.nu

V škole a eseje zo strednej školy
Hľadať školské

Čierne diery

Predmet: Fyzika
| More

InledningVad je naozaj čierna diera? Je to tak dôležité? V médiách sa už hovoriť veľa o čiernych dierach od objavu z nich. Čierne diery sú pravdepodobne jedným z najviac fascinujúcich a zaujímavých javov vieme, existujú. Ale predsa vieme tak málo o nich.
Ako si môžeme byť istí, že sú? Sú ako som povedal čierna, nemôžete vidieť.
Môžeme využiť ich nejakým spôsobom?
Svetlo

Termín čierna diera bol vytvorený v roku 1969 americký vedec John Wheeler. Nebolo to nový koncept, idea sa vráti aspoň dve storočia, do doby, kedy tam boli dve teórie svetla. Jeden, ktorý Newton prednosť, bolo to, že svetlo sa skladala z častíc, a druhý, ktorý sa skladal z vlny. Dnes je známe, že obe pravdivé vďaka kvantovej mechaniky, svetlo môže byť považovaná ako ako vlny a častice. V prípade, že svetlo sa skladala z vĺn nevedel ako, alebo ak je ovplyvnená gravitáciou. Ale ak to pozostávalo z častíc by mohla byť postihnutá rovnako gravitáciou, ako akékoľvek iné záležitosti. Verilo sa, že svetlo cestoval nekonečne rýchlo, a to je dôvod, prečo sa svetlo nie je dotknutá, ale to nebolo vtedy vedec Roemer zistil, že svetlo cestoval na konečnú rýchlosťou.
Pre tých, ktorí veria v teórii vĺn nebolo jasné, že svetlo by byť ovplyvnený gravitáciou vôbec. Faktom je, že Newtonova teória gravitácie nemožno použiť na svetlo, pretože svetlo má stále rovnakou rýchlosťou. To svetlo bolo ovplyvnené gravitáciou, a ako bolo ešte len Einstein predstavil svoju teóriu relativity.
Hviezda životný cyklus

Aby sme pochopili, čierne diery, musíme najprv pochopiť, hviezda životného cyklu. Hviezda tvorený, keď veľké množstvo plynu (väčšinou vodík) sa zrúti, vďaka gravitácii. Teplota plynu sa zvyšuje tak, ako prichádzajú k sebe a tam bude viac kolíziám. Na konci, teplota natoľko veľká, že sa atómy vodíka začnú zlúčiť dohromady tvoria atómy hélia. To je v tejto fáze, že naše Slnko je umiestnený. Na konci, pričom out paliva a hviezda začne uzavrieť zmluvu. O hviezda potom váži menej než 1,4ggr hmotnosť nášho Slnka, dostaneme bieleho trpaslíka. Stávajú sa stabilné bunkové vďaka niekto menom vylučovacieho princípu. To je sila, ktorá pracovala na závažnosť týchto hviezd a aby boli stabilné. Vylučovací princíp je odpudivá sila medzi elektrónmi v atómoch.
U hviezd, ktoré majú hmôt väčších než 1,4 hmotností Slnka, sú dve možnosti. Jedným z nich je, že hviezda sa stáva stabilný vďaka princípu vylúčenia medzi neutrónmi a protóny v atómových jadier. Jedná sa o tzv neutrónovej hviezdy. Druhou možnosťou je, ak gravitácia hviezdy je tak vysoká, že ani vylučovací princíp schopná udržať krok hviezdy. Takto vytvorený Je to čierna diera.
Čierne diery

Čierna diera môže ľahko opísať ako nebeské teleso, ktoré má toľko závažné, že ich kozmická rýchlosť je vyššia, než je rýchlosť svetla. Čierna diera nemá polomer. Gravity má prebiť všetky vec žiadny zväzok vôbec. Jedná sa o jedinečnosť nekonečnej hustoty hmoty. Čierna diera je rúhanie horizont. To by sa dalo uvažovať ako o polomere, ale je to naozaj limit na čierne diery. Horizont udalostí oddeľuje všetku komunikáciu medzi čiernej diery aj mimo neho. Všetko, čo je vo vnútri horizontu udalostí pohltila čierna diera, vnútri horizontu udalostí, nie je cesty späť. Vzdialenosť medzi čiernou dierou a horizontom udalostí závisí na diery gravitácie.
Ako vieme, nič nemôže cestovať rýchlejšie ako svetlo. Preto nikdy nezmizne všetky záležitosti, ktoré z tela. Hmota, ktorá prichádza v čiernej diery horizontu udalostí sa stiahol do jedinečnosti stredu čiernej diery, čierna diera rastie. Tak, čierne diery rastú, ale nezníži.
Gravitačné vlny a Čierna diera tvar

