"សៀវភៅតូចនៃប្រហោងខ្មៅ"

ទោះបីជាមានភាពស្មុគស្មាញនៃប្រធានបទក៏ដោយ សាស្ត្រាចារ្យនៃសាកលវិទ្យាល័យព្រីនស្តុន លោក Stephen Gubser ផ្តល់នូវការណែនាំខ្លីៗ ដែលអាចចូលដំណើរការបាន និងគួរឱ្យរីករាយចំពោះផ្នែកមួយដែលពិភាក្សាគ្នាច្រើនបំផុតនៃរូបវិទ្យានាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ ប្រហោងខ្មៅគឺជាវត្ថុពិត មិនមែនគ្រាន់តែជាការពិសោធន៍គិតនោះទេ! ប្រហោងខ្មៅគឺមានភាពងាយស្រួលបំផុតតាមទស្សនៈទ្រឹស្តី ព្រោះវាមានលក្ខណៈគណិតវិទ្យាសាមញ្ញជាងវត្ថុតារារូបវិទ្យាភាគច្រើន ដូចជាផ្កាយជាដើម។ អ្វី​ដែល​ចម្លែក​នោះ​គឺ​នៅ​ពេល​ដែល​វា​បង្ហាញ​ថា​ប្រហោង​ខ្មៅ​ពិត​ជា​មិន​មែន​ខ្មៅ​នោះ​ទេ។

តើមានអ្វីនៅខាងក្នុងពួកគេ? តើអ្នកអាចស្រមៃថាធ្លាក់ចូលទៅក្នុងប្រហោងខ្មៅដោយរបៀបណា? ឬប្រហែលជាយើងកំពុងធ្លាក់ចូលទៅក្នុងវាហើយទើបតែមិនទាន់ដឹងអំពីវា?

នៅក្នុងធរណីមាត្រ Kerr មានគន្លង geodesic ដែលព័ទ្ធជុំវិញទាំងស្រុងនៅក្នុង ergosphere ដោយមានទ្រព្យសម្បត្តិដូចខាងក្រោមៈ ភាគល្អិតដែលផ្លាស់ទីតាមពួកវាមានថាមពលសក្តានុពលអវិជ្ជមានដែលលើសពីតម្លៃដាច់ខាតនៃម៉ាស់ដែលនៅសល់ និងថាមពល kinetic នៃភាគល្អិតទាំងនេះរួមគ្នា។ នេះមានន័យថាថាមពលសរុបនៃភាគល្អិតទាំងនេះគឺអវិជ្ជមាន។ វាគឺជាកាលៈទេសៈនេះដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងដំណើរការ Penrose ។ ខណៈពេលដែលនៅខាងក្នុង ergosphere កប៉ាល់ទាញយកថាមពលបានបាញ់កាំជ្រួចមួយតាមរបៀបដែលវាផ្លាស់ទីតាមគន្លងមួយក្នុងចំណោមគន្លងទាំងនេះជាមួយនឹងថាមពលអវិជ្ជមាន។ យោងទៅតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល កប៉ាល់ទទួលបានថាមពល kinetic គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ម៉ាស់ដែលនៅសល់ដែលបាត់បង់ស្មើនឹងថាមពលនៃគ្រាប់ផ្លោង ហើយលើសពីនេះទៀតនឹងទទួលបានសមមូលជាវិជ្ជមាននៃថាមពលអវិជ្ជមានសុទ្ធរបស់ projectile ។ ចាប់តាំងពីគ្រាប់ផ្លោងគួរតែបាត់ទៅក្នុងប្រហោងខ្មៅបន្ទាប់ពីបាញ់ចេញ វាជាការល្អក្នុងការធ្វើវាចេញពីកាកសំណល់មួយចំនួន។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ប្រហោងខ្មៅនឹងនៅតែស៊ីអ្វីទាំងអស់ ប៉ុន្តែម្យ៉ាងវិញទៀត វានឹងត្រលប់មករកយើងវិញនូវថាមពលច្រើនជាងអ្វីដែលយើងបានបណ្តាក់ទុក។ ដូច្នេះ លើសពីនេះ ថាមពលដែលយើងទិញនឹងក្លាយជា "បៃតង"!

