Over zwarte gaten gesproken, de term zwarte gaten werd pas in de 19e eeuw bedacht door de Amerikaanse wetenschapper (John Wheeler) als een idee dat al tweehonderd jaar eerder bestond, toen er twee theorieën waren over licht - de dualiteit van licht, dat wil zeggen , het is bekend dat licht zich kan gedragen als een golven en deeltjes (deeltjes).
In die tijd stuitte de hypothese van het zwarte gat op weerstand omdat wetenschappers er niet voldoende bewijs voor hadden. In 1915 publiceerde Albert Einstein zijn grootste ontdekking (relativiteitstheorie) die suggereerde dat zwaartekracht de ruimte-tijddimensie kan buigen en dat dit de reden is waarom lichtdeeltjes (fotonen) met een massa nabij nul kunnen worden beïnvloed door de zwaartekracht, en dit leidt tot het fenomeen van zwarte gaten. .
Geen gat
Een zwart gat is geen gat (hol) in het universum (ruimte-tijd), in tegenstelling tot wat je denkt! Een zwart gat is een ster (met een kleine straal maar een extreem grote en gecomprimeerde massa) die onder zijn eigen zwaartekracht is ingestort wanneer de "brandstof" van de ster is opgebruikt en de massa vanaf het begin vele malen is gekrompen (zorg ervoor dat je de levenscyclus begrijpt. sterren om de oorsprong van zwarte gaten te begrijpen). Hij wordt een zwart gat genoemd vanwege 2 dingen, namelijk:
- Dit gecomprimeerde object zuigt al het materiaal dat zich dichtbij bevindt op, zoals een gat - ja, het is een stofzuiger!
- Elke kwestie (zeg maar licht), licht dat naar binnen is gezogen, zal er niet meer uit kunnen komen. Dit komt overeen met de beschrijving van de straling van een zwart lichaam - het absorbeert het licht volledig (e = 1).
Het is onmogelijk dat enige materie uit een zwart gat ontsnapt, (een straal) licht alleen is niet in staat, laat staan andere materie, bestaat niet! - omdat niets de snelheid van het licht kan overschrijden (volgens de relativiteitstheorie), kan alles niet ontsnappen (en verwacht nooit te ontsnappen aan de omhelzing van een zwart gat!).
Momenteel denken wetenschappers na over wat we een stof / materie kunnen maken die een snelheid (in een vacuüm ) kan hebben die de lichtsnelheid overschrijdt ? (en het is niet bekend hoe licht op de zwaartekracht zal reageren.)
Hoe vind je een zwart gat als licht er niet uit kan komen? (Bedenk dat we een object niet kunnen zien zonder de hulp van licht en het universum is erg donker en koud.) Zwarte gaten kunnen worden gevonden met behulp van materialen in de ruimte, een materie die zich dicht bij het zwarte gat bevindt, zal ronddraaien en het ook omringen. , zal als resultaat hiervan een platte schijf, de accretieschijf genaamd , worden gemaakt.
Deze roterende materie verliest zijn energie en 'spuugt' straling in de vorm van röntgenstralen en elektromagnetische straling, voordat ze uiteindelijk door de waarnemingshorizon gaat.Het zwarte gat met de naam Cygnus X-1 wordt gevonden in een dubbelstersysteem (twee sterren in een baan om elkaar) dat zich zo vreemd gedraagt dat astronomen in de war raken en zich afvragen waarom dat zo is? Na verder onderzoek bleek dat de ster in feite rond een zwart gat (Cygnus X-1) cirkelde dat 6000 lichtjaar van de aarde verwijderd is.
Op basis van de algemene relativiteitstheorie wordt gesteld dat zwaartekracht ruimte-tijd kan buigen. De aarde draait (volledig) om de zon in 365,25 dagen. Dit komt door (het resultaat van de kromming) van de zwaartekracht van de zon waardoor de aarde er omheen draait.En de aarde vervormt ook de ruimte-tijd eromheen en daarom draait de maan eromheen (de kromming volgend).
Lees ook: Waar is Oud-Zeeland?De zwaartekracht van dit (grote) modusobject vervormt de ruimte-tijd eromheen, met als resultaat dat elk object er dichtbij zal draaien zodat het een omloopbaan creëert (planeten, manen, etc.) en in verschillende perioden om er een te voltooien. volledige rotatie (360 °). Let in de afbeelding hierboven (Fig. 1.2) op de lijnen waaruit het web bestaat, dat wordt ruimte-tijd genoemd .
Stel je voor dat jij en je vriend een stuk stof uitrekken (tussen jou in) en een knikker plaatsen (het wijst naar het midden van het doek), en dan zal er een boog zijn, toch? Dat is de ware zwaartekracht, de zwaartekracht van een zwart gat is heel erg sterk vergeleken met de zon of een neutronenster (Fig. 1.1).
We weten inmiddels dat een zwart gat geen hol gat in het universum is! (Een zwart gat is een ster die is ingestort en heeft zo'n sterke aantrekkingskracht dat zelfs licht er niet uit kan ontsnappen!)
Dus wat is precies een zwart 'gat'?
Zwarte gaten bestaan eigenlijk uit 3 delen, namelijk; Ergosphere, Event Horizon en Singularity. ( Als we elk van deze delen naderen, zullen we een ander effect voelen.) Als we een zwart gat naderen, zullen we eerst de ergosfeer tegenkomen voordat we de waarnemingshorizon en de singulariteit uiteindelijk tegenkomen.
Ergosfeer: is het buitenste deel van de roterende waarnemingshorizon , waar ruimte-tijd zal worden vervormd als gevolg van deze schuifkracht (rotatie).