Einsteinova všeobecná teória relativity predpovedá, že sa naozaj ťažké predmety, ktoré sa pohybujú sa bude vysielať "vlny" v časopriestore, ktorý jazdí rýchlosťou svetla. Tieto vlny sú podobné svetelné vlny, ale sú oveľa horšie detekovať. Môžete si zobraziť pomocou presuny z rôznych častíc sa môžu voľne pohybovať. Súhlasíte s tým, dnes stavať detektory v USA, Európe a Japonsku na meranie to. Rovnako ako svetelné vlny, ako priviesť energiu zo zdroja. Dá sa očakávať, že zdroj by potom nakoniec príde k odpočinku.
Pohybu krajiny na jeho obežnej dráhe okolo Slnka tiež vyvoláva gravitačných vĺn. Energetické straty z nich bude meniť obežnú dráhu Zeme okolo Slnka, takže Zem bude postupne bližšie k nemu. Ale vzhľadom k tomu, že energetické straty sú tak malé (dalo by sa riadiť tepelnú kachle v strát), to nebude znamenať nič nás, pretože to bude trvať asi tisíc míľ miliónov milión rok na Zemi ísť do slnka. Zmena samozrejme pôda je príliš malý, aby mohol byť meraný, ale bol zaznamenaný podobné javy v systéme hviezdy
PSR 1913 + 16 (to je pulzar). Systém sa skladá z dvoch neutrónových hviezd obiehajúcich okolo seba a energetických strát v dôsledku gravitačných vĺn činí blúdiť v špirále smerom k sebe a oni budú nakoniec zrazí.
V gravitačnom kolapse, keď hviezda tvorí čiernu dieru, pohyb je oveľa vyššia a miera radiácie gravitačných vĺn je oveľa vyššia. Je teda celkom rýchlo na to, aby sa do stavu pokoja. To je posledná etapa na hviezdy, než sa stane čierna diera.
1967 ukázal výskumných Werner Izrael non-rotujúce čierne diery štruktúra bola veľmi jednoduchá. Povedal, že návrh čierne diery nie je vôbec znamenal, o vlastnostiach jeho pôvodnej hviezdy mal (okrem prípadov, keď je hmotnosť samozrejme). Sú dokonale guľatý, a jeho veľkosť je tvorená len z jeho hmotnosti. Dve čierne diery rovnakých mas sú teda totožné. Mnoho cítil, že táto práca je nefunguje vôbec, pretože čierna diera, potom musí byť vytvorená z dokonale sférické hviezdy (čo nie je). Tam bol, však, iný výklad. Keď sa čierna diera prešiel záverečnej fáze, sa stala perfektnou tvar gule výsledok z mnohých gravitačných vĺn. Keď prišiel k odpočinku objekt by dokonale guľatý. Podľa tohto názoru, všetky non-rotujúce hviezdy, v akejkoľvek forme, skončí tým, že dokonalé sférické telo a jeho veľkosť bude závisieť iba na jeho hmotnosti. Teória bola obmedzená na nebeských telies, ktoré sa neotáča, ale 1963 vykonávali výskumníka Roy Kerr, zber ďalších rovníc Einsteinovej všeobecnej teórie relativity, popisujúci rotujúce čierne diery. V prípade, že rotácia bola nulová, takže by sa čierna diera byť dokonale guľatý. Ale ak to otáča, že by "hrču" na póloch. 1970 potvrdil túto teóriu dôkazov od Davida Robinsona. Všetky čierne diery sa nakoniec do vilostånd, kde môžu otáčať. On dokázal tiež, že jeho tvar a veľkosť sa výhradne kvôli jeho hmotnosti a rýchlosti otáčania, a nie na parametroch, ktoré hviezdou mal. Tento výsledok sa stal známy ako maximami: ". Čierna diera nemá vlasy"
Ako rozpoznať čierne diery

