የርዕሱ ውስብስብ ቢሆንም፣ የፕሪንስተን ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰር እስጢፋኖስ ጉብሰር ዛሬ በጣም አከራካሪ ከሆኑ የፊዚክስ ዘርፎች ውስጥ አጭር፣ ተደራሽ እና አዝናኝ መግቢያ አቅርበዋል። ጥቁር ቀዳዳዎች የሃሳብ ሙከራ ብቻ ሳይሆን እውነተኛ እቃዎች ናቸው! ጥቁር ቀዳዳዎች እንደ ኮከቦች ካሉ አብዛኞቹ አስትሮፊዚካል ነገሮች በሂሳብ በጣም ቀላል ስለሆኑ ከቲዎሬቲክ እይታ አንጻር እጅግ በጣም ምቹ ናቸው። ከሁሉም በኋላ ጥቁር ጉድጓዶች ያን ያህል ጥቁር እንዳልሆኑ ሲታወቅ ነገሮች እንግዳ ይሆናሉ።
በእውነቱ በውስጣቸው ያለው ምንድን ነው? እንዴት ወደ ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ መውደቅን መገመት ይቻላል? ወይም ምናልባት ቀድሞውኑ ወደ እሱ እየገባን ነው እና ስለሱ ገና አናውቅም?
በ Kerr ጂኦሜትሪ ውስጥ፣ በ ergosphere ውስጥ ሙሉ በሙሉ የተዘጉ የጂኦዲሲክ ምህዋሮች አሉ፣ ከሚከተለው ንብረታቸው ጋር፡ አብረው የሚንቀሳቀሱ ቅንጣቶች አሉታዊ እምቅ ሃይሎች አሏቸው፣ እነዚህ ቅንጣቶች አንድ ላይ ከተወሰዱት ቀሪው ብዛት እና የእንቅስቃሴ ሃይሎች በፍፁም ዋጋ ይበልጣል። ይህ ማለት የእነዚህ ንጥረ ነገሮች አጠቃላይ ኃይል አሉታዊ ነው. በፔንሮዝ ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ይህ ሁኔታ ነው. በ ergosphere ውስጥ እያለች ሃይል የምታወጣው መርከቧ በአሉታዊ ሃይል ከእነዚህ ምህዋሮች በአንዱ ላይ እንድትንቀሳቀስ በሚያስችል መንገድ ፕሮጀክቱን ያቃጥላል። በኃይል ጥበቃ ህግ መሰረት መርከቧ የጠፋውን የእረፍት ብዛት ከፕሮጀክቱ ሃይል ጋር ተመጣጣኝ ለማካካስ በቂ የኪነቲክ ሃይል ታገኛለች, እና ከፕሮጀክቱ የተጣራ አሉታዊ ኢነርጂ አወንታዊ እኩልነት ለማግኘት. ፕሮጀክቱ ከተቃጠለ በኋላ ወደ ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ መጥፋት ስላለበት, ከአንዳንድ ቆሻሻዎች መስራት ጥሩ ይሆናል. በአንድ በኩል, ጥቁሩ ጉድጓድ አሁንም ማንኛውንም ነገር ይበላል, በሌላ በኩል ግን, ኢንቨስት ካደረግነው የበለጠ ጉልበት ወደ እኛ ይመለሳል. ስለዚህ, በተጨማሪ, የምንገዛው ኃይል "አረንጓዴ" ይሆናል!