ចំនួនថាមពលអតិបរិមាដែលអាចទាញយកចេញពីប្រហោងខ្មៅ Kerr អាស្រ័យទៅលើល្បឿននៃការបង្វិលរន្ធ។ ក្នុងករណីធ្ងន់ធ្ងរបំផុត (ក្នុងល្បឿនបង្វិលអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាន) ថាមពលបង្វិលនៃពេលវេលាលំហមានប្រហែល 29% នៃថាមពលសរុបនៃប្រហោងខ្មៅ។ នេះប្រហែលជាមិនច្រើនទេ ប៉ុន្តែត្រូវចាំថាវាជាប្រភាគនៃម៉ាសសរុប! សម្រាប់ការប្រៀបធៀប សូមចាំថា រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអែរដែលដំណើរការដោយថាមពលវិទ្យុសកម្មវិទ្យុសកម្ម ប្រើប្រាស់ថាមពលតិចជាងមួយភាគដប់នៃមួយភាគរយនៃថាមពលដែលស្មើនឹងម៉ាស់នៅសល់។

ធរណីមាត្រនៃលំហលំហអាកាសនៅខាងក្នុងផ្តេកនៃប្រហោងខ្មៅដែលកំពុងវិលគឺខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីពេលវេលាអវកាស Schwarzschild ។ តោះតាមដានការស៊ើបអង្កេតរបស់យើង ហើយមើលថាមានអ្វីកើតឡើង។ ដំបូងអ្វីគ្រប់យ៉ាងមើលទៅស្រដៀងនឹងករណី Schwarzschild ។ ដូចពីមុន លំហអាកាសចាប់ផ្តើមដួលរលំ ដោយអូសអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងជាមួយវាឆ្ពោះទៅកណ្តាលប្រហោងខ្មៅ ហើយកម្លាំងទឹករលកចាប់ផ្តើមកើនឡើង។ ប៉ុន្តែនៅក្នុងករណី Kerr មុនពេលកាំទៅសូន្យ ការដួលរលំថយចុះ ហើយចាប់ផ្តើមបញ្ច្រាស។ នៅក្នុងប្រហោងខ្មៅដែលបង្វិលយ៉ាងលឿន វានឹងកើតឡើងជាយូរមុនពេលដែលកម្លាំងទឹកជោរមានកម្លាំងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីគំរាមកំហែងដល់ភាពសុចរិតនៃការស៊ើបអង្កេត។ ដើម្បីយល់ដោយវិចារណញាណថាហេតុអ្វីបានជាវាកើតឡើង អនុញ្ញាតឱ្យយើងចាំថានៅក្នុងមេកានិចញូវតុន ក្នុងអំឡុងពេលបង្វិល អ្វីដែលគេហៅថាកម្លាំង centrifugal កើតឡើង។ កម្លាំងនេះមិនមែនជាកម្លាំងរូបវន្តមូលដ្ឋានមួយទេ៖ វាកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃសកម្មភាពរួមនៃកម្លាំងមូលដ្ឋាន ដែលចាំបាច់ដើម្បីធានាបាននូវស្ថានភាពនៃការបង្វិល។ លទ្ធផលអាចត្រូវបានគេគិតថាជាកម្លាំងដ៏មានប្រសិទ្ធភាពដែលដឹកនាំទៅខាងក្រៅ - កម្លាំង centrifugal ។ អ្នកមានអារម្មណ៍ថាវានៅលើវេនដ៏មុតស្រួចនៅក្នុងរថយន្តដែលមានចលនាលឿន ហើយ​ប្រសិន​បើ​អ្នក​ធ្លាប់​ជិះ​រទេះ​ទេ អ្នក​ដឹង​ថា​វា​កាន់តែ​បង្វិល​លឿន​ជាង​មុន​ អ្នក​ត្រូវ​កាន់​ផ្លូវ​ដែក​កាន់​តែ​តឹង​ ព្រោះ​បើ​អ្នក​លែង​អ្នក​នឹង​ត្រូវ​បោះចោល។ ភាពស្រដៀងគ្នានេះសម្រាប់ពេលវេលាលំហគឺមិនល្អទេ ប៉ុន្តែវាទទួលបានចំណុចឆ្លងកាត់យ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ សន្ទុះមុំនៅក្នុងលំហរនៃប្រហោងខ្មៅ Kerr ផ្តល់នូវកម្លាំង centrifugal ដ៏មានប្រសិទ្ធភាព ដែលប្រឆាំងនឹងការទាញទំនាញ។ នៅពេលដែលការដួលរលំនៅក្នុងផ្តេកទាញចន្លោះពេលទៅកាំតូច កម្លាំង centrifugal កើនឡើង ហើយនៅទីបំផុតអាចទប់ទល់នឹងការដួលរលំដំបូង ហើយបន្ទាប់មកបញ្ច្រាសវាវិញ។