Vzhľadom k tomu, čierne diery majú tak veľkú gravitačnú silu, ktorá sa nerozsvietila od nich nemôžeme vidieť. Existujú však aj iné spôsoby, ako detekovať čierne diery.
Svetlo z hviezd v okolí čiernych dier ohýbať, moc o nich, pretože oni majú toľko gravitáciu. V prípade, že svetlo je vnútri horizontu udalostí, nevidíme, ale pokiaľ to len ide v blízkosti hraníc, bude ostro ohnuté. Mnohí tiež tvrdia, že v prípade, že svetlo príde v určitom uhle, v horizonte udalostí, bude to "ísť" okolo čiernej diery pozdĺž horizontu udalostí.
Najobvyklejší a pravdepodobne najjednoduchší spôsob, ako odhaliť čierne diery, je pozrieť sa na ich blízkych susedov. Jeden môže v niektorých miestach vidieť, ako veľké hviezdy sa točí okolo "neviditeľné" miesto. To neznamená, že tam sú čierne diery, mohlo by to byť veľmi slabá hviezda. Ale mohlo by to znamenať, že je čierna diera. Tento systém sa nazýva Cygnus X-1. V tomto prípade, s pomocou výpočtov na obežnej dráhe viditeľného nebeského telesa je bol schopný prísť na to, "neviditeľné" minimálna hmotnosť, čo je v tomto prípade bolo 6 slnečné masy. Tak tomu, aby ich to čierny trpaslík. Dužina je príliš veľký, aby námietky musia byť neutrónová hviezda.
Teraz predpokladáme, že sú čierne diery v našej vlastnej galaxie, Mliečnej dráhy, as hmotnosť hviezd, ktoré vidíme v našej galaxii nie je dosť, aby rotácia galaxií, že to má. Veríme tiež, že existujú čierne diery s hmotnosťou asi sto miliónov Sĺnk. Napríklad, pozorovanie s ďalekohľadom Hubble galaxie M87 ukázala, že je galaxia disk v tvare sa otáča okolo centrálneho objektu, ktorý nemôže byť nič iné ako čierne diery. Záležitosti patriace do miesta, ako je tento výborný čiernej diery, ísť dole smerom k otvoru špirálovej dráhe (ako keď necháte vodu z vane), a potom sa čierna diera rotuje v rovnakom otvore. To vyvoláva magnetické pole podobné Zemi. V blízkosti čiernej diery vytvorí vysokú energetickú hmotu z dopadajúcich častíc. Magnetické pole je tak silné, že "hádže" v tejto veci priamo von z galaxie v tvare disku. To bolo pozorované v mnohých galaxií a kvazarov.
Jeden spôsob, ako pozorovať čierne diery je zmerať gravitačné vlny, to nie je úplne možné, ale dnes si myslíme, že bude tak v blízkej budúcnosti.
Čierne diery náhľady

Možno si predstaviť možnosť, že tam je veľa menej čiernych dier, ktoré majú nižšiu hmotnosť ako dokonca aj naše vlastné Slnko. Takéto otvory nemôžu byť vytvorené gravitačné kolapps pretože hmotnosť je pod Chandrasekhar limitom. Miniatúrne čierne diery môžu byť vytvorené iba v prípade, že hmota sa lisuje vonkajším tlakom. Podľa Johna Wheelera by vytvoriť miniatúrne čierne diery, ak sa všetky ťažkého vodíka v oceánoch na Zemi a urobil jednu veľkú vodíkovú bombu ju. Predpokladá sa, že to tvorilo mnoho z týchto menších čiernych dier vo vesmíre ranej fáze. Zrejme aj veľký tresk bude mať dostatočný výkon pre kompresiu hmotu tak, aby to vytvorilo miniatúrne čierne diery. Mnohí vedci sa domnievajú, že existuje viac miniatúry čiernych dier ako "normálne" čiernych dier.
Použitie čiernych dier

Ak sa v budúcnosti mohol "úlovok" miniatúrne čierne diery podľa jeho závažnosti by mal byť schopný zarobiť veľa. Vzhľadom k tomu, všetku hmotu, ktorá sa pohybuje smerom k čiernej diere vyžaruje energiu. Energetických problémov by navždy vyriešený.
Iný scenár by mohlo byť, že sme "naraziť" do čiernej diery v obežnú dráhu okolo Zeme (veľmi malý miniatúrne čierne diery), potom Vám zašleme konštantný prúd vodíka zľahka dotýka na jeho horizontu udalostí. Vodík sa potom zahreje na teplotu topenia, vďaka prílivové účinku, a na druhej strane, hélium. To potom je najjednoduchšie a najbezpečnejšie možné reaktor jadrovej fúzie, a energia, môžu byť uložené a zoslal na Zemi.
Červej diery