ከኬር ጥቁር ጉድጓድ የሚወጣው ከፍተኛው የኃይል መጠን ጉድጓዱ በምን ያህል ፍጥነት እንደሚሽከረከር ይወሰናል. እጅግ በጣም በከፋ ሁኔታ (በሚችለው ከፍተኛ የማሽከርከር ፍጥነት)፣ የቦታ ጊዜ የማሽከርከር ሃይል ከጥቁር ጉድጓድ አጠቃላይ ሃይል በግምት 29% ይይዛል። ይህ ብዙ ላይመስል ይችላል ነገር ግን ከጠቅላላው የእረፍት ብዛት ክፍልፋይ መሆኑን ያስታውሱ! ለማነፃፀር፣ በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ሃይል የሚንቀሳቀሱ የኑክሌር ማመላለሻዎች ከእረፍት ክብደት ጋር እኩል የሆነ ሃይል ከአንድ አስረኛ በመቶ በታች እንደሚጠቀሙ ያስታውሱ።
በሚሽከረከር ጥቁር ጉድጓድ አድማስ ውስጥ ያለው የጠፈር ጊዜ ጂኦሜትሪ ከሽዋርዝሽልድ የጠፈር ጊዜ በእጅጉ የተለየ ነው። የእኛን ምርመራ እንከተል እና የሚሆነውን እንይ። መጀመሪያ ላይ ሁሉም ነገር ከ Schwarzschild ጉዳይ ጋር ተመሳሳይ ይመስላል. ልክ እንደበፊቱ ሁሉ የጠፈር ጊዜ መውደቅ ይጀምራል, ሁሉንም ነገር ከእሱ ጋር ወደ ጥቁር ጉድጓዱ መሃል ይጎትታል, እና የቲድ ሃይሎች ማደግ ይጀምራሉ. ነገር ግን በኬር ጉዳይ ውስጥ, ራዲየስ ወደ ዜሮ ከመሄዱ በፊት, ውድቀት ፍጥነቱን ይቀንሳል እና መቀልበስ ይጀምራል. በፍጥነት በሚሽከረከር ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ፣ ይህ የሚሆነው የፍተሻውን ትክክለኛነት አደጋ ላይ የሚጥሉ ሃይሎች ጠንካራ ከመሆናቸው በፊት ነው። ይህ ለምን እንደ ሆነ በትክክል ለመረዳት ፣ በኒውቶኒያ ሜካኒክስ ፣ በሚሽከረከርበት ጊዜ ፣ ሴንትሪፉጋል ኃይል ተብሎ የሚጠራው እንደሚነሳ እናስታውስ። ይህ ኃይል ከመሠረታዊ አካላዊ ኃይሎች ውስጥ አንዱ አይደለም: የሚነሳው በመሠረታዊ ኃይሎች ጥምር እርምጃ ምክንያት ነው, ይህም የመዞር ሁኔታን ለማረጋገጥ አስፈላጊ ነው. ውጤቱ ወደ ውጭ የሚመራ ውጤታማ ኃይል ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል-የሴንትሪፉጋል ኃይል። በፍጥነት በሚንቀሳቀስ መኪና ውስጥ በሹል መታጠፍ ላይ ይሰማዎታል። እና በካርሶል ላይ ከነበሩት, በሚሽከረከርበት ፍጥነት, ሀዲዶቹን የበለጠ ጥብቅ ማድረግ እንዳለቦት ያውቃሉ ምክንያቱም ከለቀቁ ወደ ውጭ ይጣላሉ. ይህ የቦታ-ጊዜ ተመሳሳይነት ተስማሚ አይደለም፣ነገር ግን ነጥቡን በትክክል ያስተላልፋል። በኬር ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ ያለው የማዕዘን ፍጥነት የስበት ኃይልን የሚከላከል ውጤታማ ሴንትሪፉጋል ኃይል ይሰጣል። በአድማስ ውስጥ ያለው ውድቀት የጠፈር ጊዜን ወደ ትናንሽ ራዲዮዎች ሲጎትት ፣ የመሃል ኃይሉ ይጨምራል እና በመጨረሻም ውድቀትን በመጀመሪያ መቋቋም እና ከዚያ መቀልበስ ይችላል።
