Tevî tevliheviya mijarê, profesorê Zanîngeha Princeton Stephen Gubser danasînek kurt, gihîştî û dilşewat pêşkêşî yek ji deverên herî nîqaşkirî yên fîzîkê yên îroyîn dike. Kunên reş tiştên rastîn in, ne tenê ceribandinek ramanê ne! Kunên reş ji hêla teorîk ve pir hêsan in, ji ber ku ew ji hêla matematîkî ve ji pir tiştên astrofizîkî, wek stêrk, pir hêsantir in. Dema ku derkeve holê ku qulên reş bi rastî ne ew qas reş in, tişt xerîb dibin.
Bi rastî di hundurê wan de çi heye? Hûn dikarin çawa xeyal bikin ku hûn ketine kunek reş? An jî dibe ku em jixwe dikevin nav wê û hîna pê nizanin?
Di geometriya Kerr de, gerdên jeodezîk hene, ku bi tevahî di ergosphere de hatine dorpêç kirin, bi taybetmendiya jêrîn: pirtikên ku li ser wan digerin, xwedî enerjiyên potansiyel ên neyînî ne ku bi nirxa mutleq ji girseyên mayî û enerjiyên kînetîk ên van zêrên ku bi hev re hatine girtin girantir in. Ev tê wê wateyê ku enerjiya giştî ya van zêran neyînî ye. Ev rewş e ku di pêvajoya Penrose de tê bikar anîn. Dema ku di hundurê ergosferê de ye, keştiya ku enerjiyê derdixe, bi vî rengî fîşekek diavêje ku ew bi enerjiya neyînî li yek ji van rêwiyan digere. Li gorî zagona parastina enerjiyê, keştî têra xwe enerjiya kinetîk werdigire da ku girseya bêhnvedanê ya winda ya bi enerjiya fîşekê re telafî bike, û ji bilî vê yekê jî hevreha erênî ya enerjiya neyînî ya netîce ya netîceyê werdigire. Ji ber ku divê proje piştî ku were avêtin di nav kunek reş de winda bibe, dê baş be ku ew ji cûreyek çopê were çêkirin. Ji aliyekî ve, kunek reş dê dîsa jî her tiştî bixwe, lê ji hêla din ve, ew ê ji me veberhênan bêtir enerjiyê li me vegerîne. Ji ber vê yekê, ji bilî vê, enerjiya ku em bikirin dê "kesk" be!
Hêjmara herî zêde ya enerjiyê ya ku dikare ji kunek reş a Kerr were derxistin bi wê yekê ve girêdayî ye ku çalek çiqas zû dizivire. Di rewşa herî giran de (bi leza zivirîna herî zêde ya gengaz), enerjiya zivirî ya dema fezayê bi qasî 29% ji enerjiya tevayî ya çala reş pêk tê. Dibe ku ev ne pir xuya bike, lê ji bîr mekin ku ew perçeyek ji girseya bêhnvedanê ya tevahî ye! Ji bo berhevdanê, ji bîr mekin ku reaktorên nukleer ên ku bi enerjiya rizîbûna radyoaktîf ve têne xebitandin ji sedî yek ji deh yekê enerjiya ku bi girseya bêhnvedanê re wekhev e bikar tînin.
Geometriya fezademê di hundurê asoya çaleka reş a ku dizivire, ji fezaya Schwarzschild cuda ye. Ka em lêpirsîna xwe bişopînin û bibînin ka çi dibe. Di destpêkê de, her tişt mîna doza Schwarzschild xuya dike. Wekî berê, fezadem dest bi hilweşînê dike, her tiştî bi xwe re ber bi navenda çala reş dikişîne, û hêzên tîrêjê dest pê dikin mezin dibin. Lê di rewşa Kerr de, berî ku radyûs biçe sifirê, hilweşîn hêdî dibe û dest bi berevajîbûnê dike. Di çaleke reş a ku bi lez dizivire, ev ê biqewime berî ku hêzên tîrêjê têra xwe xurt bibin ku yekparebûna sondajê tehdîd bike. Ji bo ku em bi têgihiştinê fam bikin ka çima ev diqewime, em bînin bîra xwe ku di mekanîka Newtonî de, di dema zivirandinê de, bi navê hêzek navendîparêz derdikeve holê. Ev hêz ne yek ji hêzên fizîkî yên bingehîn e: ew di encama çalakiya hevgirtî ya hêzên bingehîn de derdikeve holê, ku ji bo misogerkirina rewşek zivirînê hewce ye. Encam dikare wekî hêzek bi bandor a ku ber bi derve ve tê rêve kirin-hêza navendîparêz were hesibandin. Hûn wê li ser zivirînek tûj di gerîdeyek bilez de hîs dikin. Û eger tu carî li ser karûselekê bûyî, hûn dizanin ku ew çiqas zûtir dizivire, ew qas jî divê hûn rayan bigrin ji ber ku ger hûn dev jê berdin, hûn ê werin avêtin derve. Ev analojî ji bo mekan-demê ne îdeal e, lê ew xalê rast radigihîne. Hêza goşeyî ya di fezadema çaleka reş a Kerr de hêzek navendî ya bi bandor peyda dike ku li hember kişandina gravîtasyonê radiweste. Her ku hilweşîna di nav asoyê de cîhê-demê ber bi tîrêjên piçûktir ve dikişîne, hêza centrifûgal zêde dibe û di dawiyê de dibe ku pêşî li hilweşînê bigire û dûv re jî berevajî bike.
Di kêliya ku hilweşîn disekine, sondaj digihîje astekê ku jê re horizona hundirê çala reş tê gotin. Di vê nuqteyê de, hêzên tîrêjê piçûk in, û sondajê, gava ku ew asoya bûyerê derbas kir, tenê demek bêdawî digire ku bigihîje wê. Lêbelê, tenê ji ber ku fezadem hilweşîna rawestiyaye, nayê vê wateyê ku pirsgirêkên me qediyane û ku zivirînê bi rengekî yekjimariya hundurê çala reş Schwarzschild ji holê rakiriye. Ev hîn rêyek dûr e! Jixwe, dîsa di nîvê salên 1960-an de, Roger Penrose û Stephen Hawking pergalek teoriyên yekjimariyê îsbat kirin, ku jê peyda bû ku heke hilweşînek gravîtîkî hebe, her çend kurt be, wê hingê divê wekî encamek celebek yekjimariyê çêbibe. Di doza Schwarzschild de, ev yekanebûnek tevdegirtî û şikestî ye ku hemî cîhê di nav asoyê de bindest dike. Di çareseriya Kerr de, yekjimarî bi rengekî cûda tevdigere û divê ez bibêjim, pir neçaverêkirî. Dema ku sondaj digihîje asoya hundurîn, yekjimariya Kerr hebûna xwe eşkere dike - lê derdikeve holê ku ew di paşeroja sedemî ya cîhana lêkolînê de ye. Wusa bû ku yekjimarî her dem li wir bûya, lê tenê niha sond hîs kir ku bandora wê digihîje wê. Hûn ê bibêjin ku ev ecêb xuya dike, û ew rast e. Û di wêneya mekan-demê de çend nakokî hene, ji wan jî diyar dibe ku ev bersiv nikare dawî bête hesibandin.
