หลุมดำ - คืออะไร, สาระสำคัญ, ดาวแคระขาว, หลุมสีขาว, ในอวกาศ, ภาพถ่าย, มหาศาล

Anonim

วันนี้วิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ได้ประสบความสำเร็จอย่างไม่เคยมีมาก่อน แต่มนุษยชาติยังห่างไกลจากการแก้ปริศนาทั้งหมดที่จักรวาลอยู่ในตัวเอง ในบรรดาวัตถุอวกาศทุกประเภทไม่รวมดาวเคราะห์ที่ดีที่สุดมีและดูเหมือนว่าฟิสิกส์ที่เป็นนิสัยที่มีอยู่จริง ในฐานะที่เป็นความผิดปกติของความโน้มถ่วงอวกาศและเวลากำลังถูกบิดภายใน เพิ่มเติมเกี่ยวกับหลุมดำอะไรและทำไมมันถึงเรียกว่าในวัสดุ 24 ซม.

ทำไมหลุม "ดำ" ถึง?

8 ข้อเท็จจริงที่แปลกประหลาดเกี่ยวกับสัตว์ที่ผู้คนเชื่อมาก่อน

8 ข้อเท็จจริงที่แปลกประหลาดเกี่ยวกับสัตว์ที่ผู้คนเชื่อมาก่อน

ภายใต้หลุมดำในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่วัตถุอวกาศเป็นที่เข้าใจกันโดยมวลขนาดใหญ่ซึ่งเริ่มดูดสภาพแวดล้อมรวมถึงอนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง นั่นคือแสงตัวเองไม่สามารถเอาชนะแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงที่ทรงพลัง

ดังนั้นชื่อที่ปลอดภัยในแวดวงวิทยาศาสตร์ หลุมเป็นสถานที่ที่วัตถุหายไปที่นั่น และสีพูดว่า: เรียกว่าพื้นที่ไม่สามารถปล่อยรังสีใด ๆ ได้ ดังนั้น "หลุมดำ" ในความเป็นจริงคำพ้องความหมายสำหรับ "การล่องหน" เนื่องจากดวงตาของมนุษย์จะไม่สามารถมองเห็นจุดมืดต่อพื้นหลังของความเศร้าโศกของอวกาศ

ความผิดปกติภายใต้การพิจารณามีพรมแดนข้ามซึ่งวัตถุใด ๆ ไม่สามารถเริ่มเคลื่อนย้ายกลับได้อีกต่อไปและถึงวาระที่จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายจักรวาล บริเวณนี้รอบหลุมดำเรียกว่า "Horizon of Events"

การเปิด

วิทยาศาสตร์สะท้อนให้เห็นถึงสาระสำคัญของปรากฏการณ์เริ่มใช้ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 อย่างไรก็ตามหลุมดำได้เรียนรู้มานานก่อนหน้านั้น กลับไปในศตวรรษที่ XVIII นักบวชและนักธรรมชาติวิทยาของ John Michell ได้เปล่งเสียงสมมติฐานเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของดวงดาวที่มีความโน้มถ่วงของแรงเช่นนี้แม้ความเร็วของแสงจะไม่เพียงพอที่จะปล่อยให้ขีด จำกัด

ภาพถ่ายของหลุมดำในใจกลางของ Galaxy M87 ที่ได้รับโดยใช้กล้องโทรทรรศน์โครงการ EHT (https://eventhorizonelescope.org/press-release- prilril-10-2019-Aptronomers-Capture-first-mage-black-hole)

ในการศึกษาทฤษฎีในอนาคตนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์จำนวนมากได้ทำการสนับสนุนที่ทรงคุณค่ารวมถึงอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ อย่างไรก็ตามเพื่อให้หลุมดำกลายเป็นความจริงทางวิทยาศาสตร์พวกเขาจำเป็นต้องค้นหา คำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับวิธีการตรวจจับวัตถุที่ดูดซับรังสีใด ๆ ที่ไม่สามารถมองเห็นได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์

ในสถานการณ์เช่นนี้นักวิทยาศาสตร์ช่วยให้ประสบการณ์ที่ได้รับในระหว่างการตรวจหาการตรวจจับความไม่สอดคล้องกันอื่น ๆ เช่น Dark Dust Nebulae พวกเขาเช่นเดียวกับจุดด่างดำมองเห็นพื้นหลังของวัตถุเรืองแสงเช่นดาวและก๊าซเนบิวลา

