"The Little Book of Black Holes"

"The Little Book of Black Holes" N'agbanyeghị mgbagwoju anya nke isiokwu ahụ, prọfesọ Mahadum Princeton Stephen Gubser na-enye mmeghe dị nkenke, dị mfe na nke na-atọ ụtọ n'otu n'ime akụkụ physics a na-arụrịta ụka taa. Oji ojii bụ ezigbo ihe, ọ bụghị naanị nnwale echiche! Oghere ojii na-adaba adaba nke ukwuu site n'echiche echiche, ebe ọ bụ na mgbakọ na mwepụ dị mfe karịa ọtụtụ ihe gbasara mbara igwe, dị ka kpakpando. Ihe na-awụ akpata oyi n'ahụ mgbe ọ pụtara na oghere ojii abụghị n'ezie oji ka emechara.

Gịnị bụ n'ezie n'ime ha? Kedu ka ị ga-esi chee na ị daba n'ime oghere ojii? Ma ọ bụ ma eleghị anya, anyị na-adaba na ya ma na-amaghị banyere ya ma?

Na Geometry Kerr, enwere orbits geodesic, nke etinyere kpamkpam na ergosphere, yana ihe ndị a: ụmụ irighiri ihe na-aga n'akụkụ ha nwere ike na-adịghị mma nke na-akarị uru zuru oke nke oke ndị ọzọ na ike ike nke akụkụ ndị a jikọtara ọnụ. Nke a pụtara na mkpokọta ike nke ihe ndị a adịghị mma. Ọ bụ ọnọdụ a ka a na-eji na usoro Penrose. Mgbe ọ nọ n'ime ergosphere, ụgbọ mmiri ahụ na-ewepụta ike na-agba ọkụ n'ụzọ nke na ọ na-aga n'otu n'ime orbits ndị a na ike adịghị mma. Dị ka iwu nke nchekwa nke ike, ụgbọ mmiri na-enweta zuru ezu kinetic ike iji kwụọ ụgwọ maka furu efu ezu uka Ẹkot na ike nke projectile, na mgbakwunye na inweta mma Ẹkot nke net adịghị mma ike nke projectile. Ebe ọ bụ na projectile kwesịrị ịla n'iyi n'ime oghere ojii mgbe a chụpụrụ ya, ọ ga-adị mma ịme ya site na ụdị ihe mkpofu. N'aka nke ọzọ, oghere ojii ka ga-eri ihe ọ bụla, ma n'aka nke ọzọ, ọ ga-alaghachikwute anyị ume karịa ka anyị tinyere. Ya mere, na mgbakwunye, ike anyị na-azụta ga-abụ "akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ"!

Oke kachasị ike nke enwere ike isi na oghere ojii Kerr dabere na ngwa ngwa oghere ahụ na-agbagharị. N'okwu kachasị njọ (n'ọsọ ntụgharị kachasị nwere ike ime), ike ntụgharị nke oghere oge na-eme ihe dịka 29% nke ike zuru oke nke oghere ojii. Nke a nwere ike ọ gaghị adị ka nke ukwuu, mana cheta na ọ bụ akụkụ dị nta nke mkpokọta izu ike! Maka ntụnyere, cheta na ihe nrụpụta nuklia nke ike ire ere redio na-arụ na-eji ihe na-erughị otu ụzọ n'ụzọ iri nke otu pasenti nke ume ya na oke izu ike.