នៅពេលការដួលរលំឈប់ ការស៊ើបអង្កេតឈានដល់កម្រិតមួយហៅថា ផ្តេកខាងក្នុងនៃប្រហោងខ្មៅ។ នៅពេលនេះ កម្លាំងជំនោរមានទំហំតូច ហើយការស៊ើបអង្កេត នៅពេលដែលវាបានឆ្លងកាត់ព្រឹត្តការណ៍នោះ ត្រូវការពេលវេលាកំណត់ដើម្បីទៅដល់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែពេលវេលាអវកាសបានឈប់ដួលរលំ មិនមែនមានន័យថាបញ្ហារបស់យើងបានបញ្ចប់នោះទេ ហើយការបង្វិលបានលុបបំបាត់ភាពឯកវចនៈនៅក្នុងប្រហោងខ្មៅ Schwarzschild ។ នេះនៅឆ្ងាយទៀត! យ៉ាងណាមិញ ត្រលប់ទៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 លោក Roger Penrose និង Stephen Hawking បានបង្ហាញឱ្យឃើញនូវប្រព័ន្ធនៃទ្រឹស្តីបទឯកវចនៈ ដែលវាបានធ្វើតាមថា ប្រសិនបើមានទំនាញទំនាញ សូម្បីតែខ្លីមួយ នោះទម្រង់នៃឯកវចនៈមួយចំនួនគួរតែបង្កើតជាលទ្ធផល។ នៅក្នុងករណី Schwarzschild នេះ គឺជាឯកវចនៈដែលគ្របដណ្ដប់ និងបំផ្លិចបំផ្លាញទាំងអស់ ដែលបំប្លែងចន្លោះទាំងអស់នៅក្នុងជើងមេឃ។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយរបស់ Kerr ឯកវចនៈមានឥរិយាបទខុសគ្នា ហើយខ្ញុំត្រូវតែនិយាយថាពិតជាមិននឹកស្មានដល់។ នៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតឈានដល់ជើងមេឃខាងក្នុង ឯកវចនៈ Kerr បង្ហាញពីវត្តមានរបស់វា ប៉ុន្តែវាប្រែថានៅក្នុងអតីតកាលបុព្វហេតុនៃការស៊ើបអង្កេតពិភពលោក។ វាហាក់ដូចជាឯកវចនៈតែងតែនៅទីនោះ ប៉ុន្តែមានតែពេលនេះទេដែលការស៊ើបអង្កេតមានអារម្មណ៍ថាឥទ្ធិពលរបស់វាឈានដល់វា។ អ្នកនឹងនិយាយថានេះស្តាប់ទៅអស្ចារ្យ ហើយវាជាការពិត។ ហើយមានភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាជាច្រើននៅក្នុងរូបភាពនៃពេលវេលាអវកាស ដែលវាច្បាស់ផងដែរថាចម្លើយនេះមិនអាចចាត់ទុកថាជាចុងក្រោយបានទេ។

