Teoria względności i czarne dziury w kosmosie

Czarne dziury w kosmosie są jednym z najbardziej zaskakujących fenomenów wszechświata, znanych współczesnej nauce. Ich istnienie przewidział Albert Einstein w pierwszej ćwierci XX wieku.

Teoria względności, połączenie przestrzeni i czasu

Nawet pod koniec XIX wieku fizykę uważano za praktycznie wyczerpaną naukę. Wydawało się naukowcom, że wszystkie zagadki natury zostały rozwiązane i urządzenie otoczenia

świat zostanie w pełni wyjaśniony w ramachistniejące pomysły naukowe. Jak się okazało, Wszechświat przedstawił zaskakująco niespodziewaną wiadomość dla fizyków. Młody w tym czasie, nauka - termodynamika - odkrył, że rozprzestrzenianie się światła nie wynika z klasycznych praw mechaniki Newtona. To zadanie zajęło umysły naukowców z całego świata. Aby go rozwiązać, możliwe było, że młody pracownik biura patentowego ze Szwajcarii. Nazywał się Albert Einstein. Obraz świata, który stworzył - teoria względności - całkowicie zmienił pojęcie ludzkości o strukturze wszechświata. Wśród wszystkich pozostałych konsekwencji teorii względności nieodłączny związek między przestrzenią a czasem był niezwykłym wnioskiem. Nie wchodząc w szczegóły, możemy powiedzieć, że szybkość upływu czasu dla konkretnej osoby (lub dowolnego obiektu - układu odniesienia) jest ściśle związana z prędkością poruszania się w przestrzeni. Przy dostępnych prędkościach dziennych jest to całkowicie niezauważalne. Jeśli jednak przyspieszysz ciało do prędkości zbliżonej do prędkości światła, zaczną się cuda - czas dosłownie zwolni. Pomysł ten był wielokrotnie realizowany w science fiction XX wieku.

Krzywizna przestrzeni i czasu, czarne dziury w przestrzeni

Innym ciekawym wnioskiem Einsteina było tofakt, że zarówno przestrzeń, jak i czas są dosłownie wypaczone przez siły grawitacji. Oznacza to, że czas płynie wolniej nie tylko dla szybko poruszających się obiektów, ale także dla bardzo masywnych ciał. Im bliżej niego, tym więcej czasu zwalnia.

Jednak może to brzmieć paradoksalnie, ale na początkuPodłoga czasu wieżowca jest bardziej mierzona niż w dwudziestym. Ale znowu, z powodu stosunkowo małych wymiarów przestrzeni Ziemi, nigdy tego nie zauważamy. Różnica to milionowa część sekundy. Jest więc krzywizna przestrzeni. Po prostu pochyla się w kierunku masywnego ciała, dosłownie przyciągając je do siebie grawitacją. Z tego właśnie wynika, że ​​mogą istnieć czarne dziury w kosmosie. Możliwość takich ciał miała miejsce jeszcze przed odkryciem teorii względności przez naukowca XVIII wieku przez Johna Mitchella. Jednak pierwszym, który to udowodnił na podstawie równań Einsteina, był inny niemiecki naukowiec Karl Schwarzschild.

Pierwsze praktyczne potwierdzenie EinsteinaTeoria krzywizny przestrzeni została potwierdzona w 1919 roku, kiedy angielski astronom Arthur Eddington potwierdził, że światło odległych gwiazd przechodzących koło Słońca, naprawdę zakrzywiały się. Jest tak masywnym ciałem, że nie tylko pochyla się na bok, wszystkie ciała i promienie światła przechodzące obok niego, ale także przyciąga je do siebie. Na Ziemi, aby wysłać ciało w kosmos, konieczne jest nadanie mu prędkości 11,2 km na sekundę. Nazywa się to prędkością ucieczki. Ale na cięższej planecie, takiej jak Jowisz, wymagałoby to dużej prędkości i, odpowiednio, dużo energii. I wyobraź sobie, że czarne dziury w kosmosie są tak gęstymi obiektami, że ich prędkość ucieczki przekracza 300 tysięcy km / s. Oznacza to, że światło nie może ich pokonać

atrakcja. A jeśli czarna dziura w kosmosie nie wyzwala światła, to nic nie może przed nią uciec. Ponieważ zgodnie z teorią względności prędkość światła jest największą możliwą prędkością w przyrodzie.

Nowoczesny wygląd w kosmosie. Czarne dziury na mapach astrofizyków

Dzisiaj naukowcy odkryli ponad tysiąc obiektówna gwiaździstym niebie, które są uważane za czarne dziury. Trudność wynikająca z ich dokładnej definicji polega na tym, że obiektów tych nie można bezpośrednio obserwować. Można je dostrzec tylko przez zachowanie sąsiednich ciał niebieskich. Tak więc w centrum większości galaktyk znajdują się ogromne masy czarnych dziur, wokół których krążą miliardy gwiazd. W tym nasza Droga Mleczna.