መውደቅ በሚቆምበት ቅጽበት፣ መፈተሻው የጥቁር ጉድጓድ ውስጠኛው አድማስ የሚባል ደረጃ ላይ ይደርሳል። በዚህ ጊዜ የቲዳል ሃይሎች ትንሽ ናቸው, እና ምርመራው, የክስተቱን አድማስ ካቋረጠ በኋላ, ለመድረስ የተወሰነ ጊዜ ብቻ ይወስዳል. ነገር ግን የሕዋ ሰአት መደርመስ አቁሟል ማለት ችግራችን አብቅቷል ማለት አይደለም እና ሽክርክርው በሆነ መንገድ በሽዋርዝሺልድ ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ ያለውን ነጠላነት አስቀርቷል ማለት አይደለም። ይህ አሁንም በጣም ሩቅ ነው! በ1960ዎቹ አጋማሽ ላይ ሮጀር ፔንሮዝ እና እስጢፋኖስ ሃውኪንግ የነጠላ ጽንሰ-ሀሳቦችን ስርዓት አረጋግጠዋል ፣ ከዚያ በኋላ የስበት ውድቀት ካለ ፣ አጭር እንኳን ቢሆን ፣ በውጤቱም አንድ ዓይነት ነጠላነት መፈጠር አለበት። በ Schwarzschild ጉዳይ፣ ይህ በአድማስ ውስጥ ያለውን ቦታ ሁሉ የሚገዛ ሁሉን አቀፍ እና ሁሉን የሚሰብር ነጠላነት ነው። በኬር መፍትሄ፣ ነጠላነት ባህሪው በተለየ መንገድ ነው እና፣ እኔ መናገር አለብኝ፣ በጣም ባልተጠበቀ ሁኔታ። መርማሪው ወደ ውስጠኛው አድማስ ሲደርስ፣ የ Kerr ነጠላነት መገኘቱን ያሳያል—ነገር ግን የመርማሪው ዓለም መስመር ምክንያት ያለፈበት ጊዜ ሆኖ ይታያል። ነጠላነት ሁል ጊዜ እዚያ እንደነበረ ነበር ፣ ግን አሁን ብቻ መርማሪው ተጽዕኖው በእሱ ላይ እንደደረሰ ተሰማው። ይህ ድንቅ ይመስላል ትላላችሁ፣ እና እውነት ነው። እና በቦታ-ጊዜ ምስል ውስጥ በርካታ አለመጣጣሞች አሉ ፣ ከዚህ በተጨማሪ ይህ መልስ የመጨረሻ ተብሎ ሊወሰድ እንደማይችል ግልፅ ነው።
ወደ ውስጠኛው አድማስ በሚደርስ ተመልካች ውስጥ የሚታየው ነጠላነት የመጀመርያው ችግር በዚያን ጊዜ የአንስታይን እኩልታዎች ከዚያ አድማስ ውጭ በህዋ ጊዜ ምን እንደሚፈጠር መተንበይ አለመቻላቸው ነው። ያም ማለት በአንድ መልኩ, ነጠላነት መኖሩ ወደ ማንኛውም ነገር ሊያመራ ይችላል. ምን አልባትም በኳንተም ስበት ፅንሰ-ሀሳብ ሊገለፅልን የሚችለው ነገር ግን የአንስታይን እኩልታዎች የማወቅ እድል አይሰጡንም። ከፍላጎት የተነሳ፣ የጠፈር ጊዜ አድማስ መገናኛ በሂሳብ በተቻለ መጠን ለስላሳ እንዲሆን ከፈለግን ምን ሊፈጠር እንደሚችል እንገልፃለን (የመለኪያ ተግባራቶቹ እንደ ሂሳብ ሊቃውንት “ትንታኔ” እንደሚሉት)፣ ነገር ግን ግልጽ የሆነ አካላዊ መሠረት የለም ለእንደዚህ ዓይነቱ ግምት ቁ. በመሰረቱ፣ የውስጣዊው አድማስ ሁለተኛው ችግር በትክክል ተቃራኒውን ይጠቁማል፡ በእውነተኛው ዩኒቨርስ፣ ቁስ እና ጉልበት ከጥቁር ጉድጓዶች ውጭ ባሉበት፣ በውስጠኛው አድማስ ላይ ያለው የጠፈር ጊዜ በጣም ሸካራ ይሆናል፣ እና ሉፕ የሚመስል ነጠላነት እዚያ ይፈጠራል። በ Schwarzschild መፍትሄ ውስጥ የነጠላነት ማለቂያ የሌለው ኃይል እንደ አጥፊ አይደለም ፣ ግን በማንኛውም ሁኔታ መገኘቱ ለስላሳ የትንታኔ ተግባራት ሀሳቡ የሚያስከትለውን መዘዝ ጥርጣሬን ይፈጥራል። ምናልባት ይህ ጥሩ ነገር ነው - የትንታኔ መስፋፋት ግምት በጣም እንግዳ ነገሮችን ያካትታል.
በመሠረቱ፣ የጊዜ ማሽን በተዘጉ የጊዜ መሰል ኩርባዎች ክልል ውስጥ ይሰራል። ከነጠላነት ርቆ፣ ምንም ዓይነት የተዘጉ ጊዜያዊ ኩርባዎች የሉም፣ እና በነጠላ ክልል ውስጥ ካሉት አስጸያፊ ኃይሎች በስተቀር፣ የጠፈር ጊዜ ሙሉ በሙሉ መደበኛ ይመስላል። ነገር ግን፣ ወደ ተዘጉ የጊዜ መሰል ኩርባዎች ክልል የሚወስዱ ዱካዎች (ጂኦዲሲክ አይደሉም፣ ስለዚህ የሮኬት ሞተር ያስፈልግዎታል) አሉ። እዚያ ከደረሱ በኋላ በቲ መጋጠሚያ በኩል ወደ የትኛውም አቅጣጫ መሄድ ይችላሉ, ይህም የሩቅ ተመልካች ጊዜ ነው, ነገር ግን በራስዎ ጊዜ ሁል ጊዜ ወደፊት ይራመዳሉ. ይህ ማለት በፈለጋችሁት ሰዓት መሄድ ትችላላችሁ፣ እና ወደ ሩቅ የቦታ-ጊዜ ክፍል ይመለሱ - እና ከመሄድዎ በፊት እዚያ መድረስ ይችላሉ። በእርግጥ ፣ አሁን ከግዜ ጉዞ ሀሳብ ጋር የተዛመዱ ሁሉም አያዎዎች ወደ ሕይወት ይመጣሉ ፣ ለምሳሌ ፣ በጊዜ የእግር ጉዞ በማድረግ ፣ ያለፈውን ሰውዎን እንዲተው ቢያሳምኑስ? ነገር ግን እንደዚህ አይነት የቦታ-ጊዜ መኖር ይቻል እንደሆነ እና ከእሱ ጋር የተያያዙ አያዎ (ፓራዶክስ) እንዴት መፍታት እንደሚቻል ከዚህ መጽሐፍ ወሰን ውጭ ያሉ ጥያቄዎች ናቸው። ነገር ግን፣ ልክ በውስጠኛው አድማስ ላይ ካለው “ሰማያዊ ነጠላነት” ችግር ጋር፣ አጠቃላይ አንፃራዊነት የቦታ-ጊዜ ክልሎች የተዘጉ የጊዜ ኩርባዎች ያልተረጋጉ መሆናቸውን የሚጠቁሙ ምልክቶችን ይዟል፡ ልክ አንድ አይነት የጅምላ ወይም የኢነርጂ መጠን ለማጣመር ሲሞክሩ እነዚህ ክልሎች ነጠላ ሊሆኑ ይችላሉ። ከዚህም በላይ በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በሚፈጠሩት የሚሽከረከሩ ጥቁር ቀዳዳዎች ውስጥ, "ሰማያዊ ነጠላነት" እራሱ ነው አሉታዊ ስብስቦች (እና ሁሉም የ Kerr ሌሎች አጽናፈ ሰማያት ወደ ነጭ ቀዳዳዎች ይመራሉ). ቢሆንም, አጠቃላይ አንጻራዊነት እንደዚህ አይነት እንግዳ መፍትሄዎችን ይፈቅዳል የሚለው እውነታ ትኩረት የሚስብ ነው. እርግጥ ነው, እነሱን እንደ ፓቶሎጂ ማወጅ ቀላል ነው, ነገር ግን አንስታይን እራሱ እና ብዙ የዘመኑ ሰዎች ስለ ጥቁር ቀዳዳዎች ተመሳሳይ ነገር መናገሩን መዘንጋት የለብንም.
» ስለ መጽሐፉ ተጨማሪ መረጃ እባክዎን ይጎብኙ
ለ Khabrozhiteli በኩፖኑ ላይ 25% ቅናሽ - ጥቁር ጉድጓዶች
ለመጽሐፉ የወረቀት እትም ክፍያ ሲከፈል, የመጽሐፉ ኤሌክትሮኒክ ቅጂ በኢሜል ይላካል.
ምንጭ: hab.com