Den største sorte hul myte

Den største sorte hul myte
Den største sorte hul myte
Anonim

Sorte huller er områder i det ydre rum, hvor der er så meget masse i et lille volumen, at der er en begivenhedshorisont - et rumområde, hvorfra intet, ikke engang lys, kan slippe ud. Men det betyder ikke, at sorte huller suger til sig. De tiltrækker hende bare.

Sorte huller er måske de mærkeligste og mest fantastiske objekter i universet. Der er en enorm masse koncentreret i et meget lille volumen, og sorte huller uundgåeligt falder sammen til en tilstand af singularitet, omgivet af begivenhedshorisonter, som intet kan gå ud over. Disse er de tætteste objekter i universet. Når noget kommer for tæt på dem, river kræfterne i det sorte hul det fra hinanden. Når stof, antimateriale eller stråling krydser hændelseshorisonten, falder de simpelthen ind i midten af det sorte hul, forstørrer det og øger dets masse.

Disse egenskaber ved sorte huller findes, og de er alle sande. Men der er en idé forbundet med dette, som er en absolut fiktion: at sorte huller suger i sagen placeret omkring dem. Dette er meget langt fra sandheden, og det er en fuldstændig forvrængning af tyngdekraftens billede. Den største myte om sorte huller er, at de suger til sig stof. Og her er den videnskabelige sandhed.

I princippet og praktisk kan et sort hul dannes på mange forskellige måder. En stor massiv stjerne kan blive supernova, hvis centrale kerne kollapser og danner et sort hul. Du kan se, hvordan to neutronstjerner smelter sammen, og hvis de passerer en bestemt massetærskel, så er resultatet et nyt sort hul. Enten falder en kæmpe klynge af stof (en supermassiv stjerne eller en kæmpe sky af kontraherende gas) sammen og bliver direkte til et sort hul.

Hvis der er nok masse i et tilstrækkeligt koncentreret rumfang, dannes der en begivenhedshorisont omkring det. Uden for begivenhedshorisonten kan vi bevæge os væk fra den, hvis vi bevæger os væk fra det sorte hul med lysets hastighed. Men hvis vi er inde i begivenhedshorisonten, så selv med lysets hastighed, som er grænsen for den kosmiske hastighed, vil enhver bevægelsesbane stadig føre os til midten af det sorte hul, det vil sige til singulariteten. Det er simpelthen umuligt at flygte fra et sort hul, mens man er inde i begivenhedshorisonten.

Men genstande uden for det sorte hul har også mange problemer. Sorte huller er så massive, at hvis vi kommer tættere på en af dem, begynder vi at opleve betydelige tidevandskræfter. Du kender muligvis disse tidevandskræfter, hvis du ved, hvad månen er, og hvordan den interagerer med jorden.

Uden tvivl kan Månen og Jorden betragtes som materielle punkter placeret i en relativt stor afstand på 380 tusinde kilometer fra hinanden. Men faktisk er Jorden ikke et punkt, men et objekt, der indtager et bestemt og ganske reelt volumen. Nogle områder af Jorden er tættere på Månen end andre. Dem, der er tættere, oplever tyngdekraften mere end gennemsnittet. De længere væk oplever mindre end gennemsnits tyngdekraften.

Men der er andre funktioner udover forskellen i afstand. Som alle fysiske objekter er Jorden tredimensionel. Det betyder, at "toppen" og "bunden" af Jorden (set fra Månen) trækkes indad mod dets centrum i forhold til de dele, der er i midten.

Med alt dette, hvis vi trækker den gennemsnitlige kraft, der findes på et hvilket som helst tidspunkt på Jorden, vil vi se, at forskellige punkter på overfladen udsættes for ydre kræfter fra Månen på forskellige måder. Linjerne i disse kræfter udgør de relative kræfter, der virker på objektet, og forklarer, hvorfor objektet under påvirkning af tidevandskraften trækkes mod det og komprimeres vinkelret på retning af denne kraft.

Jo mere vi kommer tættere på et massivt objekt, jo flere tidevandskræfter bliver. De vokser endnu hurtigere end tyngdekraften! Fordi sorte huller er massive, men meget kompakte, skaber de de mest kraftfulde tidevandskræfter i universet. Af denne grund, når vi nærmer os det sorte hul, strækker vi os mere og mere og bliver som tynd spaghetti.