Jiometry nke oghere oghere dị n'ime mbara oghere ojii na-atụgharị dị nnọọ iche na oge oghere Schwarzschild. Ka anyị soro nyocha anyị hụ ihe na-eme. Na mbụ, ihe niile dị ka ikpe Schwarzschild. Dị ka ọ dị na mbụ, oge oghere na-amalite ịdaba, na-adọkpụrụ ihe niile na ya na etiti oghere ojii, ndị agha mmiri na-amalite ito eto. Mana n'okwu Kerr, tupu radius aga na efu, ọdịda ahụ na-adalata ma malite ịtụgharị. N'ime oghere ojii na-agbagharị ngwa ngwa, nke a ga-eme ogologo oge tupu ndị agha mmiri na-agbasi ike nke ọma na-eyi iguzosi ike n'ezi ihe nke nyocha ahụ egwu. Iji ghọta nke ọma ihe kpatara nke a ji eme, ka anyị cheta na na Newtonian mechanics, n'oge ntụgharị, a na-akpọ ike centrifugal. Ike a abụghị otu n'ime ike anụ ahụ bụ isi: ọ na-ebilite n'ihi ihe jikọrọ ọnụ nke ndị isi, nke dị mkpa iji hụ na ọnọdụ ntụgharị. Enwere ike iche nsonaazụ ya dị ka ike dị irè a na-eduzi n'èzí - ike centrifugal. Ị na-enwe mmetụta na ntụgharị dị nkọ n'ime ụgbọ ala na-agba ọsọ ọsọ. Ma ọ bụrụ na ị nọbula n'ụgbọ okporo ígwè, ị mara na ka ọ na-agba ọsọ ọsọ, ị ga-esikwu ike ijide okporo ígwè ahụ n'ihi na ọ bụrụ na ị hapụ ya, a ga-atụpụ gị. Ntụle a maka oge oghere adịghị mma, mana ọ na-enweta isi okwu ahụ nke ọma. Mmụba nke akụkụ n'ime oghere nke oghere ojii Kerr na-enye ike centrifugal dị irè nke na-egbochi ndọda ndọda. Ka ọdịda dị n'ime mbara igwe na-adọta ohere ohere gaa na obere radis, ike centrifugal na-abawanye ma mesịa nwee ike ibu ụzọ gbochie ọdịda ahụ wee tụgharịa ya.

N'oge ọdịda ahụ kwụsịrị, nyocha ahụ rutere n'ogo a na-akpọ oghere ime nke oghere ojii. N'oge a, ndị agha mmiri na-adị ntakịrị, na nyocha, ozugbo ọ gafere ihe omume ahụ, na-ewe naanị obere oge iji ruo ya. Otú ọ dị, nanị n'ihi na oge ohere akwụsịla ịdaba apụtaghị na nsogbu anyị agwụla nakwa na ntụgharị ahụ ewepụla ịdị n'otu n'ime oghere ojii nke Schwarzschild. Nke a ka dị anya! A sị ka e kwuwe, laa azụ n'etiti 1960, Roger Penrose na Stephen Hawking gosipụtara usoro nke usoro ihe omimi, nke sitere na ya na-esote na ọ bụrụ na enwere ọdịda ike ndọda, ọbụnadị nkenke, mgbe ahụ, ụfọdụ ụdị singularity kwesịrị ịmalite n'ihi ya. N'okwu Schwarzschild, nke a bụ ihe na-agbakọta ma na-akpachapụ anya nke na-emebi oghere niile dị n'ime mbara igwe. Na ngwọta Kerr, singularity na-akpa àgwà dị iche iche na, ekwesịrị m ikwu, na-atụghị anya ya. Mgbe nyocha ahụ rutere n'ime ime, ihe dị iche iche nke Kerr na-ekpughe ọnụnọ ya - mana ọ na-atụgharị na ọ bụ ihe kpatara n'oge gara aga nke nyocha ụwa. Ọ dị ka a ga-asị na singularity na-anọkarị ebe ahụ, mana ọ bụ naanị ugbu a ka nyocha ahụ chere na mmetụta ya ruru ya. Ị ga-ekwu na nke a dị egwu, ma ọ bụ eziokwu. Na e nwere ọtụtụ ihe na-ekwekọghị ekwekọ na foto nke oge-oge, site na nke o doro anya na azịza a enweghị ike iwere nke ikpeazụ.

Nsogbu mbụ nwere otu ihe na-apụta n'oge gara aga nke onye na-ekiri ihe na-erute n'ime ime bụ na n'oge ahụ nha nhata Einstein enweghị ike ịkọ ihe ga-eme oghere na mbara igwe ahụ. Ya bụ, n'echiche, ọnụnọ nke otu onye nwere ike iduga ihe ọ bụla. Enwere ike ịkọwara anyị ihe ga-eme n'ezie site na tiori nke quantum gravity, mana nha Einstein enyeghị anyị ohere ịmara. Naanị n'ihi mmasị, anyị na-akọwa n'okpuru ihe ga-eme ma ọ bụrụ na anyị chọrọ ka nkwụsịtụ nke oghere oghere dị ka nke ọma dị ka mgbakọ na mwepụ (ọ bụrụ na ọrụ metric dị, dị ka ndị na-eme mgbakọ na mwepụ na-ekwu, "analytic"), ma ọ dịghị ihe ndabere anụ ahụ doro anya. maka echiche dị otú ahụ No. N'ezie, nsogbu nke abụọ na mbara ihu dị n'ime na-egosi kpọmkwem ihe dị iche: na mbara igwe n'ezie, nke okwu na ike dị n'èzí oghere ojii, oge oghere na mbara ime na-aghọ ihe siri ike, na otu akaghị dị ka singularity na-amalite n'ebe ahụ. Ọ bụghị ihe na-emebi emebi dị ka ike na-enweghị ngwụcha nke ịdị n'otu na ngwọta Schwarzschild, mana n'ọnọdụ ọ bụla ọnụnọ ya na-eme ka obi abụọ na-esi na ya pụta site n'echiche nke ọrụ nyocha dị nro. Ikekwe nke a bụ ihe dị mma - echiche nke mgbasawanye nyocha gụnyere ihe ndị dị nnọọ ịtụnanya.

