilité qu'il y ait beaucoup moins de trous noirs, qui ont moins de masse que même notre propre soleil. Ces trous ne peuvent pas être formés par un kolapps gravitationnelles depuis masse est inférieure à la limite de Chandrasekhar. Trous noirs miniatures peuvent être formés que si la question est comprimé par une pression externe. Selon John Wheeler serait former un trou noir miniature si vous avez pris tout l'hydrogène lourd dans les océans de la Terre et fait une grosse bombe à hydrogène il. On croit qu'elle a formé un grand nombre de ces trous noirs plus petits en stade précoce de l'univers. Apparemment, même le big bang aurait assez de puissance pour comprimer la masse de sorte qu'il forme des trous noirs miniatures. De nombreux scientifiques pensent qu'il ya plus de vignettes de trous noirs que les trous noirs «réguliers».
L'utilisation de trous noirs

Si, à l'avenir pourrait «attraper» une miniature d'un trou noir par sa gravité serait en mesure de gagner beaucoup de lui. Depuis toute la matière qui se déplace vers le bas vers un trou noir émet de l'énergie. Les problèmes énergétiques seraient jamais été résolus.
Un autre scénario pourrait être que nous "bosse" dans un trou noir dans trajectoire orbitale autour de la Terre (un très petit Les trous noirs miniatures), puis nous vous enverrons un flux constant d'hydrogène effleure à son horizon des événements. L'hydrogène est alors chauffé à la fusion, grâce à l'effet de la marée et, d'autre part, de l'hélium. Ce est alors possible réacteur de fusion nucléaire la plus simple et la plus sûre, et de l'énergie peut être stocké et envoyé sur Terre.
Wormholes

Voyage dans le temps a longtemps fasciné l'humanité. Durant les années 1950, il y avait de nombreux scientifiques se sont intéressés tout cela. Quelque chose qui nous a fasciné est de savoir si il est possible de se rendre à des endroits éloignés rapidement. Selon les théories d'Einstein ne peut pas fördas plus rapides que la lumière. Une consolation, cependant, pour être connu comme le paradoxe des jumeaux, ce qui signifie que si vous voyagez la vitesse de la lumière, le temps se arrête. la théorie de la relativité suggère, cependant, que si vous voyagez vite que la lumière se déplace ensuite dans le temps. Le problème est alors que plus la vitesse de la lumière que vous obtenez, plus vous avez aussi influencé par, et vous ne renoncera jamais à la vitesse de la lumière. Cela se compare à partager un siècle par deux. Vous obtenez de plus en plus proche de zéro, mais vous ne avez jamais l'atteindre.
Cela semble exclure la fois Voyage espace rapide et voyager dans le temps. Cependant, il existe une autre possibilité. Si l'on peut déformer le spacetime de manière à créer un raccourci entre deux points dans l'espace, un trou de ver. De cette façon, on peut déplacer plus rapidement entre deux points dans l'espace. Mais il permettrait également tidresor. Wormhole est pas quelque chose que les écrivains de science-fiction ont mis, mais ce était Einstein et Nathan Rosen, qui en 1935 a écrit un essai sur ce qu'ils appelaient des «ponts», qui est aujourd'hui connu sous le nom des trous de ver. Mais ils ont aussi dit que toute personne qui a voyagé à travers le trou serait goulotte directement dans une singularité, un trou noir. Il ne serait également pas en mesure de garder le trou de ver assez longtemps ouverte.
Conclusions

Que les trous noirs existent, la plupart conviennent. Beaucoup prétendent en soi est encore que les trous noirs ne existent pas et qu'il est incertain parce que la plupart de ce qui est sur les trous noirs ne est pas basée sur l'observation, mais plutôt sur des calculs mathématiques. La recherche sur les trous noirs sont probablement la première dans l'histoire qui a passé sur cette voie avec les bons calculs des observations antérieures. Je pense que les trous noirs seront ce qui est l'objet de recherches dans l'avenir.
Beaucoup de ceux qui croient que l'univers a été créé à partir du Big Bang croient aussi qu'il finira dans un grand craquement, une grande contraction. Une grande partie des théories sur la façon précise les trous noirs ne peuvent pas détruire, et comment toute la matière dans l'univers comme adhérant à divers trous noirs et comment ils ont fini par entrer en collision les uns avec les autres jusqu'à ce que il ya un seul grand trou noir avec toute la masse de l'univers. Mais nous vivons à une époque où il est ajouté, qu'il ya des choses à ce qui est généralement accepté et il tombe constamment éteint choses qui ont été largement acceptées. Maintenant, il est examiné si l'univers est plat. Et peut-être cela peut aider à égayer l'image que nous avons de l'univers. Personnellement, je crois pas que les trous noirs sont «immortel» (ou peut-être je ne veux pas y croire?!) Que l'univers se termine par un big crunch, je pense pas. L'homme est une créature avide, nous essayons toujours de tout comprendre. Nous obtenons des «indices» de toutes les autres sciences, mais ne peut pas le saisir, nous devons nous unir la science!
Pour spéculer sur les questions destin de l'univers est plus que nous pouvons gérer, nous devons prendre un peu à la fois pour voir la grande image. Les réponses sont là, nous avons juste à poser les bonnes questions.

Par: Isaac Fahlin

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