วิธีนี้ถูกนำไปใช้กับและค้นหาหลุมดำบนอนุภาคของสสารเน้นพลังงานจำนวนมากเมื่อข้ามขอบฟ้าของเหตุการณ์ นั่นคือกระบวนการนี้ประกอบด้วยการสังเกตการณ์การเคลื่อนที่ไปทั่วภูมิภาคด้วยแรงโน้มถ่วงที่โดดเด่นของอนุภาคในช่วงเวลาของการดูดซึมของสสาร ดังนั้นหลุมดำจึงดูเหมือนคราบด้วยดิสก์ที่สว่าง

การดำรงอยู่ของความผิดปกติของความโน้มถ่วงยังคงสถานะของแบบจำลองทางทฤษฎีจนถึงปี 2558 เมื่อมีการสนับสนุนสมมติฐานโดยข้อมูลใหม่รวมถึงภาพถ่ายของหลุมดำที่ทำในปี 2019 ภาพของวัตถุได้รับการแก้ไขในภาพ หลังได้รับแจ้งให้ชุมชนวิทยาศาสตร์ทั่วโลกประกาศจุดเริ่มต้นของเวทีใหม่ในการศึกษาพื้นที่

วิธีที่หลุมดำเกิดขึ้น

คำถามมากมายสร้างกลไกของการก่อตัวของหลุมดำ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์มีสี่รุ่นที่อธิบายถึงลักษณะที่ปรากฏของ "การกำจัดของโลกที่น่าเกรงขามในจักรวาล

ในแสงดูดซับพื้นที่สามารถเปลี่ยนดาวใด ๆ ที่มีมวลเพียงพอ เมื่อปฏิกิริยา thermonuclear หยุดเกิดขึ้นในนั้นมัน "บวม" ในขณะที่สร้างวัตถุอวกาศชนิดใหม่

  • ดาวนิวตรอนที่มีความหนาแน่นอย่างไม่น่าเชื่อของสารที่มีมวลเทียบเท่ากับแสงอาทิตย์มีขนาดเจียมเนื้อเจียมตัวมาก (เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20-30 กม.);
  • ส่องสว่างบนสารตกค้างของพลังงานความร้อนและค่อยๆระบายความร้อนด้วยดาวแคระขาว (ถ้ามวลของดวงดาวไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยนเป็นนิวตรอน);
  • หากดาวมีอย่างน้อย 3 เท่าของน้ำหนักของดวงอาทิตย์ก็มีการบีบอัดมากจนกลายเป็นหลุมดำ

หากสถานการณ์แรกขึ้นอยู่กับการล่มสลายของดาวแรงโน้มถ่วงจากนั้นวินาที - อธิบายกระบวนการที่คล้ายกันเท่านั้นที่เกิดขึ้นกับวัตถุขนาดใหญ่มากขึ้นเช่นกับส่วนหนึ่งของกาแลคซี เช่นเดียวกับดาวหลังลดขนาดภายใต้การกระทำของภาระของตัวเองและมุ่งเน้นมวลทั้งหมดของสารในจำนวนเล็กน้อย วันนี้นักวิทยาศาสตร์รู้เกี่ยวกับการปรากฏตัวของหลุมดำในศูนย์กลางของชุดกาแลคซีทั่วจักรวาล

ตามสถานการณ์ที่สามหน่วยฟิสิกส์ดาราศาสตร์มวลมหาศาลจะได้รับสถานที่ในหน้าแรกของประวัติศาสตร์ของจักรวาลเมื่อมันเพิ่งเริ่มขยาย การระเบิดครั้งใหญ่ได้สร้างเงื่อนไขที่พื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงของหลุมดำหลักเป็นไปได้ จากนั้นการขยายตัวของจักรวาล "ร้องไห้" พวกเขาในอวกาศ

