Щось із історії.
Ще в 1783 році Джон Мішель (англійський астроном) першим висловив припущення про можливість існування таких матеріальних тіл, що їх притягання не уникне світла. Лише в 1916 р. Ця ідея з’явилася знову - в результаті загальної теорії відносності (VTR) Ейнштейна. До 1960-х років ЧД залишався лише на теоретичному рівні - коли вони запустили перший рентгенівський супутник і почали досліджувати двійкові зірки (наприклад, Лебідь Х-1), існування чорних дір було підтверджено. Після 1967 року Джон Вілер вперше ввів термін "чорна діра". Його також використовували у «Зоряних шляхах».
Чорні діри можуть утворитися двома способами - якщо зірка, яка приблизно в 3 рази перевищує масу Сонця, руйнується під власним гравітаційним колапсом, або майбутня чорна діра може мати меншу масу, але на її масу впливатиме джерело, відмінне від власна гравітація під достатнім тиском.
Чорна діра утворюється, коли залишок зірки Наднової з масою, що в 3 рази перевищує масу Сонця, руйнується власним гравітаційним колапсом. У майбутньому ЧД маса збільшується - сила тяжіння збільшується (кривизна простору-часу зростає). якщо
швидкість виходу на деякій відстані від центру досягає швидкості світла, створюється HU, в межах якого маса повинна обов'язково падати до однієї точки, створюючи тим самим особливість.
Чорні діри можна розділити на 3 основних типи - зоряні, надматеріальні та субатомні (поки що лише на чисто теоретичному рівні).
Зоряні форми утворюються із руйнуються залишків вибуху зірки (Супернове). Якщо напр. якщо наше Сонце обвалиться на ЧД, нам доведеться розвалити його до діаметра 3 км (1/232 000). Зоряна ЧД має найменшу масу 1,44 (межа Чандрасехара) маси Сонця і найбільшу відому масу 14 Сонців.
Надмасивні компакт-диски можуть мати маси, еквівалентні мільйонам до мільярдів Сонців, вони існують у центрах більших галактик, включаючи нашу. Однак, на відміну від Stellar, вони, швидше за все, мають меншу щільність, ніж вода. Це пояснюється тим, що радіус ЧД лінійно збільшується із збільшенням ваги. Отже, щільність з квадратною вагою також зменшується. Крім того, лінійна залежність знаходиться між розміром ЧД і швидкістю, з якою в нього потрапляють всі речі.
Поки що вони перебувають лише на суто теоретичному рівні. Вони мають мінімальну вагу лише 2 × 10-8 кг. Вони настільки малі, що коли виникають, вони відразу зникають (випаровуються разом з радіацією Хокінга). Mikro ČD нібито був створений у RHIC (Релятивістський важкоіонний коллайдер) у Нью-Йорку.
Загальна теорія відносності передбачає, що в середині ЧД, за горизонтом подій, існує особливість - точка нескінченної щільності, тиску та температури. Теоретично ČD міг поглинати речовину необмежено довго. Всі частинки позаду HU рухаються до сингулярності. В особливості загальні закони фізики перестають діяти, як і час, який ми знаємо.
Горизонт подій (HU):
сфера, з якої немає повернення. На рівні горизонту подій швидкість втечі дорівнює швидкості світла. Якщо що-небудь вийде за цей обрій, воно ніколи не втече з нього - навіть світло.
Це структура, складена з матеріалу, що впадає в особливість. Цей матеріал знаходиться під впливом відцентрової сили тяжіння
форми на диск. Якщо тіло захоплене гравітаційним полем ЧД, воно не вказує прямо на нього, а вздовж акреційного диска.
Загальна теорія відносності (RTD):
Насправді RTD буквально передбачає, що ЧД утворюються природним шляхом внаслідок гравітаційного колапсу. У міру накопичення маси в чорній дірі кривизна простору-часу збільшується. В особливості простір-час нескінченно вигнутий, сила тяжіння також нескінченно велика і також поглинає випромінювання (і видиме світло).
Розширення часу та маси:
Розширення (розтягнення) речовини і час залежить від відстані від HU. Чим ближче ми до HU, тим помітніші ці ефекти.
Однак постраждалий об'єкт не спостерігає розширення часу - час для нього біжить так само швидко, навіть якщо зовнішньому спостерігачеві здається, що постраждала людина зупинила час. Розширення матерії, в свою чергу, виявляється в тому, що спостережуваний об'єкт повинен розширюватися внаслідок дії по-різному великих гравітаційних сил на один об'єкт.
Астронавт потрапляє в ЧД:
Оскільки від HU не виходить світло, ЧД взагалі не можна спостерігати. Ми знаємо про їх присутність завдяки тому, що коли речовина набуває швидкості світла на HU, вона емулює напр. гамма-промені, або
Рентгенівські промені (речовина натирається про себе з такими силами, що може перетворити до 50% речовини в рентгенівські промені). ЧД можна виявити лише через вплив на об'єкти, що знаходяться поблизу. Наприклад діючи як гравітаційна лінза, на рух інших тіл впливає її гравітаційне поле, або якщо ČD є частиною двійкової зірки, матеріал з другої зірки притягується величезним притяганням ЧД.
