ადამიანების უმეტესობას ბუნდოვანი ან არასწორი წარმოდგენა აქვს იმის შესახებ, თუ რა არის შავი ხვრელები. იმავდროულად, ეს სამყაროს ისეთი გლობალური და ძლიერი ობიექტებია, რომლებთან შედარებით ჩვენი პლანეტა და მთელი ჩვენი ცხოვრება არაფერია.
არსი
ეს არის კოსმოსური ობიექტი, რომელსაც აქვს ისეთი უზარმაზარი გრავიტაცია, რომ შთანთქავს ყველაფერს, რაც მის საზღვრებშია. სინამდვილეში შავი ხვრელი არის ობიექტი, რომელიც სინათლესაც კი არ ათავისუფლებს და სივრცე-დროს ახვევს. დროც კი უფრო ნელა მიედინება შავი ხვრელების მახლობლად.
სინამდვილეში, შავი ხვრელების არსებობა მხოლოდ თეორიაა (და ცოტა პრაქტიკაც). მეცნიერებს აქვთ ვარაუდები და პრაქტიკული გამოცდილება, მაგრამ ჯერ კიდევ არ არის შესაძლებელი შავი ხვრელების მჭიდრო შესწავლა. ამიტომ შავ ხვრელებს პირობითად უწოდებენ ყველა ობიექტს, რომელიც შეესაბამება ამ აღწერას. შავი ხვრელები ნაკლებად არის შესწავლილი და, შესაბამისად, ბევრი კითხვა გადაუჭრელი რჩება.
ნებისმიერ შავ ხვრელს აქვს მოვლენის ჰორიზონტი - ეს საზღვარი, რომლის შემდეგაც ვერაფერი გამოდის. უფრო მეტიც, რაც უფრო ახლოს არის ობიექტი შავ ხვრელთან, მით უფრო ნელა მოძრაობს იგი.
Განათლება
შავი ხვრელების ფორმირების რამდენიმე ტიპი და გზა არსებობს:
- სამყაროს წარმოქმნის შედეგად შავი ხვრელების წარმოქმნა. ასეთი შავი ხვრელები დიდი აფეთქებისთანავე გაჩნდა.
- მომაკვდავი ვარსკვლავები. როდესაც ვარსკვლავი კარგავს ენერგიას და თერმობირთვული რეაქციები ჩერდება, ვარსკვლავი იწყებს შეკუმშვას. შეკუმშვის ხარისხის მიხედვით განასხვავებენ ნეიტრონულ ვარსკვლავებს, თეთრ ჯუჯებს და ფაქტობრივად შავ ხვრელებს.
- ექსპერიმენტის საშუალებით მიღება. მაგალითად, კოლაიდერში შეგიძლიათ შექმნათ კვანტური შავი ხვრელი.
ვერსიები
ბევრი მეცნიერი მიდრეკილია იფიქროს, რომ შავი ხვრელები მთელ შთანთქმულ მატერიას სხვაგან აგდებენ. იმათ. უნდა იყოს „თეთრი ხვრელები“, რომლებიც სხვა პრინციპით მუშაობენ. თუ შეგიძლია შავ ხვრელში მოხვედრა, მაგრამ ვერ გამოხვალ, მაშინ ვერ შეხვალ თეთრ ხვრელში. მეცნიერთა მთავარი არგუმენტი არის კოსმოსში დაფიქსირებული ენერგიის მკვეთრი და ძლიერი აფეთქებები.
სიმების თეორეტიკოსებმა ზოგადად შექმნეს შავი ხვრელის საკუთარი მოდელი, რომელიც არ ანადგურებს ინფორმაციას. მათ თეორიას ჰქვია "Fuzzball" - ის საშუალებას გაძლევთ უპასუხოთ კითხვებს, რომლებიც დაკავშირებულია სინგულარულობასთან და ინფორმაციის გაქრობასთან.
რა არის ინფორმაციის სინგულარობა და გაქრობა? სინგულარობა არის წერტილი სივრცეში, რომელიც ხასიათდება უსასრულო წნევით და სიმკვრივით. ბევრი დაბნეულია სინგულარობის ფაქტით, რადგან ფიზიკოსებს არ შეუძლიათ უსასრულო რიცხვებით მუშაობა. ბევრი დარწმუნებულია, რომ შავ ხვრელში არის სინგულარობა, მაგრამ მისი თვისებები ძალიან ზედაპირულად არის აღწერილი.
მარტივი სიტყვებით რომ ვთქვათ, ყველა პრობლემა და გაუგებრობა მოდის კვანტურ მექანიკასა და გრავიტაციას შორის კავშირიდან. ჯერჯერობით, მეცნიერებს არ შეუძლიათ შექმნან თეორია, რომელიც მათ აერთიანებს. სწორედ ამიტომ არის პრობლემები შავ ხვრელთან დაკავშირებით. შავი ხვრელი ხომ თითქოს ანადგურებს ინფორმაციას, მაგრამ კვანტური მექანიკის საფუძვლები ირღვევა. მიუხედავად იმისა, რომ სულ ცოტა ხნის წინ, ს. ჰოკინგმა, როგორც ჩანს, გადაჭრა ეს საკითხი და განაცხადა, რომ ინფორმაცია შავ ხვრელებში ჯერ კიდევ არ არის განადგურებული.
სტერეოტიპები
ჯერ ერთი, შავი ხვრელები განუსაზღვრელი ვადით ვერ იარსებებს. და ეს ყველაფერი ჰოკინგის აორთქლების წყალობით. ამიტომ, არ უნდა იფიქროთ, რომ შავი ხვრელები ადრე თუ გვიან გადაყლაპავს სამყაროს.
მეორეც, ჩვენი მზე არ გახდება შავი ხვრელი. ვინაიდან ჩვენი ვარსკვლავის მასა არ იქნება საკმარისი. ჩვენი მზე უფრო მეტად გადაიქცევა თეთრ ჯუჯად (და ეს ფაქტი არ არის).
მესამე, დიდი ადრონული კოლაიდერი არ გაანადგურებს ჩვენს დედამიწას შავი ხვრელის შექმნით. თუნდაც შეგნებულად შექმნიან შავ ხვრელს და „გაათავისუფლონ“, მისი მცირე ზომის გამო ის ძალიან, ძალიან დიდხანს შთანთქავს ჩვენს პლანეტას.
მეოთხე, არ იფიქროთ, რომ შავი ხვრელი არის "ხვრელი" სივრცეში. შავი ხვრელი სფერული ობიექტია. აქედან გამომდინარეობს მოსაზრებების უმეტესობა იმის შესახებ, რომ შავი ხვრელები პარალელურ სამყარომდე მივყავართ. თუმცა ეს ფაქტი ჯერ არ არის დადასტურებული.
მეხუთე, შავ ხვრელს ფერი არ აქვს. ის აღმოჩენილია ან რენტგენის სხივებით ან სხვა გალაქტიკებისა და ვარსკვლავების ფონზე (ლინზის ეფექტი).
იმის გამო, რომ ადამიანები ხშირად ურევენ შავ ხვრელებს ჭიის ხვრელებთან (რომლებიც რეალურად არსებობს), ეს ცნებები არ არის გამორჩეული ჩვეულებრივ ადამიანებში. ჭიის ხვრელი ნამდვილად გაძლევთ საშუალებას გადაადგილდეთ სივრცეში და დროში, მაგრამ ჯერჯერობით მხოლოდ თეორიულად.
კომპლექსური რამ მარტივი სიტყვებით
ძნელია ისეთი ფენომენის აღწერა, როგორიცაა შავი ხვრელი მარტივი სიტყვებით. თუ თავს ზუსტ მეცნიერებებში მცოდნე ტექნიკოსად თვლით, მაშინ გირჩევთ, პირდაპირ წაიკითხოთ მეცნიერთა ნაშრომები. თუ გსურთ მეტი იცოდეთ ამ ფენომენის შესახებ, წაიკითხეთ სტივენ ჰოკინგის ნაწერები. მან ბევრი რამ გააკეთა მეცნიერებისთვის და განსაკუთრებით შავი ხვრელების სფეროში. შავი ხვრელების აორთქლებას მისი სახელი ჰქვია. ის პედაგოგიური მიდგომის მომხრეა და ამიტომ მისი ყველა ნამუშევარი ჩვეულებრივი ადამიანისთვისაც კი გასაგები იქნება.