รุ่นล่าสุดนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าหลุมดำเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาไฟฟ้านิวเคลียร์พลังงานสูงที่สามารถทำซ้ำได้ในห้องปฏิบัติการ ความจริงที่น่าสนใจ: Colliders Hadron ซึ่งมีการเปิดตัวกระบวนการดังกล่าวทำให้เกิดความน่าตกใจสำหรับจำนวนมากเนื่องจากเชื่อว่าการวิจัยดังกล่าวจะนำไปสู่การก่อตัวของหลุมดำที่ถูกต้องบนโลกของเรา

ในทางทฤษฎีหลุมดำที่เกิดขึ้นจากวัตถุของมวลที่แตกต่างกันอาจแตกต่างจากขนาดซึ่งกันและกันมาก ตัวอย่างเช่นผู้ที่ปรากฏขึ้นทันทีหลังจากการระเบิดขนาดใหญ่ดูเหมือนจะเล็กกว่าพื้นหลังของไจแอนต์ที่มีน้ำหนักมากกว่าดวงอาทิตย์เป็นพันล้านครั้ง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงแบ่งสิ่งอำนวยความสะดวกที่ให้ความบันเทิงเหล่านี้ไปสู่ชั้นเรียน: หลุมดำของมวลดาวมหาศาลและควอนตัม

ในหลุมดำของมวลดาวสามารถเปลี่ยนดาวฤกษ์ที่เริ่มระบายความร้อนและหดตัวภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงของตัวเอง อย่างไรก็ตามทุกอย่างขึ้นอยู่กับมวลและพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่อาจทำให้เกิดการบีบอัดที่บางขั้นตอนจากนั้นผลลัพธ์จะเป็นเพียงดาวนิวตรอน Superlit ตัวอย่างเช่นเพื่อให้ดวงอาทิตย์กลายเป็นหลุมดำจำเป็นต้อง "รับน้ำหนัก" เนื่องจากมวลของมันไม่เพียงพอสำหรับการล่มสลายของแรงโน้มถ่วง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชะตากรรมของความเงางามของเราคือการเปลี่ยนแปลงเป็นดาวแคระขาว

นิวเคลียสของกาแลคซีแถวหนึ่งมีหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งไม่สามารถเปรียบเทียบกับสิ่งที่คุ้นเคยกับมนุษยชาติได้ แม้แต่ดวงอาทิตย์ก็เล็กเกินไปอย่างน้อยก็อธิบายยักษ์ใหญ่เหล่านี้อย่างน้อย เช่นหลุมดำ - ในใจกลางของทางช้างเผือก

หลุมดำมวลมหาศาลในใจกลางของ Galaxy Messier 87 ลบกล้องโทรทรรศน์ VLT นั้นโดดเด่นด้วยเจ็ทที่ทรงพลัง - เจ็ทของสารที่โยนเข้าไปในอวกาศด้านนอก (https://www.eso.org/public/russia/ รูปภาพ / ESO1907B /)

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วการจัดหมวดหมู่ให้การปรากฏตัวของหลุมดำควอนตัมที่มีขนาดกล้องจุลทรรศน์และสามารถถูกกล่าวหาว่าเป็นปฏิกิริยาของนิวเคลียร์ที่ทำซ้ำด้วยอุปกรณ์เทคนิคครบกำหนดในสภาพห้องปฏิบัติการ

แต่ในขณะที่หลุมควอนตัมเป็นเพียงวัตถุจำลองแบบจำลองทางทฤษฎีซึ่งอาจพบได้ในอนาคต

นอกเหนือจากขนาดนักวิทยาศาสตร์มีส่วนร่วมในการศึกษาและคุณสมบัติอื่น ๆ ของหลุมดำเช่นการรวมตัวกัน ในทฤษฎีการชนกันของการศึกษาพื้นที่ดังกล่าวซึ่งกันและกันเป็นไปได้ และถ้าพวกเขาเกิดขึ้นจากนั้นนำไปสู่การเร่งความเร็วร่วมกันอย่างค่อยเป็นค่อยไปและการก่อตัวของพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีลักษณะผิดปกติ

เกิดอะไรขึ้นถ้าคุณเข้าไปในหลุมดำ

ในบรรดาจินตนาการของงานที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของหลุมดำที่น่าสนใจที่สุดคือคำถามของสิ่งที่จะเกิดขึ้นถ้าคนตกอยู่ในโซนสุดขั้วนี้ และสิ่งที่จะเห็นที่นั่น เป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบในการฝึกฝนสิ่งนี้ดังนั้นจึงยังคงเป็นเนื้อหาที่มีสถานการณ์สมมุติฐาน

