టాపిక్ యొక్క సంక్లిష్టత ఉన్నప్పటికీ, ప్రిన్స్‌టన్ యూనివర్సిటీ ప్రొఫెసర్ స్టీఫెన్ గుబ్సర్ ఈ రోజు భౌతిక శాస్త్రంలో అత్యంత చర్చనీయాంశమైన ప్రాంతాలలో ఒకదానికి సంక్షిప్త, ప్రాప్యత మరియు వినోదాత్మక పరిచయాన్ని అందించారు. బ్లాక్ హోల్స్ నిజమైన వస్తువులు, కేవలం ఆలోచన ప్రయోగం మాత్రమే కాదు! కాల రంధ్రాలు సైద్ధాంతిక దృక్కోణం నుండి చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే అవి నక్షత్రాల వంటి అనేక ఖగోళ భౌతిక వస్తువుల కంటే గణితశాస్త్రపరంగా చాలా సరళమైనవి. బ్లాక్ హోల్స్ నిజంగా అంత నల్లగా లేవని తేలినప్పుడు విషయాలు విచిత్రంగా ఉంటాయి.
వారి లోపల నిజంగా ఏమి ఉంది? మీరు బ్లాక్ హోల్‌లో పడడాన్ని ఎలా ఊహించగలరు? లేదా మేము ఇప్పటికే దానిలో పడిపోతున్నాము మరియు దాని గురించి ఇంకా తెలియదా?
కెర్ జ్యామితిలో, జియోడెసిక్ కక్ష్యలు ఉన్నాయి, ఇవి క్రింది ఆస్తితో పూర్తిగా ఎర్గోస్పియర్‌లో ఉన్నాయి: వాటి వెంట కదిలే కణాలు ప్రతికూల సంభావ్య శక్తులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ఈ కణాల మిగిలిన ద్రవ్యరాశి మరియు గతి శక్తులను సంపూర్ణ విలువలో అధిగమిస్తాయి. అంటే ఈ కణాల మొత్తం శక్తి ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. ఇది పెన్రోజ్ ప్రక్రియలో ఉపయోగించే ఈ పరిస్థితి. ఎర్గోస్పియర్ లోపల ఉన్నప్పుడు, శక్తిని వెలికితీసే ఓడ ప్రతికూల శక్తితో ఈ కక్ష్యలలో ఒకదాని వెంట కదిలే విధంగా ఒక ప్రక్షేపకాన్ని కాల్చివేస్తుంది. శక్తి పరిరక్షణ చట్టం ప్రకారం, ఓడ ప్రక్షేపకం యొక్క శక్తికి సమానమైన కోల్పోయిన మిగిలిన ద్రవ్యరాశిని భర్తీ చేయడానికి మరియు ప్రక్షేపకం యొక్క నికర ప్రతికూల శక్తికి సానుకూల సమానమైన శక్తిని పొందేందుకు తగిన గతి శక్తిని పొందుతుంది. ప్రక్షేపకం కాల్చిన తర్వాత కాల రంధ్రంలోకి అదృశ్యం కావాలి కాబట్టి, దానిని ఒక రకమైన వ్యర్థాల నుండి తయారు చేయడం మంచిది. ఒక వైపు, బ్లాక్ హోల్ ఇప్పటికీ ఏదైనా తింటుంది, కానీ మరోవైపు, అది మనం పెట్టుబడి పెట్టిన దానికంటే ఎక్కువ శక్తిని తిరిగి ఇస్తుంది. కాబట్టి, అదనంగా, మేము కొనుగోలు చేసే శక్తి "ఆకుపచ్చ" అవుతుంది!
కెర్ కాల రంధ్రం నుండి సంగ్రహించబడే గరిష్ట శక్తి మొత్తం రంధ్రం ఎంత వేగంగా తిరుగుతుందో దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అత్యంత తీవ్రమైన సందర్భంలో (గరిష్ట సాధ్యమైన భ్రమణ వేగంతో), కాల రంధ్రం యొక్క మొత్తం శక్తిలో దాదాపు 29% స్పేస్‌టైమ్ యొక్క భ్రమణ శక్తి ఉంటుంది. ఇది అంతగా అనిపించకపోవచ్చు, కానీ ఇది మొత్తం మిగిలిన ద్రవ్యరాశిలో కొంత భాగం అని గుర్తుంచుకోండి! పోలిక కోసం, రేడియోధార్మిక క్షయం శక్తితో నడిచే అణు రియాక్టర్లు విశ్రాంతి ద్రవ్యరాశికి సమానమైన శక్తిలో ఒక శాతంలో పదో వంతు కంటే తక్కువగా ఉపయోగిస్తాయని గుర్తుంచుకోండి.
స్పిన్నింగ్ బ్లాక్ హోల్ హోరిజోన్ లోపల స్పేస్‌టైమ్ యొక్క జ్యామితి స్క్వార్జ్‌చైల్డ్ స్పేస్‌టైమ్ నుండి నాటకీయంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. మా ప్రోబ్‌ని అనుసరించి, ఏమి జరుగుతుందో చూద్దాం. మొదట, ప్రతిదీ స్క్వార్జ్‌చైల్డ్ కేసు మాదిరిగానే కనిపిస్తుంది. మునుపటిలాగా, స్పేస్‌టైమ్ కూలిపోవడం ప్రారంభమవుతుంది, దానితో పాటు ప్రతిదీ బ్లాక్ హోల్ మధ్యలోకి లాగడం మరియు టైడల్ శక్తులు పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది. కానీ కెర్ సందర్భంలో, వ్యాసార్థం సున్నాకి వెళ్ళే ముందు, పతనం నెమ్మదిస్తుంది మరియు రివర్స్ ప్రారంభమవుతుంది. వేగంగా తిరిగే కాల రంధ్రంలో, ప్రోబ్ యొక్క సమగ్రతను బెదిరించేంతగా టైడల్ శక్తులు బలంగా మారడానికి చాలా కాలం ముందు ఇది జరుగుతుంది. ఇది ఎందుకు జరుగుతుందో అకారణంగా అర్థం చేసుకోవడానికి, న్యూటోనియన్ మెకానిక్స్లో, భ్రమణ సమయంలో, అపకేంద్ర శక్తి అని పిలవబడేది పుడుతుందని గుర్తుంచుకోండి. ఈ శక్తి ప్రాథమిక భౌతిక శక్తులలో ఒకటి కాదు: ఇది భ్రమణ స్థితిని నిర్ధారించడానికి అవసరమైన ప్రాథమిక శక్తుల మిశ్రమ చర్య ఫలితంగా పుడుతుంది. ఫలితాన్ని బాహ్యంగా నిర్దేశించిన ప్రభావవంతమైన శక్తిగా భావించవచ్చు - అపకేంద్ర శక్తి. మీరు వేగంగా కదులుతున్న కారులో పదునైన మలుపులో అనుభూతి చెందుతారు. మరియు మీరు ఎప్పుడైనా రంగులరాట్నంలో ఉన్నట్లయితే, అది ఎంత వేగంగా తిరుగుతుందో మీకు తెలుసు, మీరు పట్టాలను గట్టిగా పట్టుకోవాలి ఎందుకంటే మీరు వదిలివేస్తే, మీరు బయటకు విసిరివేయబడతారు. స్పేస్-టైమ్ కోసం ఈ సారూప్యత అనువైనది కాదు, కానీ ఇది పాయింట్‌ను సరిగ్గా పొందుతుంది. కెర్ కాల రంధ్రం యొక్క స్పేస్‌టైమ్‌లోని కోణీయ మొమెంటం గురుత్వాకర్షణ పుల్‌ను ప్రతిఘటించే ప్రభావవంతమైన అపకేంద్ర శక్తిని అందిస్తుంది. హోరిజోన్‌లోని పతనం స్పేస్‌టైమ్‌ను చిన్న రేడియస్‌కి లాగడంతో, సెంట్రిఫ్యూగల్ ఫోర్స్ పెరుగుతుంది మరియు చివరికి మొదట పతనాన్ని ప్రతిఘటించగలదు మరియు తర్వాత దాన్ని తిప్పికొట్టగలదు.
పతనం ఆగిపోయిన క్షణంలో, ప్రోబ్ బ్లాక్ హోల్ లోపలి హోరిజోన్ అనే స్థాయికి చేరుకుంటుంది. ఈ సమయంలో, టైడల్ శక్తులు చిన్నవిగా ఉంటాయి మరియు ప్రోబ్, ఈవెంట్ హోరిజోన్‌ను దాటిన తర్వాత, దానిని చేరుకోవడానికి పరిమిత సమయం మాత్రమే పడుతుంది. అయినప్పటికీ, స్పేస్‌టైమ్ కూలిపోవడం ఆగిపోయినందున మన సమస్యలు ముగిసిపోయాయని మరియు భ్రమణం స్క్వార్జ్‌స్‌చైల్డ్ బ్లాక్ హోల్ లోపల ఉన్న ఏకత్వాన్ని తొలగించిందని అర్థం కాదు. ఇది ఇంకా చాలా దూరంలో ఉంది! అన్నింటికంటే, 1960 ల మధ్యలో, రోజర్ పెన్రోస్ మరియు స్టీఫెన్ హాకింగ్ ఏకత్వ సిద్ధాంతాల వ్యవస్థను నిరూపించారు, దాని నుండి గురుత్వాకర్షణ పతనం ఉంటే, చిన్నది అయినా, దాని ఫలితంగా ఏదో ఒక విధమైన ఏకత్వం ఏర్పడాలి. స్క్వార్జ్‌స్‌చైల్డ్ విషయంలో, ఇది హోరిజోన్‌లోని మొత్తం స్థలాన్ని లొంగదీసుకునే అన్నింటినీ చుట్టుముట్టే మరియు అన్నింటినీ అణిచివేసే ఏకత్వం. కెర్ యొక్క పరిష్కారంలో, ఏకవచనం భిన్నంగా ప్రవర్తిస్తుంది మరియు చాలా ఊహించని విధంగా నేను చెప్పాలి. ప్రోబ్ లోపలి హోరిజోన్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, కెర్ ఏకవచనం దాని ఉనికిని వెల్లడిస్తుంది-కానీ అది ప్రోబ్ యొక్క ప్రపంచ రేఖ యొక్క కారణ గతంలో ఉన్నట్లు తేలింది. ఏకవచనం ఎప్పటినుంచో ఉన్నట్లే ఉంది, కానీ ఇప్పుడే ప్రోబ్ దాని ప్రభావం దానిలోకి చేరుతున్నట్లు భావించింది. ఇది అద్భుతంగా అనిపిస్తుంది మరియు ఇది నిజం అని మీరు చెబుతారు. మరియు స్పేస్-టైమ్ చిత్రంలో అనేక అసమానతలు ఉన్నాయి, దీని నుండి ఈ సమాధానం అంతిమంగా పరిగణించబడదని కూడా స్పష్టమవుతుంది.
లోపలి హోరిజోన్‌కు చేరుకునే పరిశీలకుడి గతంలో కనిపించే ఏకత్వంతో మొదటి సమస్య ఏమిటంటే, ఆ సమయంలో ఐన్స్టీన్ సమీకరణాలు ఆ హోరిజోన్ వెలుపల స్పేస్‌టైమ్‌కు ఏమి జరుగుతుందో ప్రత్యేకంగా అంచనా వేయలేవు. అంటే, ఒక కోణంలో, ఏకత్వం యొక్క ఉనికి దేనికైనా దారి తీస్తుంది. బహుశా వాస్తవానికి ఏమి జరుగుతుందో క్వాంటం గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం ద్వారా మనకు వివరించవచ్చు, కానీ ఐన్స్టీన్ సమీకరణాలు మనకు తెలుసుకునే అవకాశం ఇవ్వవు. కేవలం ఆసక్తితో, స్పేస్‌టైమ్ హోరిజోన్ యొక్క ఖండన గణితశాస్త్రపరంగా సాధ్యమైనంత సున్నితంగా ఉండాలని (మెట్రిక్ ఫంక్షన్‌లు గణిత శాస్త్రజ్ఞులు చెప్పినట్లు "విశ్లేషణాత్మకం" అయితే) అవసరమైతే ఏమి జరుగుతుందో క్రింద వివరిస్తాము, కానీ స్పష్టమైన భౌతిక ఆధారం లేదు. అటువంటి ఊహ కోసం No. సారాంశంలో, అంతర్గత హోరిజోన్‌తో రెండవ సమస్య సరిగ్గా వ్యతిరేకతను సూచిస్తుంది: బ్లాక్ హోల్స్ వెలుపల పదార్థం మరియు శక్తి ఉన్న నిజమైన విశ్వంలో, లోపలి హోరిజోన్ వద్ద స్పేస్‌టైమ్ చాలా కఠినమైనదిగా మారుతుంది మరియు అక్కడ లూప్-వంటి ఏకత్వం అభివృద్ధి చెందుతుంది. ఇది స్క్వార్జ్‌స్‌చైల్డ్ సొల్యూషన్‌లోని ఏకత్వం యొక్క అనంతమైన టైడల్ ఫోర్స్ వలె విధ్వంసకరం కాదు, అయితే ఏ సందర్భంలోనైనా దాని ఉనికి సున్నితమైన విశ్లేషణాత్మక చర్యల ఆలోచన నుండి వచ్చే పరిణామాలపై సందేహాన్ని కలిగిస్తుంది. బహుశా ఇది మంచి విషయం - విశ్లేషణాత్మక విస్తరణ యొక్క ఊహ చాలా విచిత్రమైన విషయాలను కలిగి ఉంటుంది.
సారాంశంలో, టైమ్ మెషిన్ క్లోజ్డ్ టైమ్‌లైక్ వక్రరేఖల ప్రాంతంలో పనిచేస్తుంది. ఏకత్వానికి దూరంగా, క్లోజ్డ్ టైమ్‌లైక్ వక్రరేఖలు లేవు మరియు ఏకత్వం యొక్క ప్రాంతంలో వికర్షక శక్తులు కాకుండా, స్పేస్‌టైమ్ పూర్తిగా సాధారణమైనదిగా కనిపిస్తుంది. అయితే, పథాలు ఉన్నాయి (అవి జియోడెసిక్ కాదు, కాబట్టి మీకు రాకెట్ ఇంజిన్ అవసరం) ఇది మిమ్మల్ని మూసివేసిన టైమ్‌లైక్ వక్రరేఖల ప్రాంతానికి తీసుకువెళుతుంది. మీరు అక్కడికి చేరుకున్న తర్వాత, మీరు t కోఆర్డినేట్‌తో పాటు ఏ దిశలోనైనా కదలవచ్చు, ఇది సుదూర పరిశీలకుడి సమయం, కానీ మీ స్వంత సమయంలో మీరు ఎల్లప్పుడూ ముందుకు సాగుతారు. దీనర్థం మీరు మీకు కావలసిన సమయానికి వెళ్లవచ్చు, ఆపై స్థల-సమయంలోని సుదూర భాగానికి తిరిగి రావచ్చు - మరియు మీరు వెళ్లే ముందు కూడా అక్కడికి చేరుకోవచ్చు. వాస్తవానికి, ఇప్పుడు టైమ్ ట్రావెల్ ఆలోచనతో ముడిపడి ఉన్న అన్ని వైరుధ్యాలు ప్రాణం పోసుకున్నాయి: ఉదాహరణకు, టైమ్ వాక్ చేయడం ద్వారా, మీరు మీ గతాన్ని వదులుకోమని ఒప్పించినట్లయితే? కానీ అలాంటి స్థల-సమయం ఉనికిలో ఉందా మరియు దానితో ముడిపడి ఉన్న వైరుధ్యాలను ఎలా పరిష్కరించవచ్చు అనేది ఈ పుస్తకం యొక్క పరిధికి మించిన ప్రశ్నలు. అయితే, అంతర్గత హోరిజోన్‌లోని "బ్లూ సింగులారిటీ" సమస్య మాదిరిగానే, సాధారణ సాపేక్షత అనేది క్లోజ్డ్ టైమ్‌లైక్ వక్రతలతో స్పేస్-టైమ్ యొక్క ప్రాంతాలు అస్థిరంగా ఉన్నాయని సూచనలను కలిగి ఉంటుంది: మీరు కొంత రకమైన ద్రవ్యరాశి లేదా శక్తిని కలపడానికి ప్రయత్నించిన వెంటనే. , ఈ ప్రాంతాలు ఏకవచనం కావచ్చు. అంతేకాకుండా, మన విశ్వంలో ఏర్పడే భ్రమణ కాల రంధ్రాలలో, ప్రతికూల ద్రవ్యరాశి (మరియు తెల్ల రంధ్రాలు దారితీసే అన్ని కెర్ యొక్క ఇతర విశ్వాలు) ఏర్పడకుండా నిరోధించే "నీలం ఏకత్వం". ఏది ఏమైనప్పటికీ, సాధారణ సాపేక్షత అటువంటి వింత పరిష్కారాలను అనుమతిస్తుంది అనే వాస్తవం ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది. అయితే, వాటిని పాథాలజీగా ప్రకటించడం చాలా సులభం, అయితే ఐన్స్టీన్ స్వయంగా మరియు అతని సమకాలీనులలో చాలామంది కాల రంధ్రాల గురించి అదే విషయాన్ని చెప్పారని మర్చిపోకూడదు.
» పుస్తకం గురించి మరిన్ని వివరాలను ఇక్కడ చూడవచ్చు
Khabrozhiteley కోసం కూపన్ ఉపయోగించి 25% తగ్గింపు - కృష్ణ బిలాలు
పుస్తకం యొక్క పేపర్ వెర్షన్ కోసం చెల్లించిన తర్వాత, పుస్తకం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ వెర్షన్ ఇ-మెయిల్ ద్వారా పంపబడుతుంది.
మూలం: www.habr.com