បញ្ហាដំបូងដែលមានឯកវចនៈដែលលេចឡើងក្នុងអតីតកាលរបស់អ្នកសង្កេតការណ៍ដែលឈានដល់ជើងមេឃខាងក្នុងគឺថានៅពេលនោះសមីការរបស់អែងស្តែងមិនអាចទស្សន៍ទាយបានថានឹងមានអ្វីកើតឡើងចំពោះយានអវកាសនៅខាងក្រៅផ្តេកនោះទេ។ នោះគឺនៅក្នុងន័យមួយ វត្តមាននៃឯកវចនៈអាចនាំទៅរកអ្វីទាំងអស់។ ប្រហែលជាអ្វីដែលនឹងកើតឡើងពិតប្រាកដអាចត្រូវបានពន្យល់ដល់យើងដោយទ្រឹស្តីនៃទំនាញផែនដី ប៉ុន្តែសមីការរបស់ Einstein ផ្តល់ឱ្យយើងនូវឱកាសនៃការដឹងនោះទេ។ ដោយមិនចាប់អារម្មណ៍ យើងបានពណ៌នាខាងក្រោមថាតើនឹងមានអ្វីកើតឡើង ប្រសិនបើយើងតម្រូវឱ្យចំនុចប្រសព្វនៃលំហលំហអាកាសមានភាពរលូនតាមដែលអាចធ្វើទៅបានតាមគណិតវិទ្យា (ប្រសិនបើមុខងារម៉ែត្រគឺ ដូចអ្នកគណិតវិទូនិយាយថា "ការវិភាគ") ប៉ុន្តែមិនមានមូលដ្ឋានច្បាស់លាស់ទេ សម្រាប់ការសន្មត់បែបនេះ លេខ សរុបមក បញ្ហាទីពីរជាមួយនឹងផ្តេកខាងក្នុងបង្ហាញឱ្យឃើញផ្ទុយពីនេះ៖ នៅក្នុងសកលលោកពិត ដែលរូបធាតុ និងថាមពលមាននៅខាងក្រៅប្រហោងខ្មៅ ចន្លោះពេលនៅផ្តេកខាងក្នុងប្រែជារដុបខ្លាំង ហើយភាពឯកវចនៈដូចរង្វិលជុំកើតឡើងនៅទីនោះ។ វាមិនមានការបំផ្លិចបំផ្លាញដូចកម្លាំងទឹករលកគ្មានកំណត់នៃឯកវចនៈនៅក្នុងដំណោះស្រាយ Schwarzschild នោះទេប៉ុន្តែក្នុងករណីណាក៏ដោយវត្តមានរបស់វាធ្វើឱ្យមានការសង្ស័យលើផលវិបាកដែលកើតឡើងពីគំនិតនៃមុខងារវិភាគដោយរលូន។ ប្រហែលជានេះជារឿងល្អ - ការសន្មត់នៃការពង្រីកការវិភាគរួមបញ្ចូលរឿងចម្លែកណាស់។