"The Little Book of Black Holes"
N'ezie, igwe oge na-arụ ọrụ n'ime mpaghara nke oge mechiri emechi. N'ebe dị anya site n'ịdị n'otu, ọ nweghị akụkụ ọ bụla mechiri emechi nke yiri oge, ma ewezuga ndị agha na-asọ oyi na mpaghara nke singularity, oghere oghere na-adị ka ihe kwesịrị ekwesị. Agbanyeghị, enwere trajectories (ha abụghị geodesic, yabụ na ịchọrọ injin rọketi) nke ga-akpọrọ gị gaa na mpaghara nke oge mechiri emechi. Ozugbo ị nọ ebe ahụ, ị ​​​​nwere ike ịga n'ihu n'akụkụ ọ bụla n'akụkụ t coordinate, nke bụ oge nke onye na-ekiri anya, ma n'oge nke gị, ị ka ga-aga n'ihu mgbe niile. Nke a pụtara na ị nwere ike ịga n'oge ọ bụla t ịchọrọ, wee laghachi n'akụkụ dị anya nke oge ohere - na ọbụna rute ebe ahụ tupu ị gawa. N'ezie, ugbu a, ihe mgbagwoju anya niile metụtara echiche nke njem oge na-abịa ndụ: dịka ọmụmaatụ, gịnị ma ọ bụrụ na, site n'iji oge na-aga ije, ị kwadoro onwe gị n'oge gara aga ịhapụ ya? Ma ma ụdị oge ohere dị otú ahụ ọ̀ pụrụ ịdị na otú e nwere ike isi dozie ihe ndị na-emegiderịta onwe ha na ya bụ ajụjụ karịrị akarị n'akwụkwọ a. Otú ọ dị, dị ka nsogbu nke "blue singularity" dị n'ime ime, n'ozuzu relativity nwere ihe na-egosi na mpaghara nke oge-oge na-emechi oge usoro na-adịghị eguzosi ike n'ihe: ozugbo ị gbalịrị ijikọta ụdị ụfọdụ nke oke ma ọ bụ ike. , mpaghara ndị a nwere ike ịghọ otu. Ọzọkwa, n'ime oghere ojii na-agbagharị agbagharị na-etolite na Eluigwe na Ala anyị, ọ bụ "ịdị ọcha na-acha anụnụ anụnụ" n'onwe ya nwere ike igbochi nhazi mpaghara nke ọtụtụ ndị na-adịghị mma (na mbara igwe ndị ọzọ niile nke Kerr nke oghere ọcha na-eduga). Ka o sina dị, eziokwu ahụ bụ na nkwurịta okwu n'ozuzu na-enye ohere maka ngwọta ndị dị otú ahụ dị ịtụnanya bụ ihe na-akpali mmasị. N'ezie, ọ dị mfe ikwusa ha pathology, ma ka anyị ghara ichefu na Einstein n'onwe ya na ọtụtụ n'ime ndị ya na ha dịkọrọ ndụ kwuru otu ihe ahụ banyere oghere ojii.

» Enwere ike ịhụ nkọwa ndị ọzọ gbasara akwụkwọ ahụ na webụsaịtị onye nkwusa

Maka Khabrozhiteley 25% mbelata site na iji coupon - Oji ojii

Mgbe ịkwụ ụgwọ maka ụdị akwụkwọ ahụ, a ga-eziga ụdị akwụkwọ eletrọnịkị site na ozi-e.

isi: www.habr.com

Tinye a comment