Коли в 1915 р. Ейнштейн стверджував згідно з VTR, що гравітація поширюється і на світло (лише в 1919 р. Астрономічні спостереження це довели), він змінив своє бачення світу Ньютона до тих пір. ČD поводиться як гравітаційні лінзи - їх сила тяжіння вигинає світло, тому, коли ми дивимось у телескоп кудись, де є чорна діра, ми бачимо лише
видиме положення, оскільки промені спрямовані ЧД під іншим кутом. Криві світла поблизу матеріальних тіл через скручування простору-часу під впливом речовини.
Першим проектом, зосередженим головним чином на дослідженні ЧД, є телескоп XMM-Newton, який ESA запустив 10 грудня 1999 р. Це найбільший супутник, вироблений в Європі. Застосовується для дослідження рентгенівських променів та супутніх гамма-променів. Ці промені створюються перед входом в HU - маса набуває швидкості світла, виникає величезне тертя, і маса може бути перетворена цим тертям від до 50% до рентгенівських променів.
Проект LISA (космічна антена лазерного інтерферометра): - це програма для вивчення ЧД. NASA планує запустити проект LISA в 2015 році. В принципі, воно запустить 3 об'єкти, які знаходяться на відстані 5 мільйонів км у трикутнику, і будуть з'єднані лазером, створюючи гігантську віртуальну антену. Їх завданням буде пошук гравітаційних хвиль, які ще не спостерігались. Але вчені майже на 100% впевнені, що вони існують. Але вони надзвичайно слабкі, тому LISA матиме дуже чутливі датчики та новітні технології.
Це одне з перших відкритих рентгенівських джерел і одне з найсильніших джерел рентгенівських променів. Це також перша ідентифікована ЧД типу зірки. Він коливається 1000 разів на секунду і знаходиться в 8200 світлових роках від Сонця. Cygnus X-1 близький до синього супернатанту (HDE 226868), який важить близько 20-30 Сонця. Він повільно висмоктує з нього свою масу.
Він є одним з провідних світових фізиків-теоретиків. Він є професором математики в Кембриджському університеті. У нього міотрофічний бічний склероз, через який він перебуває в інвалідному візку і не може рухатися. У 1971 році він надав математичну підтримку теорії Великого вибуху, яка пояснює походження Всесвіту, його поле в основному є чорними дірами.
За словами Хокінга, ЧД може випромінювати теплове випромінювання. Випромінювання походить відразу за HU і не містить жодної інформації про внутрішню частину ЧД, оскільки воно є тепловим. Однак це означає, що ЧД не є повністю чорним: наслідком є те, що маса ЧД з часом повільно випаровується. Отже, ЧД також може зникнути один раз.
Він був створений поєднанням НТР та квантової механіки. Якщо ЧД може зникнути, то що буде з речовиною, яку ЧД поглинула за час свого існування? Зрештою, один з найосновніших принципів фізики полягає в тому, що інформація ніколи не втрачається. Його можна перетасувати, але ніколи не втратити. Одним з основних законів квантової фізики є те, що все, що ми робимо з об’єктом, ми завжди можемо отримати від нього інформацію. Це означає, що теоретично, коли ми отримаємо всю інформацію про об’єкт, ми можемо його реконструювати. І саме цей основний принцип Гокінг заперечував у своєму універсальному рівнянні ČD ().
Вирішення інформаційного парадоксу:
Коли фізики нарешті отримали в руках докази того, що інформація не буде втрачена в ЧД, Хокінг висунув іншу теорію, основою якої є те, що наш Всесвіт, в якому ми живемо, може бути лише одним з нескінченної кількості всесвітів (кожен із інша історія). У деяких ЧД вони існують, а в деяких - ні. Для того, щоб зрозуміти реальний ефект ЧД, ми повинні поєднати всі паралельні всесвіти разом. Інформація втрачається в історії ЧД, але інформація зберігається в історії без ЧД. Всесвіти, в яких існує ЧД, були б збалансовані з тими, де вони не існують. Отже, інформація не буде втрачена, оскільки не буде ЧД, щоб їх зловити. Інформація буде збережена.
Кажуть, що все у Всесвіті було створено протилежними (наприклад, матерія та антиматерія, електрон та позитрон,.). Біла діра протилежна ЧД - це тіло, яке
виганяє матерію. Матерія, яка втягується в ЧД, повинна бути викинута в інше місце космосу. Чорно-білі діри - це ярлики в просторі, створені кривизною простору між двома точками з високою гравітацією. Існування жодної білої діри ще не підтверджено.
Що було б, якби наше Сонце перетворилося на чорну діру? Чи змінилася б орбіта планет? Чи потраплять вони в чорну діру? Точно ні
(ілюстративне відео). Навіть якби ми впали Сонце в чорну діру (ми стискали б Сонце, поки воно не впало в сингулярність), це не мало б ефекту. Ми б не міняли вагу, лише обсяг. Але оскільки гравітація зумовлена масою, нічого не трапиться, і планети обертатимуться на тих самих орбітах.
Чорна діра проти Червоточина:
Багато людей помиляються щодо цих 2 концепцій. Але вони далеко не однакові. Червоточина - це гіпотетичний фізичний об’єкт, який вона створює
словом, через простір-час. Вперше це явище було описано в 1935 р. Альбертом Ейнштейном і Натаном Розен як т. Зв Міст Ейнштейна-Розена, який, однак, є лише одним із можливих гіпотетичних видів червоточин.