წიგნები:
- შავი ხვრელები და ახალგაზრდა სამყაროები, 1993 წ.
- სამყარო მოკლედ 2001 წელი.
- წლის "სამყაროს ყველაზე მოკლე ისტორია 2005".
განსაკუთრებით მინდა გირჩიოთ მისი პოპულარული სამეცნიერო ფილმები, რომლებიც გასაგებ ენით მოგიყვებით არა მხოლოდ შავ ხვრელებს, არამედ ზოგადად სამყაროს შესახებ:
- "სტივენ ჰოკინგის სამყარო" - 6 ეპიზოდის სერია.
- "სამყაროს სიღრმეში სტივენ ჰოკინგთან ერთად" - სერია 3 ეპიზოდი.
ყველა ეს ფილმი რუსულად ითარგმნა და ხშირად ნაჩვენებია Discovery არხებზე.
Გმადლობთ ყურადღებისთვის!
უახლესი მეცნიერებისა და ტექნიკური რჩევები:
ეს რჩევა დაგეხმარა?თქვენ შეგიძლიათ დაეხმაროთ პროექტს ნებისმიერი თანხის შეწირვით მისი განვითარებისთვის. მაგალითად, 20 მანეთი. Ან მეტი:)
სურათის საავტორო უფლება Thinkstock
ალბათ ფიქრობთ, რომ შავ ხვრელში ჩავარდნილი ადამიანი მყისიერ სიკვდილს ელოდება. სინამდვილეში, მისი ბედი შეიძლება ბევრად უფრო გასაკვირი აღმოჩნდეს, ამბობს კორესპონდენტი.
რა დაგემართებათ, თუ შავ ხვრელში მოხვდებით? იქნებ გგონიათ, რომ გაგიფუჭდებათ – ან, პირიქით, დაგლეჯენ? მაგრამ სინამდვილეში ყველაფერი გაცილებით უცნაურია.
როგორც კი შავ ხვრელში ჩავარდებით, რეალობა ორად გაიყოფა. ერთ რეალობაში თქვენ მყისიერად დაწვავთ, მეორეში კი ცოცხალ და უვნებლად ჩაყვინთავთ შავ ხვრელში ღრმად.
შავი ხვრელის შიგნით ჩვენთვის ნაცნობი ფიზიკის კანონები არ მოქმედებს. ალბერტ აინშტაინის აზრით, გრავიტაცია ახშობს სივრცეს. ამრიგად, საკმარისი სიმკვრივის ობიექტის თანდასწრებით, მის ირგვლივ სივრცე-დროის კონტინიუმი შეიძლება იმდენად დეფორმირებული იყოს, რომ ხვრელი თავად რეალობაში წარმოიქმნას.
მასიური ვარსკვლავი, რომელმაც მთელი თავისი საწვავი მოიხმარა, შეიძლება გადაიქცეს ზუსტად იმ ტიპის ზემკვრივ მატერიად, რომელიც აუცილებელია სამყაროს ასეთი მრუდი მონაკვეთის გაჩენისთვის. ვარსკვლავი, რომელიც იშლება საკუთარი წონის ქვეშ, მიიწევს მის ირგვლივ სივრცე-დროის კონტინუუმზე. გრავიტაციული ველი იმდენად ძლიერდება, რომ სინათლეც კი ვეღარ ახერხებს მისგან თავის დაღწევას. შედეგად, რეგიონი, რომელშიც ვარსკვლავი ადრე იყო, ხდება აბსოლუტურად შავი - ეს არის შავი ხვრელი.
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა არავინ იცის რა ხდება შავ ხვრელში.შავი ხვრელის გარე ზედაპირს მოვლენის ჰორიზონტს უწოდებენ. ეს არის სფერული საზღვარი, სადაც მიიღწევა ბალანსი გრავიტაციული ველის სიძლიერესა და სინათლის ძალისხმევას შორის, რომელიც ცდილობს გაქცევას შავი ხვრელიდან. თუ მოვლენის ჰორიზონტს გადაკვეთთ, გაქცევა შეუძლებელი იქნება.
მოვლენის ჰორიზონტი ენერგიას ასხივებს. კვანტური ეფექტების გამო, მასზე წარმოიქმნება ცხელი ნაწილაკების ნაკადები სამყაროში. ამ ფენომენს ჰოკინგის რადიაციას უწოდებენ - ბრიტანელი ფიზიკოსის, სტივენ ჰოკინგის პატივსაცემად, რომელმაც აღწერა. მიუხედავად იმისა, რომ მატერია მოვლენათა ჰორიზონტს ვერ გაექცევა, შავი ხვრელი, მიუხედავად ამისა, „აორთქლდება“ – დროთა განმავლობაში ის საბოლოოდ დაკარგავს მასას და გაქრება.
რაც უფრო ღრმად მივდივართ შავ ხვრელში, სივრცე-დრო აგრძელებს მრუდი და ხდება უსასრულოდ მრუდი ცენტრში. ეს წერტილი ცნობილია როგორც გრავიტაციული სინგულარობა. სივრცეს და დროს წყვეტს მასში რაიმე მნიშვნელობა და ჩვენთვის ცნობილი ფიზიკის ყველა კანონი, რომლის აღწერისთვისაც ეს ორი ცნებაა საჭირო, აღარ მოქმედებს.
არავინ იცის ზუსტად რა ელის ადამიანს, რომელიც შავი ხვრელის ცენტრში ჩავარდა. სხვა სამყარო? დავიწყება? წიგნის კარადის უკანა კედელი, როგორც ამერიკულ სამეცნიერო ფანტასტიკურ ფილმში "Interstellar"? ეს არის საიდუმლო.
მოდით ვიმსჯელოთ - თქვენი მაგალითით - რა მოხდება, თუ შემთხვევით მოხვდებით შავ ხვრელში. ამ ექსპერიმენტში თქვენ გახლავთ გარე დამკვირვებელი - მოდით დავარქვათ ანა. ასე რომ, ანა, უსაფრთხო დისტანციაზე, შეშინებული უყურებს შავი ხვრელის კიდესთან მიახლოებას. მისი გადმოსახედიდან მოვლენები ძალიან უცნაურად განვითარდება.
მოვლენის ჰორიზონტთან მიახლოებისას ანა დაინახავს, რომ სიგრძით იჭიმება და სიგანით ვიწრო, თითქოს გიგანტური გამადიდებელი შუშით გიყურებს. გარდა ამისა, რაც უფრო ახლოს მიფრინავთ მოვლენის ჰორიზონტთან, მით უფრო მეტად იგრძნობს ანა, რომ თქვენი სიჩქარე ეცემა.
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა შავი ხვრელის ცენტრში სივრცე უსასრულოდ მოხრილია.თქვენ ვერ შეძლებთ ანას უყვიროთ (რადგან ვაკუუმში ხმა არ გადადის), მაგრამ შეგიძლიათ სცადოთ მისი სიგნალი მორზეს კოდით თქვენი iPhone-ის ფანრის გამოყენებით. თუმცა, თქვენი სიგნალები მიაღწევს მას მზარდი ინტერვალებით და ფანრის მიერ გამოსხივებული შუქის სიხშირე გადაინაცვლებს სპექტრის წითელი (გრძელი ტალღის სიგრძის) ნაწილისკენ. აი, როგორ გამოიყურება: „შეკვეთა, წესრიგი, წესრიგი, წესრიგი...“.
როდესაც მოვლენის ჰორიზონტს მიაღწევთ, ანას გადმოსახედიდან, ადგილზე გაიყინებით, თითქოს ვიღაცამ დაკვრა შეაჩერა. თქვენ დარჩებით უმოძრაოდ, გადაჭიმული მოვლენის ჰორიზონტის ზედაპირზე და მუდმივად მზარდი სითბო დაიწყებს თქვენს დაპყრობას.
ანას გადმოსახედიდან თქვენ ნელ-ნელა მოგკლავთ სივრცის გაჭიმვის, დროის გაჩერების და ჰოკინგის გამოსხივების სიცხის გამო. სანამ მოვლენის ჰორიზონტს გადაკვეთთ და შავი ხვრელის სიღრმეში შეხვალთ, ფერფლი დარჩებით.
ოღონდ არ იჩქაროთ მემორიალის შეკვეთა - მოდით, ცოტა ხნით დავივიწყოთ ანა და შევხედოთ ამ საშინელ სცენას თქვენი გადმოსახედიდან. და შენი გადმოსახედიდან კიდევ უფრო უცნაური მოხდება, ანუ აბსოლუტურად არაფერი განსაკუთრებული.
თქვენ მიფრინავთ სამყაროს ერთ-ერთ ყველაზე საშინელ წერტილში, ოდნავი შერყევის გარეშე - რომ აღარაფერი ვთქვათ სივრცის გაჭიმვაზე, დროის გაფართოებაზე ან რადიაციის სიცხეზე. ეს იმიტომ ხდება, რომ თავისუფალ ვარდნაში ხარ და ამიტომ არ გრძნობ შენს წონას – ასე უწოდა აინშტაინმა თავისი ცხოვრების „საუკეთესო იდეა“.
მართლაც, მოვლენათა ჰორიზონტი არ არის აგურის კედელი სივრცეში, არამედ დამკვირვებლის ხედვით განპირობებული ფენომენი. დამკვირვებელი, რომელიც რჩება შავი ხვრელის გარეთ, ვერ ხედავს შიგნით მოვლენათა ჰორიზონტს, მაგრამ ეს მისი პრობლემაა და არა თქვენი. შენი გადმოსახედიდან ჰორიზონტი არ არსებობს.
ჩვენი შავი ხვრელის ზომები უფრო მცირე რომ ყოფილიყო, ნამდვილად წააწყდებოდით პრობლემას - გრავიტაცია თქვენს სხეულზე არათანაბრად იმოქმედებდა და მაკარონისკენ გახდებოდით. მაგრამ თქვენთვის საბედნიეროდ, ეს შავი ხვრელი დიდია - მილიონჯერ უფრო მასიური ვიდრე მზე, ამიტომ გრავიტაციული ძალა იმდენად სუსტია, რომ უმნიშვნელო იყოს.
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა თქვენ არ შეგიძლიათ უკან დაბრუნდეთ და გამოხვიდეთ შავი ხვრელიდან, ისევე როგორც ვერც ერთ ჩვენგანს არ შეუძლია დროში დაბრუნება.საკმარისად დიდი შავი ხვრელის შიგნით, თქვენ შეგიძლიათ მთელი ცხოვრება ნორმალურად იცხოვროთ მანამ, სანამ არ მოკვდებით გრავიტაციულ სინგულარობაში.
შეიძლება იკითხოთ, რამდენად ნორმალური შეიძლება იყოს ადამიანის ცხოვრება, მისი ნების საწინააღმდეგოდ, სივრცე-დროის კონტინიუმის ხვრელში ჩასხმის გარეშე, რომ არ გამოვიდეს?
მაგრამ თუ დაფიქრდებით, ეს გრძნობა ყველამ ვიცით - მხოლოდ დროსთან მიმართებაში და არა სივრცესთან. დრო მხოლოდ წინ მიდის და არასდროს უკან და ის ნამდვილად გვათრევს ჩვენი ნების საწინააღმდეგოდ და არ გვიტოვებს წარსულში დაბრუნების შანსს.
ეს არ არის მხოლოდ ანალოგია. შავი ხვრელები იმდენად ახშობენ სივრცე-დროის კონტინიუმს, რომ მოვლენის ჰორიზონტის შიგნით დრო და სივრცე უკუცვლიან. გარკვეული გაგებით, ეს არ არის სივრცე, რომელიც გიბიძგებს სინგულარულობისკენ, არამედ დრო. თქვენ არ შეგიძლიათ უკან დაბრუნდეთ და გამოხვიდეთ შავი ხვრელიდან, ისევე როგორც ვერც ერთ ჩვენგანს არ შეუძლია წარსულში მოგზაურობა.
ალბათ ახლა გაინტერესებთ რა სჭირს ანას. შენ დაფრინავ შავი ხვრელის ცარიელ სივრცეში და ყველაფერი კარგად ხარ, ის გლოვობს შენს სიკვდილს და ამტკიცებს, რომ შენ დაწვა ჰოკინგის რადიაციამ მოვლენათა ჰორიზონტის გარედან. ჰალუცინაციები აქვს?
ფაქტობრივად, ანას განცხადება აბსოლუტურად სწორია. მისი გადმოსახედიდან, თქვენ ნამდვილად ხართ შემწვარი მოვლენის ჰორიზონტზე. და ეს არ არის ილუზია. ანას შეუძლია შენი ფერფლიც კი შეაგროვოს და ოჯახს გაუგზავნოს.
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა მოვლენათა ჰორიზონტი არ არის აგურის კედელი, ის გამტარიაფაქტია, რომ კვანტური ფიზიკის კანონების მიხედვით, ანას თვალსაზრისით, თქვენ ვერ გადალახავთ მოვლენის ჰორიზონტს და უნდა დარჩეთ შავი ხვრელის გარედან, რადგან ინფორმაცია არასოდეს იკარგება შეუქცევად. ყოველი ინფორმაცია, რომელიც პასუხისმგებელია თქვენს არსებობაზე, უნდა დარჩეს მოვლენის ჰორიზონტის გარე ზედაპირზე - წინააღმდეგ შემთხვევაში, ანას თვალსაზრისით, ფიზიკის კანონები ირღვევა.
მეორეს მხრივ, ფიზიკის კანონები ასევე მოითხოვს, რომ იფრინოთ მოვლენის ჰორიზონტზე ცოცხალი და უვნებელი, გზაზე ცხელი ნაწილაკების ან რაიმე სხვა უჩვეულო მოვლენის შეხვედრის გარეშე. წინააღმდეგ შემთხვევაში ფარდობითობის ზოგადი თეორია დაირღვევა.
ასე რომ, ფიზიკის კანონებს უნდათ, რომ ერთდროულად იყოთ შავი ხვრელის გარეთ (როგორც ფერფლის გროვა) და მის შიგნით (უსაფრთხო და ხმა). და კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მომენტი: კვანტური მექანიკის ზოგადი პრინციპების მიხედვით, ინფორმაციის კლონირება შეუძლებელია. თქვენ უნდა იყოთ ერთდროულად ორ ადგილას, მაგრამ მხოლოდ ერთ შემთხვევაში.
ასეთ პარადოქსულ მოვლენას ფიზიკოსები ტერმინს „ინფორმაციის გაქრობა შავ ხვრელში“ უწოდებენ. საბედნიეროდ, 1990-იან წლებში მეცნიერებმა შეძლეს ამ პარადოქსის მოგვარება.
ამერიკელმა ფიზიკოსმა ლეონარდ სასკინდმა გააცნობიერა, რომ პარადოქსი ნამდვილად არ არის, რადგან ვერავინ დაინახავს თქვენს კლონირებას. ანა უყურებს შენს ერთ ეგზემპლარს, შენ კი მეორეს. შენ და ანა აღარასდროს შეხვდებით და დაკვირვებებს ვერ შეადარებთ. და არ არსებობს მესამე დამკვირვებელი, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად გიყუროთ როგორც გარედან, ასევე შავი ხვრელის შიგნით. ამრიგად, ფიზიკის კანონები არ ირღვევა.
თუ არ გსურთ იცოდეთ რომელია თქვენი შემთხვევა რეალური და რომელი არა. მართლა ცოცხალი ხარ თუ მკვდარი?
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა გაფრინდება თუ არა ადამიანი მოვლენათა ჰორიზონტზე უვნებელი, თუ დაეჯახება ცეცხლის კედელს?საქმე ისაა, რომ „რეალობა“ არ არსებობს. რეალობა დამკვირვებელზეა დამოკიდებული. არის „ნამდვილად“ ანას გადმოსახედიდან და „ნამდვილად“ შენი გადმოსახედიდან. Სულ ეს არის.
Თითქმის ყველა. 2012 წლის ზაფხულში, ფიზიკოსებმა აჰმედ ალმჰეირიმ, დონალდ მაროლფმა, ჯო პოლჩინსკიმ და ჯეიმს სალიმ, ერთობლივად ცნობილნი თავიანთი გვარებით, როგორც AMPS, შემოგვთავაზეს სააზროვნო ექსპერიმენტი, რომელიც საფრთხეს უქმნის შავი ხვრელების შესახებ ჩვენს გაგებას.
მეცნიერთა აზრით, სუსკინდის მიერ შემოთავაზებული წინააღმდეგობის გადაჭრა ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ უთანხმოება იმის შეფასებაში, რაც ხდება შენსა და ანას შორის, მოვლენის ჰორიზონტის შუამავლობით ხდება. არ აქვს მნიშვნელობა ანამ დაინახა თუ არა თქვენი ორი ნიმუშიდან ერთი ჰოკინგის გამოსხივების ცეცხლში მოკვდა, რადგან მოვლენათა ჰორიზონტმა ხელი შეუშალა მას დაენახა თქვენი მეორე ნიმუში, რომელიც შავ ხვრელში ღრმად დაფრინავდა.
მაგრამ რა მოხდებოდა, თუ ანას შეეძლო გაეგო რა ხდებოდა მოვლენის ჰორიზონტის მეორე მხარეს მისი გადაკვეთის გარეშე?
ფარდობითობის ზოგადი თეორია გვეუბნება, რომ ეს შეუძლებელია, მაგრამ კვანტური მექანიკა ოდნავ აბნევს რთულ წესებს. ანას შეეძლო მოვლენის ჰორიზონტის მიღმა გაეხედა, რასაც აინშტაინმა უწოდა "საშინელი შორ მანძილზე მოქმედება".
საუბარია კვანტურ ჩახლართულობაზე – ფენომენზე, რომლის დროსაც სივრცით გამოყოფილი ორი ან მეტი ნაწილაკების კვანტური მდგომარეობები საიდუმლოებით ხდება ურთიერთდამოკიდებული. ეს ნაწილაკები ახლა ქმნიან ერთიან და განუყოფელ მთლიანობას და ამ მთლიანობის აღწერისთვის საჭირო ინფორმაციას შეიცავს არა ამა თუ იმ ნაწილაკში, არამედ მათ შორის ურთიერთობაში.
AMPS-ის მიერ წამოყენებული იდეა ასეთია. დავუშვათ, ანამ აიღოს ნაწილაკი მოვლენის ჰორიზონტის მახლობლად - დავარქვათ მას ნაწილაკი A.
თუ მისი ვერსია იმის შესახებ, რაც შეგემთხვა სიმართლეა, ანუ თქვენ მოკვდით ჰოკინგის გამოსხივებამ შავი ხვრელის გარედან, მაშინ ნაწილაკი A უნდა იყოს დაკავშირებული სხვა ნაწილაკთან, B, რომელიც ასევე უნდა იყოს მოვლენის გარეთ. ჰორიზონტი.
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა შავ ხვრელებს შეუძლიათ მიიზიდონ მატერია ახლომდებარე ვარსკვლავებიდანთუ მოვლენების თქვენი ხედვა შეესაბამება რეალობას და თქვენ შინაგანად ცოცხალი და ჯანმრთელი ხართ, მაშინ A ნაწილაკი ერთმანეთთან უნდა იყოს დაკავშირებული C ნაწილაკთან, რომელიც მდებარეობს სადღაც შავი ხვრელის შიგნით.
ამ თეორიის სილამაზე იმაში მდგომარეობს, რომ თითოეული ნაწილაკი შეიძლება მხოლოდ ერთ ნაწილაკთან იყოს დაკავშირებული. ეს ნიშნავს, რომ A ნაწილაკი დაკავშირებულია ან B ნაწილაკთან ან C ნაწილაკთან, მაგრამ არა ორივესთან ერთდროულად.
ასე რომ, ანა იღებს თავის A ნაწილაკს და ატარებს მას ჩახლართული დეკოდირების აპარატში, რომელიც იძლევა პასუხს, არის თუ არა ეს ნაწილაკი დაკავშირებული B ნაწილაკთან თუ C ნაწილაკთან.
თუ პასუხი არის C, თქვენი თვალსაზრისი ჭარბობს კვანტური მექანიკის კანონების დარღვევით. თუ ნაწილაკი A დაკავშირებულია C ნაწილაკთან, რომელიც შავი ხვრელის სიღრმეშია, მაშინ ანას სამუდამოდ დაკარგული აქვს ინფორმაცია, რომელიც აღწერს მათ ურთიერთდამოკიდებულებას, რაც ეწინააღმდეგება კვანტურ კანონს, რომლის მიხედვითაც ინფორმაცია არასოდეს იკარგება.
თუ პასუხი არის B, მაშინ, ფარდობითობის ზოგადი პრინციპების საწინააღმდეგოდ, ანა მართალია. თუ ნაწილაკი A დაკავშირებულია B ნაწილაკთან, თქვენ ნამდვილად დაწვათ ჰოკინგის გამოსხივებით. იმის ნაცვლად, რომ იფრინოთ მოვლენის ჰორიზონტზე, როგორც ამას ფარდობითობა მოითხოვს, თქვენ შეეჯახეთ ცეცხლის კედელს.
ასე რომ, ჩვენ დავუბრუნდით კითხვას, რომლითაც დავიწყეთ - რა ემართება ადამიანს, რომელიც მოხვდება შავ ხვრელში? გაფრინდება თუ არა ის მოვლენის ჰორიზონტზე უვნებლად იმ რეალობის წყალობით, რომელიც საოცრად არის დამოკიდებული დამკვირვებელზე, თუ დაეჯახება ცეცხლის კედელს ( შავიხვრელებიfirewall, არ უნდა აგვერიოს კომპიუტერული ტერმინითfirewall, "firewall", პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც იცავს თქვენს კომპიუტერს ქსელში არასანქცირებული შეჭრისგან - ედ.)?
არავინ იცის პასუხი ამ კითხვაზე, თეორიული ფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე საკამათო საკითხზე.
100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში მეცნიერები ცდილობდნენ შეაერთონ ფარდობითობის ზოგადი და კვანტური ფიზიკის პრინციპები, იმ იმედით, რომ საბოლოოდ ერთი ან მეორე გაიმარჯვებს. „ცეცხლის კედლის“ პარადოქსის გადაწყვეტამ უნდა უპასუხოს კითხვას, რომელი პრინციპი ჭარბობდა და დაეხმაროს ფიზიკოსებს ყოვლისმომცველი თეორიის შექმნაში.
სურათის საავტორო უფლება Thinkstockსურათის წარწერა ან იქნებ შემდეგ ჯერზე ანა შავ ხვრელში გაგზავნოთ?ინფორმაციის გაქრობის პარადოქსის გამოსავალი შესაძლოა ანას გაშიფვრის მანქანაში იყოს. უკიდურესად რთულია იმის დადგენა, თუ რომელ სხვა ნაწილაკთან არის დაკავშირებული A ნაწილაკი. ფიზიკოსები დენიელ ჰარლოუ პრინსტონის უნივერსიტეტიდან ნიუ ჯერსიში და პატრიკ ჰეიდენი, ახლა კალიფორნიის სტენფორდის უნივერსიტეტში, აინტერესებდათ რამდენი დრო დასჭირდებოდა ამას.
2013 წელს მათ გამოთვალეს, რომ ფიზიკის კანონების მიხედვით უსწრაფესი კომპიუტერითაც კი, ანას ძალიან დიდი დრო დასჭირდებოდა ნაწილაკებს შორის ურთიერთობის გაშიფვრას - იმდენ ხანს, რომ სანამ ის პასუხს მიიღებს, შავი ხვრელი აორთქლდება. დიდი ხნის წინ.
თუ ასეა, სავარაუდოა, რომ ანას უბრალოდ არ აქვს განზრახული ოდესმე იცოდეს ვისი თვალსაზრისი მართალია. ამ შემთხვევაში ორივე ამბავი დარჩება ერთდროულად ჭეშმარიტი, რეალობა დამკვირვებელზე დამოკიდებული და ფიზიკის არცერთი კანონი არ დაირღვევა.
გარდა ამისა, უაღრესად რთულ გამოთვლებს შორის კავშირმა (რომელიც ჩვენს დამკვირვებელს, როგორც ჩანს, არ შეუძლია) და სივრცე-დროის კონტინიუმს შორის შეიძლება აიძულოს ფიზიკოსები ახალი თეორიული ასახვისკენ.
ამრიგად, შავი ხვრელები არა მხოლოდ საშიში ობიექტებია ვარსკვლავთშორისი ექსპედიციების გზაზე, არამედ თეორიული ლაბორატორიები, რომლებშიც ფიზიკური კანონების ოდნავი ცვალებადობა ისეთ ზომამდე იზრდება, რომ მათი უგულებელყოფა აღარ შეიძლება.
თუ რეალობის ნამდვილი ბუნება სადღაც დევს, მისი მოსაძებნად საუკეთესო ადგილი შავ ხვრელებშია. მაგრამ მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ გვაქვს მკაფიო გაგება იმისა, თუ რამდენად უსაფრთხოა მოვლენების ჰორიზონტი ადამიანებისთვის, უფრო უსაფრთხოა ძიების ყურება გარედან. უკიდურეს შემთხვევაში, შეგიძლიათ შემდეგ ჯერზე ანა შავ ხვრელში გაგზავნოთ - ახლა მისი ჯერია.
შავი ხვრელის კონცეფცია ყველასთვის ცნობილია - სკოლის მოსწავლეებიდან მოხუცებამდე, იგი გამოიყენება სამეცნიერო და ფანტასტიკურ ლიტერატურაში, ყვითელ მედიასა და სამეცნიერო კონფერენციებზე. მაგრამ ყველამ არ იცის ზუსტად რა არის ეს ხვრელები.
შავი ხვრელების ისტორიიდან
1783 წპირველი ჰიპოთეზა ისეთი ფენომენის არსებობის შესახებ, როგორიცაა შავი ხვრელი, წამოაყენა 1783 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა ჯონ მიშელმა. თავის თეორიაში მან გააერთიანა ნიუტონის ორი ქმნილება - ოპტიკა და მექანიკა. მიშელის იდეა ასეთი იყო: თუ სინათლე არის პაწაწინა ნაწილაკების ნაკადი, მაშინ, როგორც ყველა სხვა სხეული, ნაწილაკებმაც უნდა განიცადონ გრავიტაციული ველის მიზიდულობა. გამოდის, რომ რაც უფრო მასიურია ვარსკვლავი, მით უფრო უჭირს სინათლეს წინააღმდეგობა გაუწიოს მის მიზიდულობას. მიშელიდან 13 წლის შემდეგ, ფრანგმა ასტრონომმა და მათემატიკოსმა ლაპლასმა წამოაყენა (სავარაუდოდ, მისი ბრიტანელი კოლეგისგან დამოუკიდებლად) მსგავსი თეორია.
1915 წთუმცა, მათი ყველა ნამუშევარი გამოუცხადებელი დარჩა მე-20 საუკუნის დასაწყისამდე. 1915 წელს ალბერტ აინშტაინმა გამოაქვეყნა ფარდობითობის ზოგადი თეორია და აჩვენა, რომ გრავიტაცია არის მატერიით გამოწვეული სივრცე-დროის გამრუდება, ხოლო რამდენიმე თვის შემდეგ გერმანელმა ასტრონომმა და თეორიულმა ფიზიკოსმა კარლ შვარცშილდმა გამოიყენა იგი კონკრეტული ასტრონომიული პრობლემის გადასაჭრელად. მან გამოიკვლია მზის გარშემო მრუდი სივრცე-დროის სტრუქტურა და ხელახლა აღმოაჩინა შავი ხვრელების ფენომენი.
(ჯონ უილერმა გამოიგონა ტერმინი "შავი ხვრელები")
1967 წამერიკელმა ფიზიკოსმა ჯონ უილერმა გამოკვეთა სივრცე, რომელიც შეიძლება დაიმსხვრა, როგორც ქაღალდის ნაჭერი, უსასრულოდ მცირე წერტილად და დაასახელა ტერმინი "შავი ხვრელი".
1974 წბრიტანელმა ფიზიკოსმა სტივენ ჰოკინგმა დაამტკიცა, რომ შავ ხვრელებს, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი მატერიას უბრუნებად ყლაპავს, შეუძლიათ გამოსხივება და საბოლოოდ აორთქლება. ამ ფენომენს „ჰოკინგის გამოსხივება“ ეწოდება.
დღესდღეობით.პულსარებისა და კვაზარების უახლესმა კვლევამ, ისევე როგორც კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების აღმოჩენამ, საბოლოოდ შესაძლებელი გახადა შავი ხვრელების კონცეფციის აღწერა. 2013 წელს გაზის ღრუბელი G2 ძალიან ახლოს მივიდა შავ ხვრელთან და, სავარაუდოდ, ის შეიწოვება, უნიკალურ პროცესზე დაკვირვება დიდ შესაძლებლობებს მოგცემთ შავი ხვრელების მახასიათებლების ახალი აღმოჩენებისთვის.
რა არის სინამდვილეში შავი ხვრელები?
ფენომენის ლაკონური ახსნა ასე ჟღერს. შავი ხვრელი არის სივრცე-დროის რეგიონი, რომლის გრავიტაციული მიზიდულობა იმდენად ძლიერია, რომ ვერცერთი ობიექტი, მათ შორის მსუბუქი კვანტები, ვერ დატოვებს მას.
შავი ხვრელი ოდესღაც მასიური ვარსკვლავი იყო. სანამ თერმობირთვული რეაქციები ინარჩუნებს მაღალ წნევას მის ნაწლავებში, ყველაფერი ნორმალურად რჩება. მაგრამ დროთა განმავლობაში ენერგიის მარაგი იწურება და ციური სხეული, საკუთარი მიზიდულობის გავლენით, იწყებს შეკუმშვას. ამ პროცესის ბოლო ეტაპი არის ვარსკვლავის ბირთვის კოლაფსი და შავი ხვრელის წარმოქმნა.
- 1. შავი ხვრელის ჭავლის ამოფრქვევა დიდი სიჩქარით
- 2. მატერიის დისკი იზრდება შავ ხვრელად
- 3. შავი ხვრელი
- 4. შავი ხვრელის რეგიონის დეტალური სქემა
- 5. ნაპოვნი ახალი დაკვირვებების ზომა
ყველაზე გავრცელებული თეორია ამბობს, რომ მსგავსი ფენომენი არის ყველა გალაქტიკაში, მათ შორის ჩვენი ირმის ნახტომის ცენტრში. ხვრელის უზარმაზარ გრავიტაციას შეუძლია რამდენიმე გალაქტიკის გამართვა მის გარშემო, რაც ხელს უშლის მათ ერთმანეთისგან დაშორებას. „დაფარვის ზონა“ შეიძლება იყოს განსხვავებული, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია შავ ხვრელად ქცეული ვარსკვლავის მასაზე და შეიძლება იყოს ათასობით სინათლის წელი.
შვარცშილდის რადიუსი
შავი ხვრელის მთავარი თვისება ის არის, რომ მასში მოხვედრილი ნებისმიერი მატერია ვეღარასოდეს დაბრუნდება. იგივე ეხება სინათლეს. მათ ბირთვში ხვრელები არის სხეულები, რომლებიც მთლიანად შთანთქავენ მათზე მოხვედრილ სინათლეს და არ ასხივებენ საკუთარს. ასეთი ობიექტები შეიძლება ვიზუალურად გამოჩნდეს აბსოლუტური სიბნელის კოლტების სახით.
- 1. მატერიის მოძრავი სინათლის სიჩქარის ნახევარი
- 2. ფოტონის ბეჭედი
- 3. შიდა ფოტონის რგოლი
- 4. მოვლენათა ჰორიზონტი შავ ხვრელში
აინშტაინის ფარდობითობის ზოგად თეორიაზე დაყრდნობით, თუ სხეული უახლოვდება ხვრელის ცენტრიდან კრიტიკულ მანძილზე, ის ვეღარ დაბრუნდება. ამ მანძილს შვარცშილდის რადიუსი ეწოდება. კონკრეტულად რა ხდება ამ რადიუსში უცნობია, მაგრამ არსებობს ყველაზე გავრცელებული თეორია. ითვლება, რომ შავი ხვრელის მთელი მატერია კონცენტრირებულია უსასრულოდ პატარა წერტილში და მის ცენტრში არის უსასრულო სიმკვრივის ობიექტი, რომელსაც მეცნიერები უწოდებენ სინგულარულ აშლილობას.
როგორ ვარდება შავ ხვრელში
(სურათზე მშვილდოსანი A * შავი ხვრელი სინათლის უკიდურესად კაშკაშა გროვას ჰგავს)
არც ისე დიდი ხნის წინ, 2011 წელს, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს გაზის ღრუბელი, რომელსაც უწოდეს მარტივი სახელი G2, რომელიც ასხივებს უჩვეულო სინათლეს. ასეთმა ნათებამ შეიძლება გამოიწვიოს ხახუნი გაზსა და მტვერში, რომელიც გამოწვეულია შავი ხვრელის Sagittarius A * მოქმედებით და რომელიც ბრუნავს მის გარშემო აკრეციული დისკის სახით. ამრიგად, ჩვენ ვხდებით სუპერმასიური შავი ხვრელის მიერ გაზის ღრუბლის შთანთქმის საოცარი ფენომენის დამკვირვებლები.
ბოლო კვლევების თანახმად, შავ ხვრელთან ყველაზე ახლოს 2014 წლის მარტში მოხდება. ჩვენ შეგვიძლია ხელახლა შევქმნათ სურათი, თუ როგორ წარიმართება ეს საინტერესო სპექტაკლი.
- 1. როდესაც ის პირველად ჩნდება მონაცემებში, გაზის ღრუბელი წააგავს გაზისა და მტვრის უზარმაზარ ბურთულას.
- 2. ახლა, 2013 წლის ივნისის მონაცემებით, ღრუბელი ათობით მილიარდი კილომეტრით არის დაშორებული შავი ხვრელიდან. მასში ვარდება 2500 კმ/წმ სიჩქარით.
- 3. მოსალოდნელია, რომ ღრუბელი გაივლის შავ ხვრელს, მაგრამ მოქცევის ძალები, რომლებიც გამოწვეულია მიზიდულობის სხვაობით, რომელიც მოქმედებს ღრუბლის წინა და უკანა კიდეებზე, გამოიწვევს მის უფრო და უფრო გახანგრძლივებას.
- 4. ღრუბლის გატეხვის შემდეგ, მისი უმეტესი ნაწილი, დიდი ალბათობით, შეუერთდება აკრეციულ დისკს Sagittarius A*-ის გარშემო და წარმოქმნის მასში დარტყმის ტალღებს. ტემპერატურა რამდენიმე მილიონ გრადუსამდე მოიმატებს.
- 5. ღრუბლის ნაწილი პირდაპირ შავ ხვრელში ჩავარდება. ზუსტად არავინ იცის, რა ბედი ეწევა ამ ნივთიერებას, მაგრამ მოსალოდნელია, რომ დაცემის პროცესში ის რენტგენის სხივების მძლავრ ნაკადებს გამოსცემს და სხვა ვერავინ დაინახავს.
ვიდეო: შავი ხვრელი გაზის ღრუბელს ყლაპავს
(კომპიუტერული სიმულაცია იმის შესახებ, თუ რამდენი G2 გაზის ღრუბელი განადგურდება და მოიხმარს შავი ხვრელი Sagittarius A*)
რა არის შავი ხვრელის შიგნით?
არსებობს თეორია, რომელიც ამტკიცებს, რომ შავი ხვრელი შიგნით პრაქტიკულად ცარიელია და მთელი მისი მასა კონცენტრირებულია წარმოუდგენლად პატარა წერტილში, რომელიც მდებარეობს მის ცენტრში - სინგულარობა.
კიდევ ერთი თეორიის თანახმად, რომელიც არსებობს ნახევარი საუკუნის განმავლობაში, ყველაფერი, რაც შავ ხვრელში ვარდება, გადადის სხვა სამყაროში, რომელიც მდებარეობს თავად შავ ხვრელში. ახლა ეს თეორია არ არის მთავარი.
და არსებობს მესამე, ყველაზე თანამედროვე და გამძლე თეორია, რომლის მიხედვითაც ყველაფერი, რაც შავ ხვრელში ვარდება, იხსნება მის ზედაპირზე არსებული სიმების ვიბრაციით, რომელიც მოვლენის ჰორიზონტად არის დანიშნული.
რა არის მოვლენის ჰორიზონტი? შეუძლებელია შავ ხვრელში ჩახედვა სუპერმძლავრი ტელესკოპითაც კი, რადგან სინათლესაც კი, რომელიც გიგანტურ კოსმოსურ ძაბრში მოხვდება, უკან გამოჩენის შანსი არ აქვს. ყველაფერი, რაც შეიძლება რატომღაც განიხილება, მის უშუალო სიახლოვესაა.
მოვლენათა ჰორიზონტი არის ზედაპირის პირობითი ხაზი, რომლის ქვეშაც ვერაფერი (არც გაზი, ვერც მტვერი, ვერც ვარსკვლავები, ვერც სინათლე) ვერ გაძვრება. და ეს არის ძალიან იდუმალი წერტილი სამყაროს შავ ხვრელებში.
ყველამ იცის, რომ კოსმოსში არის ვარსკვლავები, პლანეტები, ასტეროიდები და კომეტები, რომელთა დაკვირვებაც შესაძლებელია შეუიარაღებელი თვალით ან ტელესკოპით. ასევე ცნობილია, რომ არსებობს სპეციალური კოსმოსური ობიექტები - შავი ხვრელები.ვარსკვლავი შეიძლება გადაიქცეს შავ ხვრელად სიცოცხლის ბოლომდე. ამ ტრანსფორმაციის დროს ვარსკვლავი ძალიან ძლიერად იკუმშება, ხოლო მისი მასა შენარჩუნებულია. ვარსკვლავი იქცევა პატარა, მაგრამ ძალიან მძიმე ბურთად. თუ ვივარაუდებთ, რომ ჩვენი პლანეტა დედამიწა ხდება შავი ხვრელი, მაშინ მისი დიამეტრი ამ მდგომარეობაში იქნება მხოლოდ 9 მილიმეტრი. მაგრამ დედამიწა ვერ გადაიქცევა შავ ხვრელად, რადგან პლანეტების ბირთვში სრულიად განსხვავებული რეაქციები ხდება, არა იგივე, რაც ვარსკვლავებში.
ვარსკვლავის ასეთი ძლიერი შეკუმშვა და დატკეპნა გამომდინარეობს იქიდან, რომ ვარსკვლავის ცენტრში თერმობირთვული რეაქციების გავლენის ქვეშ, მისი მიზიდულობის ძალა მნიშვნელოვნად იზრდება და იწყებს ვარსკვლავის ზედაპირის ცენტრში მიზიდვას. თანდათანობით, ვარსკვლავის შეკუმშვის სიჩქარე იზრდება და საბოლოოდ იწყებს სინათლის სიჩქარის გადაჭარბებას. როდესაც ვარსკვლავი ამ მდგომარეობას აღწევს, ის წყვეტს ბრწყინავს, რადგან სინათლის ნაწილაკები - კვანტები - ვერ გადალახავს მიზიდულობის ძალას. ვარსკვლავი ამ მდგომარეობაში წყვეტს სინათლის გამოსხივებას, ის რჩება გრავიტაციული რადიუსის "შიგნით" - საზღვარი, რომლის ფარგლებშიც ყველა ობიექტი იზიდავს ვარსკვლავის ზედაპირს. ასტრონომები ამ საზღვარს მოვლენის ჰორიზონტს უწოდებენ. და ამ საზღვრებს მიღმა შავი ხვრელის გრავიტაცია მცირდება. ვინაიდან სინათლის ნაწილაკებს არ შეუძლიათ ვარსკვლავის გრავიტაციული საზღვრის გადალახვა, შავი ხვრელის აღმოჩენა შესაძლებელია მხოლოდ ინსტრუმენტებით, მაგალითად, თუ გაურკვეველი მიზეზების გამო კოსმოსური ხომალდი ან სხვა სხეული - კომეტა ან ასტეროიდი - იწყებს ტრაექტორიის შეცვლას, მაშინ სავარაუდოდ ის მოექცა შავი ხვრელის გრავიტაციული ძალების გავლენის ქვეშ. ასეთ სიტუაციაში მართულმა კოსმოსურმა ობიექტმა სასწრაფოდ უნდა ჩართოს ყველა ძრავა და დატოვოს სახიფათო მიზიდულობის ზონა, ხოლო თუ საკმარისი ძალა არ იქნება, მაშინ მას აუცილებლად შთანთქავს შავი ხვრელი.
თუ მზეს შეეძლო შავ ხვრელად გადაქცევა, მაშინ მზის სისტემის პლანეტები იქნებოდნენ მზის გრავიტაციული რადიუსის შიგნით და ის მათ მიიზიდავდა და შთანთქავდა. ჩვენდა საბედნიეროდ, ეს არ მოხდება. მხოლოდ ძალიან დიდ, მასიურ ვარსკვლავებს შეუძლიათ შავ ხვრელად გადაქცევა. მზე ძალიან პატარაა ამისთვის. ევოლუციის პროცესში მზე დიდი ალბათობით გადაშენებულ შავ ჯუჯად გადაიქცევა. სხვა შავი ხვრელები, რომლებიც უკვე არსებობს კოსმოსში, საშიში არ არის ჩვენი პლანეტისთვის და მიწიერი კოსმოსური ხომალდებისთვის - ისინი ძალიან შორს არიან ჩვენგან.
პოპულარულ სერიალში "დიდი აფეთქების თეორია", რომლის ყურებაც შეგიძლიათ, ვერ შეიტყობთ სამყაროს შექმნის საიდუმლოებებს ან კოსმოსში შავი ხვრელების მიზეზებს. მთავარი გმირები არიან გატაცებული მეცნიერებით და მუშაობენ უნივერსიტეტის ფიზიკის განყოფილებაში. ისინი მუდმივად ხვდებიან სხვადასხვა სასაცილო სიტუაციებში, რომელთა ყურებაც სასიამოვნოა.
როგორც გასული საუკუნეების მეცნიერებისთვის, ასევე ჩვენი დროის მკვლევრებისთვის, სივრცის უდიდესი საიდუმლო შავი ხვრელია. რა არის ფიზიკისთვის ამ სრულიად უცნობ სისტემაში? რა კანონები მოქმედებს იქ? როგორ გადის დრო შავ ხვრელში და რატომ არ შეუძლია მისგან თავის დაღწევა სინათლის კვანტსაც? ახლა ჩვენ შევეცდებით, რა თქმა უნდა, თეორიის და არა პრაქტიკის თვალსაზრისით, გავიგოთ, რა არის შავი ხვრელის შიგნით, რატომ ჩამოყალიბდა და არსებობს ის, პრინციპში, როგორ იზიდავს ის ობიექტებს, რომლებიც აკრავს მას.
პირველ რიგში, მოდით აღვწეროთ ეს ობიექტი.
ასე რომ, სამყაროში სივრცის გარკვეულ რეგიონს შავი ხვრელი ეწოდება. შეუძლებელია მისი ცალკე ვარსკვლავი ან პლანეტის გამოყოფა, რადგან ის არც მყარი და არც აირისებრი სხეულია. იმის გარეშე, თუ რა არის სივრცე დრო და როგორ შეიძლება შეიცვალოს ეს ზომები, შეუძლებელია იმის გაგება, თუ რა არის შავი ხვრელის შიგნით. ფაქტია, რომ ეს ტერიტორია არ არის მხოლოდ სივრცითი ერთეული. რაც ამახინჯებს ჩვენთვის ცნობილ სამ განზომილებას (სიგრძე, სიგანე და სიმაღლე) და ვადებს. მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ ჰორიზონტის რეგიონში (ე.წ. ხვრელის მიმდებარე ტერიტორია) დრო იძენს სივრცულ მნიშვნელობას და შეუძლია წინ და უკან გადაადგილება.
შეიტყვეთ გრავიტაციის საიდუმლოებები
თუ გვინდა გავიგოთ რა არის შავი ხვრელის შიგნით, დეტალურად განვიხილავთ რა არის გრავიტაცია. სწორედ ეს ფენომენია საკვანძო ეგრეთ წოდებული „ჭიის ხვრელების“ ბუნების გასაგებად, საიდანაც სინათლეც ვერ გაექცევა. გრავიტაცია არის ურთიერთქმედება ყველა სხეულს შორის, რომელსაც აქვს მატერიალური საფუძველი. ასეთი გრავიტაციის სიძლიერე დამოკიდებულია სხეულების მოლეკულურ შემადგენლობაზე, ატომების კონცენტრაციაზე და ასევე მათ შემადგენლობაზე. რაც უფრო მეტი ნაწილაკი იშლება სივრცის გარკვეულ არეალში, მით მეტია გრავიტაციული ძალა. ეს განუყოფლად არის დაკავშირებული დიდი აფეთქების თეორიასთან, როდესაც ჩვენი სამყარო ბარდის ზომის იყო. ეს იყო მაქსიმალური სინგულარობის მდგომარეობა და სინათლის კვანტების ციმციმის შედეგად სივრცემ დაიწყო გაფართოება იმის გამო, რომ ნაწილაკები ერთმანეთს უკუაგდებდნენ. ზუსტად საპირისპიროს აღწერენ მეცნიერები, როგორც შავი ხვრელი. რა არის შიგნით ასეთი რამ TBZ-ის მიხედვით? სინგულარობა, რომელიც უდრის ჩვენი სამყაროს თანდაყოლილი მაჩვენებლების დაბადების მომენტში.
როგორ ხვდება მატერია ჭიის ხვრელში?
არსებობს მოსაზრება, რომ ადამიანი ვერასოდეს გაიგებს რა ხდება შავი ხვრელის შიგნით. მას შემდეგ, რაც იქ, მას ფაქტიურად გაანადგურებს გრავიტაცია და გრავიტაცია. სინამდვილეში ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. დიახ, მართლაც, შავი ხვრელი არის სინგულარობის რეგიონი, სადაც ყველაფერი მაქსიმალურად არის შეკუმშული. მაგრამ ეს სულაც არ არის „კოსმოსური მტვერსასრუტი“, რომელსაც შეუძლია ყველა პლანეტა და ვარსკვლავი თავის თავში ჩააგდოს. ნებისმიერი მატერიალური ობიექტი, რომელიც მოვლენის ჰორიზონტზეა, დააკვირდება სივრცისა და დროის ძლიერ დამახინჯებას (ჯერჯერობით, ეს ერთეულები ერთმანეთისგან დგანან). გეომეტრიის ევკლიდური სისტემა დაიწყებს რყევას, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი იკვეთება, სტერეომეტრიული ფიგურების კონტურები შეწყვეტენ ნაცნობობას. რაც შეეხება დროს, ის თანდათან შენელდება. რაც უფრო უახლოვდებით ხვრელს, მით უფრო ნელა მიიწევს საათი დედამიწის დროთან შედარებით, მაგრამ თქვენ ამას ვერ შეამჩნევთ. „ჭიის ხვრელზე“ დარტყმისას სხეული ნულოვანი სიჩქარით დაეცემა, მაგრამ ეს ერთეული უსასრულობის ტოლი იქნება. გამრუდება, რომელიც უსასრულოს უტოლდება ნულს, რაც საბოლოოდ აჩერებს დროს სინგულარობის რეგიონში.
გამოსხივებულ შუქზე რეაგირება
სივრცეში ერთადერთი ობიექტი, რომელიც იზიდავს სინათლეს, არის შავი ხვრელი. რა არის მის შიგნით და რა ფორმით არის ის უცნობია, მაგრამ მათ მიაჩნიათ, რომ ეს არის სიბნელე, რომლის წარმოდგენაც შეუძლებელია. სინათლის კვანტები, იქ მოხვედრა, უბრალოდ არ ქრება. მათი მასა მრავლდება სინგულარობის მასაზე, რაც მას კიდევ უფრო დიდს ხდის და ადიდებს.ამგვარად, თუ ჭიის ხვრელის შიგნით აანთებთ ფანარს, რომ მიმოიხედოთ, ის არ ანათებს. გამოსხივებული კვანტები გამუდმებით გამრავლდება ხვრელის მასაზე და, უხეშად რომ ვთქვათ, თქვენ მხოლოდ დაამძიმებთ თქვენს მდგომარეობას.
შავი ხვრელები ყველგან
როგორც უკვე გავარკვიეთ, განათლების საფუძველია გრავიტაცია, რომლის ღირებულება მილიონჯერ მეტია, ვიდრე დედამიწაზე. ზუსტი წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ რა არის შავი ხვრელი, მისცა სამყაროს კარლ შვარცშილდმა, რომელმაც, ფაქტობრივად, აღმოაჩინა მოვლენის ჰორიზონტი და უკუქცევის წერტილი და ასევე დაადგინა, რომ ნული სინგულარულ მდგომარეობაში უდრის უსასრულობას. . მისი აზრით, შავი ხვრელი შეიძლება წარმოიქმნას კოსმოსში ნებისმიერ ადგილას. ამ შემთხვევაში, გარკვეული მატერიალური ობიექტი, რომელსაც აქვს სფერული ფორმა, უნდა მიაღწიოს გრავიტაციულ რადიუსს. მაგალითად, ჩვენი პლანეტის მასა უნდა შეესაბამებოდეს ერთი ბარდის მოცულობას, რომ გახდეს შავი ხვრელი. მზეს კი მისი მასით 5 კილომეტრის დიამეტრი უნდა ჰქონდეს - მაშინ მისი მდგომარეობა სინგულარული გახდება.
ახალი სამყაროს ფორმირების ჰორიზონტი
ფიზიკისა და გეომეტრიის კანონები შესანიშნავად მუშაობს დედამიწაზე და გარე სივრცეში, სადაც სივრცე ახლოსაა ვაკუუმთან. მაგრამ ისინი სრულიად კარგავენ თავიანთ მნიშვნელობას მოვლენის ჰორიზონტზე. სწორედ ამიტომ, მათემატიკური თვალსაზრისით, შეუძლებელია გამოვთვალოთ რა არის შავი ხვრელის შიგნით. ნახატები, რომლებითაც შეგიძლიათ შექმნათ, თუ სამყაროს ჩვენი იდეების შესაბამისად ახვევთ სივრცეს, რა თქმა უნდა შორს არის სიმართლისგან. მხოლოდ დადგინდა, რომ აქ დრო სივრცულ ერთეულად იქცევა და, დიდი ალბათობით, არსებულს კიდევ რამდენიმე განზომილება ემატება. ეს შესაძლებელს ხდის დავიჯეროთ, რომ შავი ხვრელის შიგნით სრულიად განსხვავებული სამყაროები იქმნება (ფოტო, როგორც მოგეხსენებათ, ამას არ აჩვენებს, რადგან სინათლე იქ თავს ჭამს). ეს სამყაროები შესაძლოა შედგებოდეს ანტიმატერიისგან, რომელიც ამჟამად მეცნიერებისთვის უცნობია. ასევე არსებობს ვერსიები, რომ უკუმობრუნების სფერო არის მხოლოდ პორტალი, რომელიც მიდის ან სხვა სამყაროში ან ჩვენი სამყაროს სხვა წერტილებში.
დაბადება და სიკვდილი
შავი ხვრელის არსებობაზე ბევრად მეტია მისი დაბადება ან გაქრობა. სფერო, რომელიც ამახინჯებს სივრცე-დროს, როგორც უკვე გავარკვიეთ, კოლაფსის შედეგად წარმოიქმნება. ეს შეიძლება იყოს დიდი ვარსკვლავის აფეთქება, სივრცეში ორი ან მეტი სხეულის შეჯახება და ა.შ. მაგრამ როგორ გახდა მატერია, რომელიც თეორიულად შეიგრძნობოდა, დროის დამახინჯების სფეროდ იქცა? თავსატეხი მიმდინარეობს. მაგრამ ამას მოჰყვება მეორე კითხვა - რატომ ქრება ასეთი უკუქცევის სფეროები? და თუ შავი ხვრელები აორთქლდება, მაშინ რატომ არ გამოდის მათგან ეს სინათლე და მთელი კოსმოსური მატერია, რომელიც მათ გამოიყვანეს? როდესაც მატერია სინგულარობის ზონაში იწყებს გაფართოებას, გრავიტაცია თანდათან მცირდება. შედეგად, შავი ხვრელი უბრალოდ იშლება და ჩვეულებრივი ვაკუუმი გარე სივრცე თავის ადგილზე რჩება. აქედან მომდინარეობს კიდევ ერთი საიდუმლო - სად წავიდა ყველაფერი, რაც მასში შევიდა?
გრავიტაცია - ჩვენი გასაღები ბედნიერი მომავლისთვის?
მკვლევარები დარწმუნებულნი არიან, რომ კაცობრიობის ენერგეტიკული მომავალი შეიძლება ჩამოყალიბდეს შავი ხვრელის მიერ. რა არის ამ სისტემის შიგნით, ჯერჯერობით უცნობია, მაგრამ შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ მოვლენის ჰორიზონტზე ნებისმიერი მატერია გარდაიქმნება ენერგიად, მაგრამ, რა თქმა უნდა, ნაწილობრივ. მაგალითად, ადამიანი, რომელიც აღმოჩნდება უპასუხისმგებლო პუნქტთან ახლოს, დაუთმობს თავისი მატერიის 10 პროცენტს მის ენერგიად გადამუშავებისთვის. ეს მაჩვენებელი უბრალოდ კოლოსალურია, ის ასტრონომების სენსაციად იქცა. ფაქტია, რომ დედამიწაზე, როდესაც მატერია მუშავდება ენერგიად მხოლოდ 0,7 პროცენტით.