Event horizon (event horizon): is de grens tussen ruimte-tijd binnen het zwarte gat, alle gebeurtenissen die (hier) plaatsvinden zijn niet meer te beïnvloeden .
Singulariteit: is het middelpunt van het zwarte gat, in de singulariteit van massadichtheid en de oneindigheid van de ruimtetijdkromming .
Elk materiaal dat zich in de ergosfeer bevindt, kan nog steeds ontsnappen met behulp van de rotatiekrachten (die erg snel zijn) uit de ergosfeer zelf. Als het echter de waarnemingshorizon is binnengegaan, zal geen enkel materiaal kunnen ontsnappen, elke materie zal in toenemende mate worden gedrukt door de zwaartekracht van het zwarte gat en uiteindelijk zal het in een singulariteit zijn (het zal hier voor altijd zijn!).
In de singulariteit zijn alle natuurkundige wetten die we tot nu toe kennen niet langer van toepassing! - en er is een vereniging van de fundamentele krachten van het universum (zwaartekracht, elektromagnetische kracht, sterke kernkracht en zwakke kernkracht) . Het is niet bekend hoe het schema van de krachten / componentenverenigingen tot stand komt, en het kan niet worden uitgelegd wat er feitelijk in de singulariteit zit.
Op dit punt wisten we stuk voor stuk wat de Ergosphere, Event Horizon en Singularity echt betekenen. Ervan uitgaande dat een zwart gat een massieve bal is, moet het een straal en een diameter hebben, toch?
Deze straal is de afstand tussen de singulariteit en de waarnemingshorizon (Fig. 1.3), de Schwarszchild-straal genoemd (ontleend aan een wetenschapper aan wie de theorie van het zwarte gat is ontwikkeld). De straal van het schwarszchild hangt af van de waarde van de massa, hoe groter de massa, hoe groter de straal.
De straal van Schwarszchild legt uit dat er twee (belangrijke) energieën aan het werk zijn in een zwart gat, deze twee energieën zijn kinetische energie en potentiële zwaartekrachtenergie. Ja, ze zijn nauw verwant. Het blijkt dat de formule voor de straal van schwarzschild R = 2GM / c² is, hoe kom je aan de formule? Maak je geen zorgen, het komt van de relatie kinetische energie (Ek) en potentiële zwaartekrachtenergie (Ep). Er wordt gegeven dat Ek de hoeveelheid energie is als gevolg van beweging en Ep de (totale) energie in rust is.
Ek = Ep1 / 2mv² = GMm / R
1 / 2v² = GM / R
v² = 2GM / R
omdat in een vacuüm, dan v = c.
c² = 2 GM / R
R = 2GM / c².
(Dat is hoe de formule voor de schwarszchild-straal vandaan komt.)
Als we de berekeningen uit de formule gebruiken, als we van de aarde een zwart gat willen maken, is de aarde slechts zo groot als een erwt (later) maar bevat ze de hele massa van de aarde, stel je voor? En als het de zon was, zou het maar een straal van 3 km hebben. (Hoewel de aarde zo groot zal zijn als een erwtenzaadje als het een zwart gat wordt, wed ik dat je het niet kunt optillen!)
Lees ook: Wat is infraroodstraal?We moeten de vraag stellen: "als iemand in een zwart gat terechtkomt, wat zal het lot van de zaak zijn?" Elke materie die het zwarte gat is binnengedrongen, zou de volgende twee mogelijkheden kunnen zijn, en hij zal;
- Sluit je aan bij het zwarte gat, zodat de massa van het zwarte gat ook groter wordt, of
- Voor een onbekende tijd in de singulariteit zijn (dit wordt al uitgelegd in de kwantumfysica).
Ook al zijn zwarte gaten ongelooflijk krachtig, zwarte gaten bestaan in feite niet voor altijd, ze hebben ook dezelfde cyclus als mensen - ze worden 'geboren' en ze zullen zeker niet bestaan. Hoe sterft een zwart gat ? Onthoud dat zwarte gaten ook roteren en dat sommige stationair of stationair zijn.
Volgens de Russische natuurkundige Yakov Zeldovich (Яков Зелдовичь) en collega's verklaarden dat volgens het onzekerheidsprincipe van de kwantummechanica, roterende objecten deeltjes moeten produceren en uitzenden.
Ook natuurkundige Stephen Hawking voerde aan dat zwarte gaten wat straling moeten hebben uitgezonden - deze straling werd bekend als hawking-straling, wat straling is die wordt veroorzaakt door kwantumeffecten rond de waarnemingshorizon.
Hoe meer het roteert, hoe meer straling er vrijkomt, met als resultaat dat een zwart gat in massa afneemt en krimpt, waardoor het uiteindelijk verdwijnt; dood gaan! Als mensen zullen we echter nooit getuige zijn van de dood van een zwart gat, want met zijn enorme massa duurt het lang voordat een zwart gat krimpt, hoe groter de massa, hoe langer zijn levensduur.
Zwarte gaten hebben veel mysteries - het zijn zwarte gaten! Hij is een wreedheid in de duisternis van het universum. Als mens kun je alleen het uiterlijk kennen en, natuurlijk, zwarte gaten zijn veel angstaanjagender dan wat ik hier heb beschreven. Ja, we weten tenminste al wat en hoe zwarte gaten eigenlijk zijn, waarom dit is en waarom dat is.
Dat is genoeg, hopelijk nuttig en bedankt.
Dit artikel is het werk van inzendingen van de auteur. U kunt ook uw eigen schrijven maken door lid te worden van de Saintif-gemeenschap