หลุมดำเป็นพื้นที่ที่กฎหมายฟิสิกส์ปกติหยุดทำงานและความเป็นจริงนั้นแบ่งออกเป็นสองคน ภายในหลุมดำพื้นที่และเวลาเริ่มโค้งจนกระทั่งการหายไปอย่างสมบูรณ์ของหมวดหมู่เหล่านี้ ดังนั้นที่นี่มีความขัดแย้งจำนวนมากที่เกิดขึ้นเกินความเข้าใจ

ขึ้นอยู่กับความคิดของนักฟิสิกส์นักบินอวกาศซึ่งจะเข้าใกล้เส้นขอบฟ้าของเหตุการณ์ในเวลาเดียวกันจะตายและผ่านมัน สิ่งต่อไป - ลองจินตนาการถึงเรื่องยาก ในทางทฤษฎีถ้าคุณเข้าไปในหลุมดำมันจะเป็นไปได้ที่จะเห็นอนาคตเพราะมีพื้นที่และเวลาที่มีสถานที่

มีสมมติฐานที่จะมีพอร์ทัลดำเนินการวัตถุเพื่อจุดจบของจักรวาลอื่น สถานที่ที่กฎการทำงานของร่างกายของโลกถูกยกเลิกเรียกว่าเอกพจน์ ในที่สุดมันก็ผสานทุกสิ่งที่ตกลงไปในหลุมได้รับวิทยาศาสตร์ที่ไม่รู้จักของรูปแบบการดำรงอยู่

ดาวเคราะห์ใกล้หลุมดำ

วันนี้หลุมดำมักถูกแก้ไขโดยชื่อเช่น "วัตถุที่น่ากลัวในจักรวาล" มีชื่อที่คล้ายกันไม่ตั้งแต่เริ่มต้นหากคุณพิจารณาสิ่งต่อไปนี้: นักวิทยาศาสตร์มีแนวโน้มที่จะมีความจริงที่ว่าบนดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับ "เรือพิฆาตของโลก" มันเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับชีวิต หลังเป็นเพราะความจริงที่ว่าแม้แต่คนที่เล็กที่สุดของ "Devourets of Matter" ที่เล็กที่สุดสร้างแรงขึ้นน้ำลงภัยคุกคามความสมบูรณ์ของร่างกายท้องฟ้าใด ๆ ซึ่งกำลังใกล้กับขอบฟ้าของเหตุการณ์

ในต้นกำเนิดและการพัฒนาชีวิตบนโลกนี้ส่งผลโดยตรงต่อสแตติกของระบบของระบบซึ่งมันหมายถึง และเมื่อหลุมดำปรากฏขึ้นถัดจากดาวเคราะห์การดูดซึมของเรื่องโดยรอบจะเริ่มต้นเปล่งพลังงานพลังงานเช่นนี้ซึ่งจะทำลายรูปแบบชีวภาพใด ๆ เงื่อนไขดังกล่าวสุดขั้วเกินไปสำหรับวิวัฒนาการของเรื่องมีชีวิต

ที่บังเหียน

ในช่วงต้นของช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่สองของ XX นักวิทยาศาสตร์เริ่มพูดถึงการมีอยู่ของ Quasars ในความเป็นจริงเหล่านี้เป็นนิวเคลียสที่ใช้งานของกาแลคซีรุ่นเยาว์ซึ่งหลุมดำตั้งอยู่ ด้วยการกำจัดขนาดใหญ่วัตถุดังกล่าวจะโดดเด่นด้วยรังสีที่ทรงพลังที่สุด

ภาพของไตรมาสแรกที่พบ Quasar 3C 273 ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวของพรหมจารีทำโดยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล (ESA / Hubble & Nasa, https://www.nasa.gov/content/goddard/nasas-hubble- Gets-the-Best-Image -F-Bright-Quasar-3C-273 / # YMNPPVKZBIV)

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามีขนาดที่น่าประทับใจของหลุมดำในพื้นเมืองของกาแลคซีที่การดูดซึมของสารสร้างดิสก์ Accretion ที่สามารถมองเห็นได้ในระยะทางที่เหลือเชื่อ

