Sterrekunde

Watter deeltjies gee 'n swart gat uit as dit verdamp?

Watter deeltjies gee 'n swart gat uit as dit verdamp?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

As gevolg van Hawking-straling sal 'n swart gat uiteindelik verdwyn na 'n baie lang tyd.

Maar waarheen gaan hierdie 'verdamping'? Waarvan is dit gemaak?


Alhoewel swart gate gereeld Hawking-straling uitstraal, moet dit beklemtoon word dat dit nog nie waargeneem is nie. Die Hawking-straling moet bestaan ​​uit elektromagnetiese straling / golwe met 'n byna perfekte swart liggaams spektrum, wat by 'n temperatuur is wat omgekeerd eweredig is aan die massa van die swart gat - hoe kleiner die swart gat, hoe hoër is die temperatuur.

Die bestraling word veroorsaak omdat 'vakuum' nie leeg is as dit in die kwantummeganika oorweeg word nie. Deeltjie / anti = deeltjiepare word vir kort oomblikke geskep voordat dit weer vernietig. Naby die gebeurtenishorison van 'n swart gat, is dit moontlik dat een deeltjie van 'n virtuele deeltjiepaar binne die gebeurtenishorison van die swart gat beweeg en nie kan ontsnap om met sy anti-deeltjie te vernietig nie. In beginsel kan hierdie deeltjie- / anti-deeltjiepare enige soorte deeltjie wees, maar in die praktyk is dit waarskynlik dat dit die ligste deeltjies is. Die ligste gelaaide deeltjies is elektron- / positronpare, aangesien dit minder energie moet "leen" uit die vakuum wat geskep moet word. Ek dink nie dit is noodsaaklik dat een van die twee verdwyn nie, aangesien 'Unruh-straling' ook 'n noue verband tussen Hawking-straling moet gesien word wanneer daar versnelling is ten opsigte van die vakuum.

Om buite die horison van die swart gat te bly, moet die deeltjies versnel. Versnelde gelaaide deeltjies straal plaaslik elektromagnetiese straling uit, wat dan swaartekragtig rooi verskuif word as dit deur 'n waarnemer ver van die swart gat gesien word. Dit blyk dat in 'n termiese ewewig moet die straling 'n swartliggaamspektrumvorm hê.

Die temperature en hoeveelheid uitgestraalde straling is baie klein vir swartgrootte in sterre. Die temperatuur van 'n nie-draaiende Schwarzschild-swart gat word gegee deur $$ T = frac {6.2 keer 10 ^ {- 8}} {M} K, $$ waar die massa $ M $ in sonkraggasse is.

Die krag wat deur 'n swart gat as Hawking-straling uitgestraal word, is $$ P = frac {9 keer 10 ^ {- 29}} {M ^ 2} W $$


Wat is die finale deeltjies wat uit 'n verdampende swart gat vrygestel word?

Hawking-bestraling voorspel dat swart gate stadig kan verdamp deur die effektiewe emissie van 'n deeltjie. Hierdie deeltjie is 'n ware deeltjie, soos in, dit is nie 'n swart gat self nie. Ek sal dit ('n bietjie tong-in-die-kies) soos volg skryf, met $ A $ as die uitgestraalde deeltjie, en swart gat-prime is die swart gat met effens verminderde massa.

Daar is alle rede om te dink dit gaan voort totdat die swart gat nie meer 'n swart gat is nie. Ons sit dus met 'n uitgestraalde deeltjie en iets anders. Ons weet nie veel van hierdie proses nie, maar ek dink ons kan dit steeds beperk tot 'n verval van 2 produkte.

Wat kan die iets anders, $ B $, wees? Ek weet nie veel daarvan nie, maar ek weet dat dit is:

Dit is miskien meer realisties om te vra watter ander voorwaardes moet ons aan B stel?? Ek besef dit is waarskynlik 'n onopgeloste probleem. Sal $ A $ ook nie regtig baie energiek wees nie? Hoe energiek? Eintlik, wat is $ A $ om mee te begin?


Antwoorde en antwoorde

Die hele & quotparticle paar & quot beskrywing van Hawking Radiation is hueristies en moet NIE beskou word as wat werklik gebeur nie (alhoewel dit byna altyd verkeerd is in pop-sci aanbiedings). Hawking het gesê dat die deurpaar-heuristiek die enigste ding was waarmee hy vorendag kon kom om in Engels te beskryf wat regtig net in die wiskunde beskryf kan word.

Weereens, dit is NIE wat werklik gebeur nie, en al u vrae is gebaseer op verkeerde beskrywings wat u oor Hawking Radiation gelees het.

Vernietiging van materie en antimaterie deeltjies.

Dit het negatiewe energie omdat dit reeds binne is en daar geen uitweg is nie.

Die potensiële energie is negatief.

Vir die algemene limiete van die deeltjieverklaring, sien phinds 'post.

Ek dink ek het 'n ander benadering gevind vir 'n eenvoudige verduideliking:


Ons weet dat die entropie van 'n stelsel 'n maatstaf is vir die aantal moontlike mikroskopiese konfigurasies vir 'n gegewe makroskopiese parameters van die stelsel.

Aangesien ons nie weet wat binne die gebeurtenishorison aangaan nie, is die swart gat (vir 'n buite-waarnemer) basies 'n bal met massa M en radius R.

'N Mens kan die entropie vir hierdie bal bereken (vra my nie hoe nie), en dit hang slegs af van die makroskopiese parameter M.

Een keer kan die temperatuur van die swart gat nou bereken word vanaf die afgeleide entropie.

Noudat ons die temperatuur van hierdie bal ken, sou 'n mens verwag dat dit, soos enige ander liggaam, 'n swart liggaamstraling sal uitstraal volgens die temperatuur daarvan.

'N Mens kan verklaar dat hierdie straling eintlik afkomstig is van kwantumskommelings in die elektromagnetiese veld rondom die nulgemiddelde. Hierdie skommelinge gebeur naby die gebeurtenishorison.

Die negatiewe energieskommelings word in die swart gat gesuig (wat die energie verminder, dus die massa), maar die positiewe energieskommelings ontsnap as die bestraling van die swart liggaam.

Die enigste ding wat ek mis, is 'n intuïtiewe verduideliking waarom die negatiewe skommelinge ingesuig word.

Nee, ons sou dit nie verwag nie. As niks binne die EH kan ontsnap nie, insluitend EM-straling, waarom sou u & straling verwag & quot? Swart gate is nie soos ander swart lywe nie.

Voor Hawking is aanvaar dat BH's NIE uitgestraal het nie, en nie dat dit uitgestraal het nie.

Plutonium straal alfa-deeltjies uit. 'N Plutoniumatoom doen dit gemiddeld 48000 jaar (halfleeftyd 24k). Is jy gemaklik daarmee?

Die kwantumfisici beweer dat & alfa-deeltjie tonnels uit die kwantumput & quot. Moet ons deeltjies voorstel met piksels wat uit 'n put grawe? Natuurkundiges sê ook dat die deeltjies verlore gaan (onseker oor posisie en momentum) en hulself van tyd tot tyd buite die put bevind. Om buite die put te trap, is soos om 'n heining te spring, as die buitekant 'n laer energie het (soos 'n krans anderkant 'n veiligheidsheining), het die deeltjie skielik baie energie. Dit is die moeite werd om baie skepties te wees oor die beskrywing. Kwantummeganika is volledig gebaseer op wiskunde. Die Engelse taal wat gebruik word om die gevolgtrekkings van die kwantummeganika te beskryf, is meestal fiksie, maar die gevolgtrekkings kan deur middel van eksperiment getoets word.

Die Hawking-bestraling is omgekeerd eweredig aan die massa van die swart gat. Die radius van die gebeurtenishorison is eweredig aan die massa. Groter massa beteken dat die gebeurtenishorison verder van die grootste deel van die massa af is. Dit verlaag die frekwensie / waarskynlikheid dat 'n deeltjie homself sal vind & quot naby die gebeurtenishorison.

Leun 'n heining teen 'n baksteenmuur en spring dan daaroor. U moet die muur tref en binne die heining terugkom. As jy jouself meet, kom jy agter dat jy nog steeds binne dieselfde heining en op dieselfde vloer is. Daar is geen massaverandering nie. As Hawking reg is, verskyn virtuele materie / antimateriepare oral. Eers aan die gebeurtenishorison van 'n swart gat skei party materie / antimaterie-pare. Stel u voor dat 'n getykrag die virtuele paar uitmekaar trek. Klein swart gaatjies het baie getykrag en kan dinge wat andersins stewig gebind is, uitmekaar trek.


Wat word van sy goed as swart gat verdwyn?

Natuurkundiges het hard aangevoer dat dit nie moontlik was dat alle kwantuminligting verborge kon bly nie
die swart gat toe dit tot minuutgroottes gekrimp het. Gesimuleerde aansig van 'n swart gat voor die Large Magellanic Cloud. Beeldkrediet: Alain r / Wikimedia Commons

Ten spyte van al hul buitengewone krag, is swart gate nie onsterflik nie.

Hulle het 'n lewensiklus net soos ons. Veertig jaar gelede het Stephen Hawking, die wêreld se voorste kenner van swart gate, aangekondig dat dit verdamp en krimp omdat dit bestraling uitstraal.

Maar as 'n swart gat verdamp en krimp, wat gebeur dan met alles wat hy gedurende sy leeftyd verslind het?

Die meeste wiskundige berekeninge het voorgestel dat die inligting en alles anders binne die swart gat eenvoudig verdwyn, 'n gevolgtrekking wat meer vrae laat ontstaan ​​het as wat dit beantwoord het.

Chris Adami is professor in fisika en sterrekunde aan die Michigan State University. Adami het gesê:

Die kwessie is nooit ter ruste gelê nie, omdat Hawking se berekening nie die effek kon vasstel wat die straling, wat Hawking-straling genoem word, op die swart gat self het nie. Natuurkundiges aanvaar dat die swart gat mettertyd sou krimp namate die Hawking-bestraling die massa van die swart gat wegdra, maar niemand kon dit deur middel van wiskundige berekeninge verifieer nie.

'N Berekening van die verdamping van die swart gat lyk onmoontlik, tensy 'n volledige teorie van kwantumgravitasie gevind kan word wat Einstein se algemene relatiwiteit met die raamwerk van die kwantumveldteorie verenig.

Adami se nuwe referaat, gepubliseer op 8 Maart 2016 in Fisiese oorsigbriewe, verander daardie uitgangspunt.

Adami en kollega Kamil Bradler van die Universiteit van Ottawa het 'n nuwe teorie ontwikkel wat hulle in staat stel om 'n swart gat se lewe oor tyd te volg. Wat hulle vind is opvallend: Watter kwantum-raaisels ook al agter die horison van die swartgatgebeurtenis skuil - die onsigbare grens van 'n swart gat - lek weer stadig uit gedurende die latere stadiums van die verdamping van die swart gat.

Met hierdie bevinding word 'n groot probleem met fisiese fisika in swart gate vermy. Natuurkundiges het hard aangevoer dat dit nie moontlik was dat alle kwantuminligting in die swart gat verborge kon bly as dit tot minuutgrootte gekrimp het nie.

Dit blyk dat Adami en Bradler nie die ontwykende teorie van kwantum moes skep om te wys dat swart gate nie vir ewig inligting vernietig as dit verdamp nie. In plaas daarvan het hulle Hawking se eie teorie gebruik, maar met 'n kinkel.

Om te verstaan ​​hoe 'n swart gat direk met die Hawking-bestraling sal optree, het Adami en Bradler 'n stel gesofistikeerde wiskundige gereedskap en hoëprestasie-rekenaars gebruik om die swart gate oor voldoende lang tye te ontwikkel totdat hulle kwantuminligting buite die land kon vind. die swart gate. Adami het gesê:

Om hierdie berekening uit te voer, moes ons raai hoe 'n swart gat in wisselwerking is met die Hawking-stralingsveld wat dit omring, want daar is tans geen teorie oor kwantumgravitasie wat so 'n interaksie kan voorstel nie. Dit blyk egter dat ons 'n goed opgeleide raai gemaak het, want ons model is gelykstaande aan Hawking se teorie in die limiet van vaste, onveranderlike swart gate.

Alhoewel ons model presies dit is - 'n model - kon ons aantoon dat enige kwantuminteraksie tussen swart gate en Hawking-straling waarskynlik dieselfde eienskappe as ons model het.

Die teorie kon 'n kenmerk weergee waarna daar lank gesoek is in die fisiese fisika in swart gate, die sogenaamde 'Page curves', vernoem na die fisikus Don Page van die Universiteit van Alberta. Sy model het die kurwes voorspel wat wys dat die kwantuminligting eers ingaan en dan die swart gat verlaat. Adams en Bradler se berekening is die eerste wat krommes opgelewer het, net soos wat Page verwag het.

Maar daar moet nog baie werk gedoen word. In beginsel moet die raaiskoot van die span volg uit die fundamentele verenigde teorie oor kwantumgravitasie wat nog nie ontdek is nie. Maar in die afwesigheid van die teorie, kan die sukses van Adami en Bradler se teorie wenke gee oor hoe so 'n teorie - een wat verder gaan as Hawking - kon opgestel word.

In die nuwe era van swaartekraggolfwaarnemings waar die LIGO-ontdekking pas ingelui het, kan so 'n teorie selfs eendag getoets word.


Wanneer 'n ster aan die einde van sy lewe ontplof, laat dit 'n digte, stabiele & quotball & quot (uit die gelyktydige inploffing). Afhangend van die digtheid van die finale & quotball & quot, is dit eter 'n swart dwerg (bestemming van ons son), 'n neutronster of 'n swart gat soos Rebound gesê het.

Lig krom in wese rondom massiewe liggame (insluitend die son). 'N Swart gat is 'n massa met 'n ligte spiraal na binne.

Ons is besig met rekenaar, maar ons het 'n klasmaat wat sê dat wanneer 'n ster ineenstort, al die materiaal daarin onder sulke krag saamsmelt, dat dit een reuse superstabiele atoom skep, en die werklike swart gat glad nie 'n gat is nie .

hey ouens .. 'n swart gat is niks anders as 'n saamgeperste massa nie, en 'n gat beteken 'n afwesige massa van 'n spesifieke area van stowwe. Ek sien nie afwesigheid van massa in 'n swart gat nie
en dit word 'n gat genoem, want in 'n gat val alles net en is dit baie moeilik (in hierdie geval amper onmoontlik) om dit te verwyder

en terugspring. kan u my vertel dat as daar swart gate lek, dan lek dit die uitgelekte materiaal wat met 'n groter ligsnelheid is.

hey ouens .. 'n swart gat is niks anders as 'n saamgeperste massa nie, en 'n gat beteken 'n afwesige massa van 'n spesifieke area van stowwe. Ek sien nie afwesigheid van massa in 'n swart gat nie
en dit word 'n gat genoem, want in 'n gat val alles net en is dit baie moeilik (in hierdie geval amper onmoontlik) om dit te verwyder

en terugspring. kan u my vertel dat as daar swart gate lek, dan lek dit die uitgelekte materiaal wat met 'n groter ligsnelheid is.

Swart gate maak nie saak nie, maar onder die regte omstandighede word geteoretiseer dat dit Hawking-straling sal uitstraal. Vir die res. yeeeeaaaahhh. Ek dink ons ​​is redelik duidelik oor wat GR sê 'n swart gat is, en wat dit ook in ander raamwerke kan wees. Ek moet byvoeg dat die MASS nie saamgepers is nie, dit net binne 'n bepaalde streek bestaan ​​as gevolg van die feit dat die materie op 'n vorige tydstip ineengestort het. 'N Swart gat is 'n gebied wat meer as enigiets anders is, 'n gebied met 'n spesifieke massa binne (wat blyk te wees) 'n gegewe volume wat tot 0 verdwyn op die enkelvoud, as dit inderdaad is wat gebeur.

Uiteindelik. waar kom jy vinniger as lig uit al hierdie dinge? Praat u van poolstrale, en relatiwistiese stralings wat dit vir sommige waarnemers laat lyk & quot; vinniger as lig & quot; maar oorskry NIE c nie? Hierdie straling kom van die pole van die aanwasskyf BUITE die gebeurtenishorison, net om duidelik te wees.


Video: Hoe verdamp swart gate?

Kunstenaar se illustrasie van swart gate.

Niks hou vir ewig nie, nie eers swart gate nie. Volgens Stephen Hawking sal swart gate oor lang tydperke verdamp. Maar hoe gebeur dit presies?

Die akteur Stephen Hawking is veral bekend vir sy komo-verskyning in Futurama en Star Trek, en u kan verbaas wees om te verneem dat hy ook 'n teoretiese astrofisikus is. Is daar iets wat die man nie kan doen nie?

Een van die mees fassinerende teorieë waarmee hy vorendag gekom het, is dat swart gate, die heelal se swiffer, eintlik oor lang tydperke kan verdamp.

Volgens die kwantumteorie, is daar deurgaans virtuele deeltjies wat in die bestaan ​​verskyn. As dit gebeur, verskyn 'n deeltjie en sy antipartikel, en dan kombineer dit en verdwyn dit weer.

Wanneer dit naby 'n gebeurtenishorison plaasvind, kan vreemde dinge gebeur. In plaas daarvan dat die twee deeltjies 'n oomblik bestaan ​​en mekaar dan vernietig, kan die een deeltjie in die swart gat val en die ander deeltjie kan die ruimte in vlieg. Oor lang tydperke sê die teorie dat hierdie druppel van ontkomende deeltjies die swart gat laat verdamp.

Wag, as hierdie virtuele deeltjies in die swart gat val, moet dit dit nie meer massief laat groei nie? Hoe kan dit verdamp? As ek klippies by 'n rotsstapel voeg, word my rotsstapel nie net groter nie?

Dit kom neer op perspektief. Van 'n buite-waarnemer wat die horison van die swart gat dophou, lyk dit asof daar 'n gloed van straling van die swart gat af kom. As dit alles was wat gebeur het, sou dit die wet van termodinamika oortree, aangesien energie nie geskep of vernietig kan word nie. Aangesien die swart gat nou energie uitstraal, moet dit 'n bietjie van sy massa prysgee om dit te voorsien.

Kom ons probeer 'n ander manier om hieroor na te dink. 'N Swart gat het 'n temperatuur. Hoe massiewer dit is, hoe laer is die temperatuur, hoewel dit steeds nie nul is nie.

Van nou af tot ver in die toekoms sal die grootste swart gate kouer wees as die agtergrondtemperatuur van die heelal self. Lig van die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling sal binneval en die massa daarvan verhoog.

Nou, vinnig vorentoe tot wanneer die agtergrondtemperatuur van die heelal onder selfs die koelste swart gate daal. Dan sal hulle hitte stadig uitstraal, wat moet kom van die swart gat wat die massa in energie omskakel.

Die tempo dat dit gebeur hang af van die massa. Vir sterre massa swart gate kan dit 10 ^ 67 jaar neem om heeltemal te verdamp.