នៅក្នុងខ្លឹមសារ ម៉ាស៊ីនពេលវេលាដំណើរការនៅក្នុងតំបន់នៃខ្សែកោងដូចពេលវេលាបិទជិត។ ឆ្ងាយពីភាពឯកវចនៈ មិនមានខ្សែកោងដូចពេលវេលាបិទជិតទេ ហើយក្រៅពីកម្លាំងដែលគួរឱ្យស្អប់ខ្ពើមនៅក្នុងតំបន់នៃឯកវចនៈនោះ លំហអវកាសមើលទៅធម្មតាទាំងស្រុង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានគន្លង (ពួកវាមិនមែនជាភូមិសាស្ត្រទេ ដូច្នេះអ្នកត្រូវការម៉ាស៊ីនរ៉ុក្កែត) ដែលនឹងនាំអ្នកទៅកាន់តំបន់នៃខ្សែកោងដូចពេលវេលាបិទជិត។ ពេលដែលអ្នកទៅដល់ទីនោះ អ្នកអាចផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅណាមួយតាមកូអរដោណេ t ដែលជាពេលវេលារបស់អ្នកសង្កេតការណ៍ឆ្ងាយ ប៉ុន្តែនៅក្នុងពេលវេលារបស់អ្នក អ្នកនឹងនៅតែឆ្ពោះទៅមុខជានិច្ច។ នេះមានន័យថាអ្នកអាចទៅគ្រប់ពេលដែលអ្នកចង់បាន ហើយបន្ទាប់មកត្រឡប់ទៅផ្នែកឆ្ងាយនៃពេលវេលាអវកាស ហើយថែមទាំងទៅដល់ទីនោះមុនពេលអ្នកទៅ។ ជាការពិតណាស់ ឥឡូវនេះភាពចម្លែកទាំងអស់ដែលទាក់ទងនឹងគំនិតនៃការធ្វើដំណើរពេលវេលាបានមកជីវិត៖ ឧទាហរណ៍ ចុះយ៉ាងណាបើតាមរយៈការដើរពេលវេលាមួយ អ្នកបានបញ្ចុះបញ្ចូលអតីតកាលរបស់អ្នកឱ្យបោះបង់វាចោល? ប៉ុន្តែថាតើប្រភេទនៃពេលវេលាលំហបែបនេះអាចមាននិងរបៀបដែលភាពផ្ទុយគ្នាដែលទាក់ទងនឹងវាអាចត្រូវបានដោះស្រាយគឺជាសំណួរដែលហួសពីវិសាលភាពនៃសៀវភៅនេះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដូចជាបញ្ហានៃ "ឯកវចនៈពណ៌ខៀវ" នៅលើផ្តេកខាងក្នុង ការពឹងផ្អែកទូទៅមានសូចនាករដែលថាតំបន់នៃពេលវេលាលំហជាមួយនឹងខ្សែកោងតាមពេលវេលាបិទគឺមិនស្ថិតស្ថេរ៖ ដរាបណាអ្នកព្យាយាមបញ្ចូលគ្នានូវបរិមាណនៃម៉ាស់ ឬថាមពលមួយចំនួន។ តំបន់ទាំងនេះអាចក្លាយជាឯកវចនៈ។ ជាងនេះទៅទៀត នៅក្នុងប្រហោងខ្មៅបង្វិលដែលបង្កើតនៅក្នុងសកលលោករបស់យើង វាគឺជា "ឯកវចនៈពណ៌ខៀវ" ដោយខ្លួនឯង ដែលអាចការពារការបង្កើតតំបន់នៃម៉ាស់អវិជ្ជមាន (និងសកលលោកទាំងអស់របស់ Kerr ដែលរន្ធពណ៌សនាំមុខ) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការពិតដែលថាទំនាក់ទំនងទូទៅអនុញ្ញាតឱ្យមានដំណោះស្រាយចម្លែកបែបនេះគឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍។ ជាការពិតណាស់ វាជាការងាយស្រួលក្នុងការប្រកាសពួកគេថាជារោគវិទ្យា ប៉ុន្តែកុំភ្លេចថា Einstein ខ្លួនគាត់ និងសហសម័យរបស់គាត់ជាច្រើនបាននិយាយដូចគ្នាអំពីប្រហោងខ្មៅ។

» ព័ត៌មានលំអិតអំពីសៀវភៅ អាចរកបាននៅ គេហទំព័ររបស់អ្នកបោះពុម្ពផ្សាយ

សម្រាប់ Khabrozhiteley ការបញ្ចុះតម្លៃ 25% ដោយប្រើប័ណ្ណ - ប្រហោងខ្មៅ

នៅពេលបង់ប្រាក់សម្រាប់កំណែក្រដាសនៃសៀវភៅ កំណែអេឡិចត្រូនិចនៃសៀវភៅនឹងត្រូវបានផ្ញើតាមអ៊ីមែល។

ប្រភព: www.habr.com