วันนี้ Quasars ตั้งอยู่โดยหลุมดำมวลมหาศาล เป็นที่น่าสังเกตว่าวัตถุที่ให้ความบันเทิงเหล่านี้ไม่เกินระบบสุริยะ

สตีเฟ่นฮอว์คิงเกี่ยวกับปรากฏการณ์

นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงสตีเฟ่น Hawking ยังแสดงโครงสร้างของหลุมดำ ตามสมมติฐานของฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงผ่านวัตถุเหล่านี้วิ่งไปในจักรวาลทางเลือก ดังนั้นพวกเขาไม่ควรกลัวเพราะหลุมไม่ทำลายสารดูดซับ แต่ก็ทนต่อพื้นที่รอบนอกแบบขนานเท่านั้น

ฮอว์คิงอาศัยความจริงที่ว่าข้อมูลไม่สามารถทำลายได้มิฉะนั้นจะไม่มีสิ่งเช่น "อดีต" จะมีอยู่จริง นั่นคือจากหลุมดำมีวิธีการออกมาอย่างไรก็ตามมันเป็นไปไม่ได้ที่จะกลับไปที่จุดเดิมเพราะเหตุการณ์ที่ล้มเหลวด้านหลังขอบฟ้าไม่สามารถเอาชนะได้อีกต่อไป

ใกล้กับโลกที่ใกล้ที่สุด

เนื่องจากเหตุผลของการดำรงอยู่ของวัตถุที่พิจารณาในบทความนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาผู้ที่อยู่ใกล้กับส่วนที่เหลือ และในปี 2562 ความพยายามสวมมงกุฎด้วยความสำเร็จ นักดาราศาสตร์ประกาศเปิดหลุมดำในกลุ่มดาวของความสะดวกสบายแอบยักษ์สีแดงและเรื่องการให้อาหารของดาวฤกษ์ใหญ่นี้ และต่อมาพวกเขารายงานว่าพบว่าคล้ายกับที่ใกล้เคียงกับโลกของเราในกลุ่มดาวยูนิคอร์น

Black Hole Deforms รูปร่างของยักษ์สีแดงใกล้เคียง / ภาพประกอบ: Lauren Fanfer (มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ, https://news.osu.edu/black-hole-is-closest-to-earth-among-the-mallest-evan - ค้นพบ /)

ยูนิคอร์นเป็นวัตถุที่มีชื่อไม่เพียง แต่ใกล้ที่สุด (ตั้งอยู่ในระยะทาง 1500 ปีแสง) แต่ยังเป็นวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุด แต่หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดจากการค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์พบในการสะสมกาแล็คซี่ของ Abell 85 และเรียกว่า Holm 15a การค้นพบนี้เกินกว่า 10,000 ครั้งเกินจำนวนการเสนอราคา "ที่อยู่อาศัย" ในใจกลางกาแลคซีของเรา - ราศีธนู A *

Harvard Astrophysics กำลังมองหารูในระบบสุริยะอยู่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าการมีอยู่ของวัตถุดังกล่าวถัดจากโลกอนุญาตและเป็นไปได้ที่จะตรวจจับดิสก์แสงที่ปรากฏเป็นผลมาจากการดูดซึมของสสาร

ดำและขาว

วัตถุที่มีความสุขเท่าเทียมกันสำหรับการศึกษายังคงยังไม่ตรวจพบหลุมสีขาวที่กล่าวถึงโดย Einstein ในทางทฤษฎีนักวิทยาศาสตร์พิจารณามีหน้าที่อยู่ "หลุมดำในทางตรงกันข้าม"

นั่นคือสาระสำคัญของหลุมสีขาวมีดังนี้: หลังไม่ได้รับการดูดซึม แต่โยนเรื่องออก กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่คือหลุมดำที่ปรับใช้ย้อนเวลากลับไป ตั้งแต่ในสูตรทางกายภาพทิศทางของเวลาไม่ได้มีบทบาทใด ๆ การมีอยู่ของหลุมสีขาวนั้นเป็นไปไม่ได้ อย่างไรก็ตามวันนี้มันยังไม่ได้รับการยืนยันในรูปแบบการปฏิบัติ

อ่านเพิ่มเติม