Baseret på dette er det meget let at forstå, hvorfor et sort hul kan suge os ind. Jo mere vi nærmer os det, jo kraftigere bliver tyngdekraften, og jo mere begynder tidevandskraften at strække og rive os.

Men tanken om, at vi kan suges ind i et sort hul, er forkert. Enhver partikel, der udgør et objekt, der er under påvirkning af et sort hul, følger stadig de velkendte fysiske love, herunder regel om krumning af rumtid fra generel relativitet.

Ja, på grund af massens tilstedeværelse er rumets struktur buet, og det sorte hul er den største akkumulering af masse i universet. Men det er også rigtigt, at densiteten af denne masse på ingen måde påvirker krumningen af rummet. Hvis en hvid dværg, neutronstjerne eller sort hul med samme masse er placeret på Solens sted, ændres tyngdekraftens kraft på Jorden ikke. Rummet omkring os er buet af den samlede masse som helhed, og tæthed har praktisk talt intet at gøre med det.

På afstand ligner et sort hul enhver anden masse i universet. Men hvis vi nærmer os det i en minimumsafstand på flere radier af Schwarzschild -sfæren, begynder vi at bemærke afvigelser fra den newtonske tyngdekraft. Det sorte hul fungerer dog stadig ganske enkelt som et tyngdepunkt, og objekter, der nærmer sig det, kredser i en normal bane: en cirkel, ellipse, parabel eller hyperbola med en meget god tilnærmelse.

Tidevandskræfter kan få genstande, der nærmer sig, til at strække sig og bryde fra hinanden. Og efterhånden som stof akkumuleres omkring det sorte hul i form af en tilvækningsskive, kan der opstå yderligere konsekvenser som magnetfelter, friktion og opvarmning. På grund af denne yderligere påvirkning vil noget af sagen bremse og blive slugt af det sorte hul, men det meste vil stadig forblive udenfor.

Faktum er, at sorte huller ikke suger til sig noget. Alle andre almindelige objekter (måner, planeter, stjerner) har de samme kræfter, som et sort hul besidder. Anyway, det er bare tyngdekraften. Den største forskel er, at sorte huller er tættere end de fleste objekter, fylder meget mindre i det ydre rum og kan være meget mere massive end noget andet objekt. Saturn flyver stille og roligt i sin bane omkring Solen, men hvis vi i stedet for Solen i midten af Mælkevejen sætter et sort hul, hvis masse er fire millioner gange massen af vores stjerne, så vil tidevandskræfterne bryde Saturn, gør det til en kæmpe ring, og det vil blive en integreret del af akkretionsdisken dette meget sorte hul. Og hvis der er tilstrækkelig friktion, opvarmning og acceleration i nærvær af gravitations-, elektriske og magnetiske felter, der genereres af stof, så vil det over tid falde indad og blive slugt.

Det ser kun ud til, at sorte huller absorberer stof, fordi de er meget massive, og tidevandskræfter og stof, der akkumuleres omkring det sorte hul sammen, kan rive ydre genstande i stykker, hvorefter en del af et sådant objekt under påvirkning af trækkraften, vil være inde i akkretionsdisken og over tid og inde i selve det sorte hul. Men et sort hul er meget kræsen, og langt størstedelen af sagen, der passerer tæt på det, spytes tilbage i en eller anden form. Og kun en lille del kommer ind i begivenhedshorisonten og tvinger det sorte hul til gradvist at vokse.

Hvis vi erstatter al massen i Universet med et sort hul med den tilsvarende masse og derefter fjerner alt, der skaber friktion, f.eks. Tilvækningsskiver, så vil det sorte hul suge meget lidt ind. Partiklerne vil kun undergå friktion på grund af stråling fra gravitationsbølger, der passerer gennem den buede rumtid, der genereres af det sorte hul. Ifølge Einsteins teori vil kun det stof, der er inden i og i midten af en stabil cyklisk bane, blive absorberet indeni. Dette er ubetydeligt i forhold til, hvad der falder inden for begivenhedshorisonten i vores fysiske virkelighed.

Som et resultat heraf har vi kun tyngdekraften og den buede rumtid, der stammer fra tilstedeværelsen af disse masser. Tanken om, at sorte huller suger noget ind, er den største myte. De stiger på grund af tyngdekraften og intet andet. Men dette er mere end nok i universet.

Anbefalede: