A dh'aindeoin cho iom-fhillte 'sa tha an cuspair, tha an t-ollamh Stephen Gubser aig Oilthigh Princeton a' tabhann ro-ràdh goirid, ruigsinneach agus tarraingeach do aon de na raointean fiosaig as deasbad an-diugh. Tha tuill dhubh nan nithean fìor, chan e dìreach deuchainn smaoineachaidh! Tha tuill dhubh air leth freagarrach bho shealladh teòiridheach, leis gu bheil iad gu math nas sìmplidhe gu matamataigeach na a’ mhòr-chuid de nithean reul-fhiosaigeach, leithid rionnagan. Bidh cùisean a’ fàs neònach nuair a thig e a-mach nach eil tuill dhubha cho dubh às deidh a h-uile càil.
Dè dha-rìribh a tha taobh a-staigh iad? Ciamar a smaoinicheas tu air tuiteam ann an toll dubh? No is dòcha gu bheil sinn mu thràth a’ tuiteam a-steach dha agus dìreach nach eil fios againn mu dheidhinn fhathast?
Ann an geoimeatraidh Kerr, tha orbitan geodesic, dùinte gu tur anns an ergosphere, leis na feartan a leanas: tha lùth àicheil aig mìrean a tha a’ gluasad air adhart a tha nas àirde na luach iomlan na tomadan eile agus lùth cinneachail nam mìrean sin air an toirt còmhla. Tha seo a’ ciallachadh gu bheil lùth iomlan nam mìrean sin àicheil. Is e an suidheachadh seo a thathas a’ cleachdadh ann am pròiseas Penrose. Fhad ‘s a tha e taobh a-staigh an ergosphere, bidh am bàta a bhios a’ dèanamh lùth a ’losgadh projectile ann an dòigh a ghluaiseas i air feadh aon de na orbitan sin le lùth àicheil. A rèir lagh glèidhteachais lùtha, bidh an soitheach a’ faighinn lùth cineatach gu leòr gus dìoladh a dhèanamh airson a’ chòrr a chaidh air chall co-ionann ri lùth an projectile, agus a bharrachd air a bhith a’ faighinn an aon rud dearbhach ri lùth àicheil lom an projectile. Leis gum bu chòir an projectile a dhol à sealladh gu toll dubh às deidh dha a bhith air a losgadh, bhiodh e math a dhèanamh bho sgudal de sheòrsa air choreigin. Air an aon làimh, bidh an toll dubh fhathast ag ithe rud sam bith, ach air an làimh eile, tillidh e thugainn barrachd lùth na chuir sinn an seilbh. Mar sin, a bharrachd air an sin, bidh an lùth a cheannaicheas sinn “uaine”!
Tha an uiread de lùth a ghabhas a thoirt a-mach à toll dubh Kerr an urra ri cho luath sa tha an toll a’ snìomh. Anns a ’chùis as cruaidhe (aig an astar cuairteachaidh as àirde a tha comasach), tha lùth cuairteachaidh ùine fànais a’ dèanamh suas mu 29% de lùth iomlan an toll dubh. Is dòcha nach eil seo coltach ri mòran, ach cuimhnich gur e bloigh den chòrr iomlan a th’ ann! Airson coimeas a dhèanamh, cuimhnich gu bheil reactaran niùclasach air an cumhachdachadh le lùth lobhadh rèidio-beò a’ cleachdadh nas lugha na deicheamh cuid de aon sa cheud den lùth co-ionann ri tomad fois.
Tha geoimeatraidh ùine-fànais taobh a-staigh fàire toll dubh snìomh gu math eadar-dhealaichte bho àm-fànais Schwarzschild. Leanaidh sinn ar probe agus chì sinn dè thachras. An toiseach, tha a h-uile dad coltach ri cùis Schwarzschild. Mar a bha roimhe, bidh ùine fànais a’ tòiseachadh a’ tuiteam às a chèile, a’ slaodadh a h-uile càil còmhla ris gu meadhan an toll dubh, agus tha feachdan an làin a’ tòiseachadh a’ fàs. Ach ann an cùis Kerr, mus tèid an radius gu neoni, bidh an tuiteam a’ slaodadh sìos agus a’ tòiseachadh a’ dol air ais. Ann an toll dubh a tha a’ tionndadh gu luath, bidh seo a’ tachairt fada mus fàs feachdan an làn-mara làidir gu leòr gus ionracas an sgrùdaidh a chunnart. Gus tuigsinn gu h-intuitive carson a tha seo a’ tachairt, cuimhnichidh sinn gu bheil feachd ceud-ghluasadach ris an canar ann am meacanaig Newtonian, rè cuairteachadh. Chan e an fheachd seo aon de na feachdan corporra bunaiteach: tha e ag èirigh mar thoradh air gnìomh còmhla de fheachdan bunaiteach, a tha riatanach gus dèanamh cinnteach à staid cuairteachaidh. Faodar smaoineachadh air an toradh mar fheachd èifeachdach air a stiùireadh a-mach - feachd centrifugal. Bidh thu ga fhaicinn air tionndadh geur ann an càr a tha a’ gluasad gu luath. Agus ma bha thu a-riamh air carousel, tha fios agad mar as luaithe a bhios e a’ snìomh, is ann as teinne a bhios tu grèim fhaighinn air na rèilichean oir ma leigeas tu air falbh thu, thèid do thilgeil a-mach. Chan eil an samhlachas seo airson ùine-fànais air leth freagarrach, ach tha e a’ faighinn a’ phuing tarsainn gu ceart. Tha an gluasad ceàrnach ann an ùine fànais toll dubh Kerr a’ toirt seachad feachd ceud-ghluasadach èifeachdach a chuireas an aghaidh tarraing imtharraing. Mar a bhios an tuiteam taobh a-staigh fàire a’ tarraing ùine fànais gu radii nas lugha, bidh an fheachd ceud-ghluasadach a’ dol am meud agus mu dheireadh bidh e comasach dha cuir an-aghaidh an tuiteam agus an uairsin a thionndadh air ais.
Aig an àm nuair a stadas an tuiteam, ruigidh an probe ìre ris an canar fàire a-staigh an toll dubh. Aig an ìre seo, tha feachdan làn-mara beag, agus cha toir an probe, aon uair ‘s gu bheil e air a dhol thairis air fàire an tachartais, ach beagan ùine airson a ruighinn. Ach, dìreach leis gu bheil ùine fànais air stad a’ tuiteam chan eil sin a’ ciallachadh gu bheil na duilgheadasan againn seachad agus gu bheil an cuairteachadh ann an dòigh air choireigin air cuir às don aonranachd taobh a-staigh toll dubh Schwarzschild. Tha seo fhathast fada air falbh! Às deidh na h-uile, air ais ann am meadhan nan 1960an, dhearbh Roger Penrose agus Stephen Hawking siostam de theòiridhean singilteachd, às an do lean e ma bha tuiteam trom-inntinn ann, eadhon fear goirid, gum bu chòir seòrsa air choreigin a chruthachadh mar thoradh air an sin. Ann an cùis Schwarzschild, is e singilteachd uile-chuimseach a tha seo a tha a’ toirt a-steach a h-uile àite air fàire. Ann am fuasgladh Kerr, tha an aonranachd gad ghiùlan fhèin ann an dòigh eadar-dhealaichte agus, feumaidh mi ràdh, gu tur ris nach robh dùil. Nuair a ruigeas an probe fàire a-staigh, tha an aonranachd Kerr a’ nochdadh a làthaireachd - ach tha e a’ tionndadh a-mach gu bheil e san àm a dh’ fhalbh adhbharach loidhne-chruinne an sgrùdaidh. Bha e mar gu'm biodh an aonranachd riamh ann, ach a mhain a nis a mhothaich an rannsachair a bhuaidh a' ruigheachd air. Canaidh tu gu bheil seo fìor mhath, agus tha e fìor. Agus tha grunn neo-chunbhalachd anns an dealbh de ùine-fànais, agus tha e soilleir cuideachd nach urrainnear beachdachadh air an fhreagairt seo deireannach.
Is e a’ chiad dhuilgheadas le aonaranachd a tha a’ nochdadh ann an àm a dh’ fhalbh neach-amhairc a ruigeas fàire a-staigh nach urrainn dha co-aontaran Einstein aig an àm sin ro-innse gun samhail dè a thachras don ùine fànais taobh a-muigh na fàire sin. Is e sin, ann an seagh, faodaidh làthaireachd aonranachd leantainn gu rud sam bith. Is dòcha gu bheil na tha dol a thachairt dha-rìribh air a mhìneachadh dhuinn le teòiridh cuantamach gravity, ach chan eil co-aontaran Einstein a’ toirt cothrom dhuinn fios a bhith againn. Dìreach a-mach à ùidh, tha sinn a’ toirt cunntas gu h-ìosal air na thachradh nan fheumadh sinn gum biodh an eadar-ghearradh air fàire ùine-fànais cho rèidh sa ghabhas gu matamataigeach (nam biodh na gnìomhan meatrach, mar a chanas luchd-matamataig, “anailis”), ach chan eil bunait fiosaigeach soilleir ann. airson a leithid de bharail Àir. Gu dearbh, tha an dàrna duilgheadas leis an fhàire a-staigh a’ nochdadh dìreach a chaochladh: anns an fhìor Cruinne-cè, anns a bheil stuth agus lùth taobh a-muigh tuill dhubh, bidh ùine fànais air fàire a-staigh gu math garbh, agus bidh singilteachd coltach ri lùb a’ leasachadh an sin. Chan eil e cho millteach ri feachd làn-mara neo-chrìochnach na h-aonarachd ann am fuasgladh Schwarzschild, ach co-dhiù tha a làthaireachd a’ togail teagamh mu na builean a thig às a’ bheachd air gnìomhan anailis rèidh. Is dòcha gur e rud math a tha seo - tha a’ bharail air leudachadh anailis a’ toirt a-steach rudan gu math neònach.
Gu dearbh, tha inneal ùine ag obair timcheall air lùban dùinte coltach ri ùine. Fada bhon aonranachd, chan eil lùban dùinte coltach ri ùine ann, agus a bharrachd air na feachdan ath-tharraingeach ann an roinn na h-aonarachd, tha ùine fànais a’ coimhead gu tur àbhaisteach. Ach, tha slighean ann (chan eil iad geodesic, agus mar sin feumaidh tu einnsean rocaid) a bheir thu chun sgìre de chromagan dùinte ùine. Aon uair ‘s gu bheil thu ann, faodaidh tu gluasad ann an stiùireadh sam bith air feadh a’ cho-chomharran t, is e sin àm an neach-amhairc fad às, ach nad ùine fhèin gluaisidh tu air adhart an-còmhnaidh. Tha seo a’ ciallachadh gun urrainn dhut a dhol gu àm sam bith a thogras tu, agus an uairsin tilleadh gu pàirt fad às den ùine-fànais - agus eadhon ruighinn ann mus tèid thu. Gu dearbh, a-nis tha a h-uile paradocs co-cheangailte ris a ’bheachd air siubhal ùine a’ tighinn beò: mar eisimpleir, dè ma tha thu, le bhith a ’gabhail cuairt ùine, a’ toirt a chreidsinn air an àm a dh ’fhalbh thu fhèin a leigeil seachad? Ach co-dhiù a dh’ fhaodadh an leithid de dh’ùine-fànais a bhith ann agus mar a dh’fhaodar na paradocsaichean co-cheangailte ris a rèiteach tha iad nan ceistean taobh a-muigh raon an leabhair seo. Ach, dìreach mar a tha le duilgheadas an “singularity gorm” air fàire a-staigh, tha dàimh choitcheann a’ toirt a-steach comharran gu bheil roinnean ùine-fànais le lùban dùinte coltach ri ùine neo-sheasmhach: cho luath ‘s a dh’ fheuchas tu ri meud de sheòrsa air choreigin no lùth a chur còmhla. , faodaidh na roinnean sin a bhith singilte. A bharrachd air an sin, anns na tuill dhubh rothlach a tha a’ cruthachadh nar Cruinne-cè, is e an “singularity gorm” fhèin a chuireas casg air cruthachadh sgìre de mhòran àicheil (agus a h-uile cruinne-cè eile aig Kerr anns am bi tuill gheal a’ dol). A dh'aindeoin sin, tha e inntinneach gu bheil càirdeas coitcheann a 'ceadachadh fuasglaidhean neònach mar sin. Gu dearbh, tha e furasta pathology ainmeachadh, ach na dìochuimhnich gun tuirt Einstein fhèin agus mòran de a cho-aoisean an aon rud mu thuill dhubh.
» Gheibhear barrachd fiosrachaidh mun leabhar aig
Airson Khabrozhiteley lasachadh 25% a’ cleachdadh coupon - Tuill dubha
Nuair a phàigheas tu airson an dreach pàipeir den leabhar, thèid dreach eileagtronaigeach den leabhar a chuir air post-d.
Source: www.habr.com