Pirsgirêka yekem a yekjimariyek ku di paşeroja çavdêrek ku digihîje asoya hundurîn xuya dike ev e ku di wê gavê de hevkêşeyên Einstein nikarin bi rengek yekta pêşbînî bikin ka dê li derveyî wê asoyê çi biqewime. Ango di wateyekê de hebûna yekjimariyê dikare bibe sedema her tiştî. Dibe ku tiştê ku dê bi rastî biqewime bi teoriya gravîteya kuantumê ji me re were ravekirin, lê hevkêşeyên Einstein şansê me nadin ku em zanibin. Tenê ji berjewendiyê, em li jêr rave dikin ka dê çi biqewime heke me hewce bike ku hevberdana asoya feza-demê bi qasî ku ji hêla matematîkî ve gengaz be (heke fonksiyonên metrik, wekî ku matematîkzan dibêjin, "analîtîk" bin), dê çi bibe, lê bingehek fizîkî ya zelal tune. ji bo texmînek weha No. Di eslê xwe de, pirsgirêka duyemîn a asoya hundurîn tam berevajî vê yekê destnîşan dike: Di Gerdûna rastîn de, ku tê de madde û enerjî li derveyî çalên reş hene, cîh-dem li asoya hindirîn pir dijwar dibe, û yekjimariyek mîna xelek li wir çêdibe. Ew di çareseriya Schwarzschild de ne bi qasî hêza tîrêjê ya bêdawî ya yekjimariyê wêranker e, lê di her rewşê de hebûna wê gumanê li ser encamên ku ji ramana fonksiyonên analîtîk ên nermik peyda dike dixe. Dibe ku ev tiştek baş e - texmîna berfirehbûna analîtîk tiştên pir ecêb digire.
Di eslê xwe de, makîneyek demê li herêma kêşeyên demkî yên girtî de dixebite. Dûr ji yekjimariyê, ti kemberên demkî yên girtî nînin, û ji xeynî hêzên vegerê yên li herêma yekjimariyê, cîh-dem bi tevahî normal xuya dike. Lêbelê, trajektor hene (ew ne jeodezîk in, ji ber vê yekê hûn hewceyê motorek rokêtê ne) ku dê we bigihîne devera kêşeyên demkî yên girtî. Gava ku hûn li wir bin, hûn dikarin li her alî li ser koordînata t, ku dema çavdêrê dûr e, bimeşin, lê di dema xwe de hûn ê dîsa jî her gav pêşde biçin. Ev tê wê wateyê ku hûn dikarin biçin her wextê ku hûn bixwazin, û dûv re vegerin cîhek dûr a cîh-dem - û hetta berî ku hûn biçin wir jî bigihîjin wir. Bê guman, naha hemî paradoksên ku bi ramana rêwîtiya demê re têkildar in têne jiyîn: Mînakî, heke, bi rêveçûna demê re, we xweya berê qanih kir ku dev jê berde? Lê gelo cûreyên cîh-demê yên bi vî rengî dikarin hebin û paradoksên ku pê re têkildar in çawa dikarin werin çareser kirin, pirsên li derveyî çarçoweya vê pirtûkê ne. Lêbelê, çawa ku bi pirsgirêka "yekjimariya şîn" a li ser asoya hundurîn re, nîsbetiya giştî jî nîşanan dihewîne ku deverên feza-demê yên bi kêşeyên demkî yên girtî bêîstîkrar in: gava ku hûn hewl didin ku cûreyek girseyek an enerjiyê bi hev re bikin. , ev herêm dikarin bibin yekjimar. Wekî din, di çalên reş ên zivirî yên ku di Gerdûna me de çêdibin, ew "yekjimariya şîn" bi xwe ye ku dikare pêşî li çêbûna herêmek girseyên neyînî (û hemî gerdûnên din ên Kerr ên ku çalên spî tê de diçin) bigire. Digel vê yekê, rastiya ku relatîfiya giştî rê dide çareseriyên weha ecêb balkêş e. Bê guman, hêsan e ku meriv wan wekî patholojiyek eşkere bike, lê em ji bîr nekin ku Einstein bi xwe û gelek hemdemên wî heman tişt li ser çalên reş gotine.
» Agahiyên bêtir li ser pirtûkê dikarin li vir bibînin
Ji bo Khabrozhiteley 25% erzanî bi karanîna kupon - Kunên reş
Li ser dayina guhertoya kaxezê ya pirtûkê, guhertoyek elektronîkî ya pirtûkê dê bi e-nameyê were şandin.
Source: www.habr.com