Cestovanie v čase je už dlho fascinuje ľudstvo. V roku 1950 tam bolo veľa vedcov, ktorí skúmali práve to. Niečo, čo fascinuje nás, či je možné cestovať do vzdialených miest rýchlo. Podľa Einsteinovej teórie nemôžu fördas rýchlejšie ako svetlo. Jedna útecha, však, byť známy ako Twin paradox, čo znamená, že ak ste na cestách rýchlosť svetla, sa zastavil čas. Teória relativity však naznačujú, že ak ste na cestách rýchlejšie ako svetlo potom cestuje späť v čase. Problém teda je, že čím bližšie rýchlosť svetla vám, silnejší sa stanete ovplyvnený, a vy budete nikdy vzdať rýchlosti svetla. To je porovnateľné s zdieľanie storočia dvoma. Získate bližšie a bližšie k nule, ale nikdy dosiahnuť.
Zdá sa, že vylúčiť ako rýchlo cestovať vesmírom a cestovať späť v čase. Avšak, je tu ďalšia možnosť. Ak sa človek môže deformovať časopriestor tak, aby vytvoriť zástupcu medzi dvoma bodmi v priestore, červej diery. Týmto spôsobom je možné cestovať rýchlejšie medzi dvoma bodmi v priestore. Ale to by tiež umožniť tidresor. Červia diera nie je niečo, čo sci-fi spisovatelia prišli, ale to bol Einstein a Nathan Rosen, ktorý v roku 1935 napísal esej o niečo, čo nazýva "mosty", ktorý je dnes známy ako červej diery. Ale tiež povedal, že každý, kto cestoval do diery by sa sklzom priamo do singularity, čiernej diery. Bolo by tiež nemal byť schopný udržať otvorenú červia dieru dosť dlho.
Závery

Že existujú čierne diery, väčšina súhlasiť. Mnohí tvrdia, samo o sebe je ešte, že čierne diery neexistujú, a že to je neisté, pretože väčšina z toho, čo je okolo čiernych dier nie je založená na pozorovaní, ale skôr na matematických výpočtov. Výskum čiernych dier sú pravdepodobne prvýkrát v histórii, ktorý sa vydal na tak so správnymi výpočtami predchádzajúcich pozorovaní. Myslím si, že čierne diery sa to, čo je predmetom výskumu v budúcnosti.
Mnohí z tých, ktorí veria, že vesmír bol vytvorený z veľkého tresku tiež verí, že to skončí vo veľkom krízy, jedna veľká kontrakcie. Veľa z teórií o tom, ako presne sa čiernej diery nezničí, a ako sa všetky látky vo vesmíre, ako v súlade s rôznymi čiernej diery, a ako sa nakoniec zrazí sa navzájom, kým existuje len jedna veľká čierna diera všetkej hmoty vo vesmíre. Ale žijeme v dobe, kedy sa pridá, tam veci, na to, čo je všeobecne prijímané a neustále odpadáva veci, ktoré boli široko prijímanej. Teraz sa diskutuje, či vesmír je plochý. A možno to môže pomôcť oživiť obraz máme vesmíru. Osobne sa domnievam, nie, že čierne diery sú "nesmrteľný" (alebo možno nechcem veriť, že ?!), Že vesmír skončí s veľkým krízy, myslím, že nie je zapnutý. Človek je tvor zanietený, vždy sa snažíme pochopiť všetko. Dostaneme "stopy", zo všetkých ostatných vied, ale nemôže uchopiť, musíme spojiť vedu!
Špekulovať o záležitostiach osud vesmíru je viac, než sme schopní zvládnuť, musíme sa trochu v čase vidieť obraz. Odpovede sú tam, len musíme klásť správne otázky.

By: Isaac Fahlin

based on 20 ratings Čierne diery, 2,9 z 5 na základe 20 hodnotení
| More
Hodnotiť čiernej diery


Súvisiace školské
Nižšie sú školské projekty, ktoré sa zaoberajú čiernymi dierami alebo nejakým spôsobom týka čiernych dier.

Komentár k čiernych dier

« | »