Bekyk in sigbare lig, lyk die Markarian 739 soos 'n glimlaggende gesig. Binne is twee supermassiewe swart gate, geskei deur ongeveer 11 000 ligjare. Die sterrestelsel is 425 miljoen ligjaar van die aarde af. Krediet: Sloan Digital Sky Survey

Vir die groot pappa-supermassiewe persone aan die kern van sterrestelsels, kyk u na 10 ^ 100. Dit is een, gevolg deur 100 nul jaar. Dit is 'n groot aantal, maar net soos enige reusagtige en eindige getal, is dit steeds minder as oneindig. Dus oor 'n onbegryplike tyd sal selfs die langste lewende voorwerpe in die heelal - ons magtige swart gate - vervaag tot energie.

'N Laaste ding: die Large Hadron Collider kan dalk mikroskopiese swart gate oprig, wat vir 'n fraksie van 'n sekonde sal hou en verdwyn in 'n uitbarsting van Hawking-straling. As hulle dit vind, wil Hawking dalk die toneelspel ophou en fokus op fisika.

Niks is ewig nie, nie eers swart gate nie. Oor die langste tydsraamwerke is ons redelik seker dat dit in niks verdamp nie. Die enigste manier om agter te kom, is om agteroor te sit en kyk, miskien is dit nie die enigste manier nie.

Die LHC. Krediet: CERN

Verdamping van swart gate

Massa / energie is uitruilbaar, maar fotone het 'n massa. As u die massa van die heelal in energie omskakel, sou ek aanvaar dat daar geen massa, geen swaartekrag sou wees nie. Miskien hou dit verband met die vroeë heelal voordat die higgs-deeltjies bestaan ​​??

Daar word vermoed dat fotone geen rus massa.

Hulle het wel relativistiese massa. Dit is hoe Solar-seile werk - deur druk wat gegenereer word deur die momentum van fotone wat in die seilmateriaal toeslaan.

die wiskunde is ook redelik eenvoudig. Energie = (momentum) & kopie (rusmassa)

Aangesien fotone waarskynlik geen rusmassa het nie, is die vergelyking net Energie = (momentum) en kopie

Daar kan dus nie regtig gesê word dat fotone geen massa het nie, maar slegs dat hulle geen 'rusmassa' het nie en aangesien fotone nie met nul snelheid bestaan ​​nie. die stelling word in elk geval stom gemaak.

Ek dink dit is verkeerd om oor virtuele deeltjies te praat in dieselfde sin as wat u na materie en antimaterie verwys.

Wanneer 'n materie-atoom 'n identiese atoom van antimaterie ontmoet, vernietig hulle mekaar en wat oorbly is energie in die vorm van bestraling. die totale energie vervat in albei atome bestaan ​​steeds in die heelal, net in 'n ander vorm.

Wanneer virtuele vennote interaksie het, hou hulle op om in ons heelal te bestaan..hulle laat niks agter nie.

'N Deeltjie- en antideeltjie-byeenkoms is soos twee semies wat mekaar met soveel krag tref dat albei verdamp word.

Wanneer 'n virtuele paar mekaar ontmoet, is dit asof hulle deur 'n valdeur val en spoorloos uit ons heelal verdwyn.

Pesse (. Selfs CSI Miami kon nie bewyse van hul vorige bestaan ​​vind nie)

Fotone dra monentium oor, maar ek dink nie dit beteken dat hulle massa vertoon nie. U kan na baie voorbeelde in die elektroniese wêreld kyk waar elektromagnetiese velde energie oordra, maar na die beste wete is daar geen massa-oordrag nie.

Kyk na 'n kragtransformator, waar stroomvloei in die primêre elektromagnetiese velde gebruik om strome in die sekondêre te veroorsaak.

Kyk ook na die radio-uitsending tussen die antenna vir die stuur en ontvang.

So, hoe dra fotone momentium oor? As beweging van gelaaide deeltjies fotone genereer, kan ek sien hoe die resulterende foton 'n terugslagkrag sal toepas wanneer dit gevang word. Asof u twee luidsprekers na mekaar toe neem, krag aanbring op een, wat lugdrukgolwe genereer, en die tweede as 'n detector gebruik. Die lug waarin die golf bestaan ​​het massa in hierdie geval, maar ek weet nie of ek sou sê dat die golf self enige massa het nie. Ek vermoed dat iets soortgelyks met fotone gebeur.

Dit is steeds my mening dat virtuele deeltjies, hoewel dit in alle opsigte normaal is, beteken dat dit gamma's moet uitstraal (of watter vorm ook al van die deeltjie / anti-deeltjie) as hulle vernietig. Nou stem ek saam dat dit lyk asof ons hierdie gamma's nie sien nie, miskien is dit die bron van energie wat geleen word om in die eerste plek die virtuele deeltjie te word?

Ek kon ook sien dat die oorspronklike energie afkomstig is van lekkasies uit een van die geknipte afmetings, en miskien lek die energie op dieselfde manier uit.

# 52 Dane B

# 53 Qkslvr

Qkslvr - Met 50/50 bedoel ek dat die absorpsiesnelheid oor die gebeurtenishorison van deeltjies teenoor deeltjies eweredig moet wees, een tipe deeltjie moet nie meer gereeld as die ander geabsorbeer word nie.

# 54 Pess

Fotone dra monentium oor, maar ek dink nie dit beteken dat hulle massa vertoon nie. U kan na baie voorbeelde in die elektroniese wêreld kyk waar elektromagnetiese velde energie oordra, maar na die beste wete is daar geen massa-oordrag nie.

Maar massa en energie is dieselfde. U kan nie sê dat 'n foton energie kan oordra nie, maar nie massa nie.

Dit is soos om te sê jy is deur 'n Ford Bronco getref, maar nie deur 'n motor nie. E = MC ^ 2 is die basis van moderne fisika.

As 'n foton dus energie na iets oordra, kan u die hoeveelheid in die formule hierbo inprop en die oorgedra massa bereken.

Pesse (Tyd vir 'n storie vir slaaptyd hieronder) Mist

# 55 Pess

Eens het daar niks bestaan ​​nie. Geen stofsuier, geen ruimte en geen tyd nie.

In hierdie tyd voor die tyd het 'n punt van energie ontstaan. In wese het al die energie in die heelal wat ons vandag ken, uit 'n enkele enkelheid ontstaan.

Baie raaiskote, niemand weet waarom nie en selfs Heisenberg is onseker.

Namate die singulariteit vanaf een punt uitgebrei het, het dit 'n ruimte / tydstof in sy nasleep geskep.

Net nadat die eerste klok die eerste tyd gemeet het, is die heelal oorheers deur swaartekragenergie wat uitgestraal, deurtrek, teruggespring het en die dominante energie was. groot boelie op die blok.

As ons professor Heisenberg vra, sal hy ons op geen onduidelike manier vertel dat die weefsel van ons heelal op enige gegewe tydstip 'n toename in energie kan hê sonder om die behoud van energie te oortree nie, solank hierdie 'spontane' skommeling nie langer rondhang nie. as wat die kwantummeganika toelaat.

Nou kan ons hierdie gelokaliseerde toename in energie alles noem wat ons wil hê ... kan ons dit 'virtuele energie' noem. "Haai Virt!"

Nou kan Virt nie sy welkom oorskry nie, want dit is in stryd met die wet! Dit is nie nodig om met die bewaring van massas en amptenare by die polisie te gaan nie!

Maar die wette het 'n leemte. As u baie energie kan uitvind van 'n aardige inwoner van die heelal, ons onwettige uitheemse 'Virt', kan u 'n groen kaart kry en bly! (kry miskien werk as vakleerling Sun maker of iets).

In die vroeë jare, lank voordat die koekoek se eerste sekonde gekwetter het, was daar geen massa of deeltjies in die heelal nie. net al hierdie intense swaartekrag-energie wat binne-in die klein Heelal bons terwyl dit uitgegiet het van die enkelheid wat vir alle doeleindes die Moeder van alle swart gate was.

Toe Virt en sy maatjies ons heelal besoek het, het hulle gevind dat al die intense swaartekrag-energie daar was, dat hulle die energie kon absorbeer en die werklike deeltjies kon word wat oom Geppetto gesê het.

Aangesien die energie vir hul verblyf reeds in die heelal gekom het, is geen wette oortree nie.

Uiteindelik het genoeg van Virt & amp sy vriende moes vashou om die saak in die heelal te vorm!

Nou kom die afstammelinge van Virt steeds die hele tyd, maar tensy hulle naby 'n uiters kragtige energiebron kom. sê 'n Event Horizon of Pulsar. hulle word nie genooi om vas te hou nie.


Melkweg se swart gat skiet deeltjiesstrale

Volgens 'n nuwe studie spruit dit blykbaar uit 'n stroom energieke deeltjies uit die middel van ons Melkwegstelsel, afkomstig van die reusagtige swart gat.

Sulke stralers kom algemeen in die heelal voor, en die meeste supermassiewe swart gate produseer dit waarskynlik. As die materie in hierdie vlakke val, word sommige materiaal ook versnel, gewoonlik in twee reguit balke wat langs die swart gat en die spinas uit vlieg.

Die Melkweg & rsquos reuse swart gat, Boogskutter A * genoem (uitgespreek & ldquoSagittarius A-ster & rdquo), is lankal geteoretiseer dat dit stralers het, maar getuienis was onoortuigend. Nou het navorsers röntgenfoto's van die sterrestelsel- en rsquos-sentrum van NASA & rsquos Chandra-ruimteteleskoop gekombineer met radiodata van die Very Large Array (VLA) -sterrewag in Nieu-Mexiko om die beste ondersteuning nog te bied vir die idee van stralers van Boogskutter A *. Die röntgenfoto's toon 'n helder helder gaslyn wat x-straallig aan die een kant van die swart gat uitstraal en miskien die straal self aandui en die radiowaarnemings 'n muur van gas uitlig wat volgens wetenskaplikes 'n skokfront is waar die straal is. in 'n wolk toeslaan, die gas in 'n klomp sneeu ploeg.

In 'n referaat aanvaar vir publikasie in Die Astrofisiese Tydskrif, Zhiyuan Li van die Nanjing Universiteit in China, Mark Morris van die Universiteit van Kalifornië, Los Angeles en Frederick Baganoff van die Massachusetts Institute of Technology toon dat hierdie kenmerke 'n ruimtelike verhouding het, en die navorsers het geskryf. & ldquo Daar is baie stukke van hierdie verhaal wat mooi pas, & rdquo Morris. & ldquoIt & rsquos is nie 'n slam dunk nie, maar volgens my is dit & rsquos sterker bewyse as wat iemand tot dusver gesien het. & rdquo

Die straal is deels so moeilik om te vind, omdat dit relatief flou is en die Melkweg en die swart gat net nie genoeg eet om regtig robuuste strale te lewer nie, sê navorsers. Verder is die middel van die sterrestelsel in soveel gas en stof gehul dat daar niks maklik is om daar vanuit ons perspektief op die aarde te sien nie. & ldquo Daar is basies al die rommel tussen ons en die galaktiese middelpunt, plus 'n groot plasma-skerm wat soortgelyk is aan 'n badkamer-stortglas, wat dien om beelde uit te smeer as gevolg van elektronverspreiding, & rdquo sê sterrekundige Sera Markoff van die Universiteit van Amsterdam, wat nie betrokke by die nuwe studie nie. Wetenskaplikes het byvoorbeeld 'n swak straal opgespoor wat voortspruit uit die swart gat in die middel van die nabygeleë sterrestelsel M81, maar modelle dui daarop dat as ons dieselfde straal vanuit die Melkweg & rsquos-kern projekteer, ons dit nie sou kon sien nie. Die nuwe studie ondersteun die idee dat stralers eers sigbaar kan word as hulle iets tref. & ldquo Miskien kan die skok deeltjies in die straal opwek en versnel, & rdquo wat die balk laat brand, sê Markoff.

Jets ontstaan ​​omdat die swart gat draai. Soos materie in die swart gat val, word die materie & rsquos magnetiese veld verdraai en versterk deur die swart gat & rsquos spin, en hierdie opgepompte magnetiese veld loods materiaal na buite in die vorm van stralers. As die seine van Chandra en die VLA regtig 'n straal is, sal die rigting daarvan die draai-as van die Boogskutter A * swart gat openbaar. & ldquo Kyk, die draai-as blyk dieselfde te wees as die sterrestelsel, & rdquo Morris. & ldquoDit & rsquos so bevredigend, want dit & rsquos wat u sou verwag as die swart gat nog nooit 'n groot versteuring ondergaan het nie. & rdquo

Sommige vorige studies het egter voorgestel dat die vliegtuie in 'n ander rigting gewys word. Die nuwe studie is goed deurdink en & ldquowill 'n maatstaf wees teen toekomstige aansprake op stralerigtings, & rdquo, sê sterrekundige Heino Falcke van die Radboud Universiteit Nijmegen in Nederland, wat ook vir 'n straal in die galaktiese sentrum aangevoer het, en onlangs bevind het dat teoretiese modelle bevoordeel een. & ldquo Is dit nou 'n rookgeweer? Wel, daar is rook, maar totdat ons die koeël en die pistool vind, kan ons niemand regtig oortuig nie. & Rdquo

'N Geleentheid om sommige van hierdie idees te toets, moet binnekort uit 'n wolk gas kom wat die afvoer van ons sentrale swart gat omring. Hierdie wolk, genaamd G2, is al 'n rukkie op sterrekundiges en rsquo-radar, en voorspellings wissel oor wat die toekoms daarvan inhou. In die volgende paar jaar dink die meeste wetenskaplikes dat die sterk swaartekraggetye naby die swart gat die wolk aan flarde moet ruk, en dat sommige van hierdie stukkies moet val, wat die straal moontlik helderder kan laat opvlam. & ldquo Almal & rsquos kyk, & rdquo Morris.

OOR DIE SKRYWER (s)

Clara Moskowitz is Scientific Americanse senior redakteur wat ruimte en fisika behandel. Sy het 'n baccalaureusgraad in sterrekunde en fisika aan die Wesleyan Universiteit en 'n gegradueerde wetenskapjoernalistiek aan die Universiteit van Kalifornië, Santa Cruz.


Swart gate is basies neutronsterre met so 'n swaartekrag dat selfs lig nie daaruit kan ontsnap nie.

'N Swart gat is 'n wiskundige oplossing. 'N Neutronster oor die kritieke massa word so dig dat dit groter en groter tydverwyding vorm in vergelyking met die buite-heelal, sodat ons op kort tydskale kan sien wat gebeur.

Maar wat veroorsaak dat dit bestraling uitstraal

Let daarop dat klassieke algemene relatiwiteit nie Hawking-straling voorspel nie. Die antwoord moet dus 'n kwantumeffek wees. Onthou u dan dat ons dinge sien wat in 'n kort tydskaal gebeur?

Dus moet dinge straling op kort tydskale uitstraal, en as dit normaalweg op 'n kort tydskaal met ander dinge wissel, moet dit balanseer, maar die asimmetrie en die meetkunde van die opstelling maak dat dit nie balanseer nie.

'N Ander heeltemal ander manier om daarna te kyk, is deur die ekwivalensiebeginsel en tot die gevolgtrekking te kom dat 'n versnelde deeltjieverklikker meer gereeld klik as een wat teen 'n bestendige snelheid beweeg, die Unruh-effek. En dit beteken net dat wat in 'n raam soos 'n vakuum lyk, nie vir 'n ander raam lyk soos 'n vakuum wat versnel in verhouding tot die eerste nie.

Die rede waarom swart gate bestraling uitstraal, is omdat virtuele deeltjies in die ruimte opduik en uit die ruimte opduik, ook op die geleentheidshorison van 'n swart gat. Wanneer hulle ontstaan, ontstaan ​​hulle in pare wat dan binne 'n breukdeel van 'n breukdeel van 'n sekonde vernietig. Wanneer 'n paar virtuele deeltjies naby 'n swart gat ontstaan, kan die een in die swart gat val terwyl die ander ontsnap en nie met sy tweeling kan vernietig nie. Dit word 'n ware deeltjie wat energie wegdra wat oorspronklik in die swart gat was. .

Waarom stuur swart gate Hawking-bestraling uit?

Ons weet eintlik nie dat hulle dit doen nie. Hawking-bestraling bly 'n hipotese. Dit bestaan ​​al so lank dat mense dit eerder as vanselfsprekend aanvaar, maar daar is geen werklike bewyse vir Hawking-bestraling nie. En as u die 'gegewe' verduideliking lees, lyk dit nie sinvol nie. Sien Wikipedia:

"Hierdie bestraling kom nie direk van die swart gat self af nie, maar is eerder die gevolg van virtuele deeltjies wat deur die gravitasie van die swart gat 'versterk' word tot werklike deeltjies. '.

Maar sien die antwoord van Anna hier: virtuele deeltjies bestaan ​​slegs in die wiskunde van die model. They are abstract things, not something that can be boosted into reality. That's a fairy tale. So is this:

"An alternative view of the process is that vacuum fluctuations cause a particle-antiparticle pair to appear close to the event horizon of a black hole. One of the pair falls into the black hole while the other escapes. In order to preserve total energy, the particle that fell into the black hole must have had a negative energy (with respect to an observer far away from the black hole)."

Electrons and positrons do not pop into existence, and neither has negative energy. We know of no negative energy-particles. That's another fairy tale. One that totally ignores gravitational time dilation.

Black holes are basically neutron stars with such a gravitational force that even light cannot escape from it. But what causes it to emit Hawking radiation?

They aren't neutron stars, but nevermind. We have good evidence that black holes exist, for example there's something very small and very massive in the centre of our galaxy. And general relativity is one of the best-tested theories we've got. And general relativity features a variation in the "coordinate" speed of light. The light doesn't escape a black hole because the coordinate speed of light at the event horizon is zero. Hawking radiation totally ignores this.


Longevity

And the lifespan of an evaporating black hole? A complicated question, relating to the speed that material falls in and the size of a black hole at any given point. The material falling in is what supplies the energy for Hawking radiation to occur in the first place and so the more it falls in the faster the evaporation occurs. Yes, the radiation does occur at a minimal level just by having the black hole move, but it would take 10 71 years for a solar mass black hole to disappear. Material falling in does cause the mass to grow but eventually the black hole clears its area of space and then evaporation wins out (Siegel 05 Dec.).

But a very subtle but major issue arises when we talk about a lifespan of black holes. What happens to everything the black hole accumulated? Information cannot be lost, according to quantum physics, so what actually happens? To fully understand that, scientists need quantum gravity to deal with both relativity and quantum mechanics, but scientists at the University of Ottawa and MSU have run a simulation to try and parse something together. Chris Adami and Kamil Bradler set up a simulation that looked at the latter stages of a black holes life, and it showed that the information contained in the black hole was slowly released as the black hole evaporated via Hawking radiation. Their model correlated well with the anticipated Page curves which predict how information enters and leaves a system, so that give the model some credence (Ward).

And the very end of a black holes life would be spectacular. After evaporating for countless years, the last second arrives. Evaporation has taken all but 228 metric tons of the black hole, whose event horizon is now 3.4*10 -22 meters in size. This is roughly 2.05*10 22 Joules of energy here, and the final second sees that evaporated into space as the singularity is removed and space-time at that location is restored. Lots of light will befall the region and then…nothingness. Such is the ironic end to an evaporating black hole: no one ever knows it was there (Siegel).


Kyk die video: Graad 9: Wat bepaal die formule van n verbinding (Januarie 2023).