10 faits sur les trous noirs, qui tout le monde devrait savoir

Un trou Noir c'est peut-être le plus mystérieux des objets de l'Univers. Si, bien sûr, quelque part dans les profondeurs ne se cachent des choses dont l'existence nous ne savons pas et ne pouvons pas savoir, ce qui est peu probable. Un trou noir c'est un énorme masse et de la densité compactée dans un point de petit rayon. Les propriétés physiques de ces objets sont tellement étranges que font casser la tête les plus exigeants des physiciens et astrophysiciens. Sabine Хоссфендер, physicien théoricien, a fait une sélection de dix faits sur les trous noirs, qui tout le monde devrait savoir.

Qu'est-ce qu'un trou noir?

Définition d'une propriété d'un trou noir est son horizon. C'est la frontière, la rupture de la que rien, pas même la lumière, ne peut pas revenir en arrière. Si séparé de la zone est séparée à jamais, nous parlons de «l'horizon des événements». Si elle est temporairement séparés, nous parlons de «visible à l'horizon». Mais c'est «temporairement» peut également signifier que la zone qui va remettre beaucoup plus longtemps actuel de l'âge de l'Univers. Si l'horizon d'un trou noir est temporaire, mais longue, la différence entre la première et la deuxième se répand.

quel est le grand trou noir?

Vous Pouvez imaginer l'horizon d'un trou noir comme une sphère, le diamètre est directement proportionnelle à la masse du trou noir. Par conséquent, plus la masse tombe dans un trou noir, plus il devient un trou noir. En comparaison avec les objets, cependant, les trous noirs minuscules, parce que la masse est comprimé dans un très petit volume sous l'effet irrésistible de la gravité de la pression. Le rayon d'un trou noir de la masse de la planète Terre, par exemple, à seulement quelques millimètres. C'est à 10 000 000 000 de fois moins que le présent rayon de la Terre.

Le Rayon d'un trou noir est appelé le rayon de Schwarzschild en l'honneur de Karl Schwarzschild, qui a d'abord fait sortir par les trous noirs comme solution à la théorie générale de la relativité d'Einstein.

Qu'est-ce qui se passe à l'horizon?

Lorsque vous traversez l'horizon, autour de vous, rien ne se passe. Tous à cause du principe d'équivalence d'Einstein, ce qui implique que vous ne pouvez pas trouver la différence entre l'accélération dans un espace plat et le champ gravitationnel, créent de la courbure de l'espace. Toutefois, l'observateur, loin du trou noir, qui observe, comme quelqu'un d'autre tombe dans sa remarquera que la personne va se déplacer de plus en plus lent, de venir à l'horizon. Si près de l'horizon des événements se déplace plus lentement que l'écart de l'horizon. Cependant, il faudra un certain temps, et de tomber dans un trou, l'observateur franchit l'horizon des événements et se trouvera à l'intérieur du rayon de Schwarzschild.

Ce que vous ressentez à l'horizon dépend de la marée de la force du champ gravitationnel. Marée de force à l'horizon inversement proportionnelles au carré de la masse du trou noir. Cela signifie que de plus en plus lourd trou noir, moins de force. Et si seulement le trou noir sera assez массивна, vous serez en mesure de surmonter l'horizon avant que remarquez que quelque chose se passe. L'effet de ces forces de marée растянет vous: le terme technique, qui utilisent pour cela la physique, appelé «спагеттификация».

Dans les premiers jours de la théorie de la relativité générale, on pensait que, à l'horizon, il existe une singularité, mais ce n'était pas le cas.

à l'intérieur d'un trou noir?

Personne ne sait pour sûr, mais pas étagère. La relativité générale prédit que dans le trou noir de la singularité, un endroit dans lequel l'énergie marémotrice deviennent infiniment grandes, et une fois que vous avez vaincu l'horizon des événements, vous ne pouvez pas obtenir n'importe où ailleurs, sauf dans la singularité. En conséquence, la théorie de la relativité générale est préférable de ne pas utiliser dans ces lieux, elle est tout simplement ne fonctionne pas. Pour dire ce qui se passe à l'intérieur d'un trou noir, nous avons besoin d'une théorie de la gravitation quantique. Il est généralement admis que cette théorie remplace la singularité autre chose.

Comment se forment les trous noirs?

Nous savons actuellement sur les quatre différents modes d'éducation des trous noirs. Le mieux comprenons associée à l'effondrement stellaire. Assez grande étoile forme un trou noir après sa fusion nucléaire s'arrête, parce que tout ce qu'il était déjà possible de synthétiser, il a été synthétisé. Lorsque la pression générée par la synthèse s'arrête, la substance commence à tomber au propre gravitationnel de la province, en devenant de plus en plus dense. En fin de compte, il est si compacte, que rien ne peut surmonter l'effet gravitationnel à la surface de l'étoile: ainsi est né le trou noir. Ces trous noirs sont appelés «trous noirs de la masse solaire» et la plus répandue.

Suit le type le plus courant de trous noirs sont «сверхмассивные trous noirs», qui est disponible dans les centres de nombreuses galaxies et qui ont une masse d'environ un milliard de fois plus que le trou noir d'une masse solaire. Jusqu'à ce qu'on ne sait pas exactement comment ils sont formés. On croit que quand ils commencent comme un trou noir d'une masse solaire, qui, dans les peuplé de galaxies, les centres ont absorbé de nombreuses autres étoiles et de grandir. Toutefois, ils semblent absorber la substance plus rapidement que ne le suggère cette idée simple, et exactement comment ils le font — encore l'objet de recherches.

Le Plus controversé de l'idée de l'acier primaire des trous noirs qui pourraient s'être formés presque toute la masse dans les grandes флуктуациях densité du début de l'Univers. Bien que cela peut-être assez difficile de trouver le modèle qui les produit, ce n'est pas en créant excessive de leurle nombre.

Enfin, il y a très spéculative sur l'idée que le Grand collisionneur de hadrons (lhc) peuvent se former de minuscules trous noirs de masses proches de la masse du boson de Higgs. Cela fonctionne uniquement si l'Univers il y a une dimension supplémentaire. Jusqu'à ce que n'avait aucune preuve à l'appui de cette théorie.

comment savons-nous que les trous noirs existent?

Nous avons beaucoup de contrôle de la preuve de l'existence d'objets compacts avec de grandes masses, qui n'émettent de la lumière. Ces objets se donnent de l'attraction gravitationnel, par exemple, par le mouvement des autres étoiles ou les nuages de gaz autour d'eux. Ils créent également de la gravité линзирование. Nous savons que ces entités n'ont pas de surface solide. Cela découle de l'observation, parce que la substance, en tombant sur un objet à la surface, doit mener à un rejet plus grand nombre de particules, que la substance, tombant à travers l'horizon.

Pourquoi l'année dernière, Hawking a déclaré que les trous noirs n'existent pas?

Il voulait dire que les trous noirs n'ont pas éternelle de l'horizon des événements, mais seulement temporaire apparente de l'horizon (voir le paragraphe premier). Dans le strict sens que l'horizon des événements est considéré comme un trou noir.

Comment les trous noirs émettent des rayonnements?

Les trous Noirs émettent un rayonnement grâce à des effets quantiques. Il est important de noter que c'est les effets de la substance, et non pas les effets de la gravité. Dynamique de l'espace-temps коллапсирующей un trou noir change la définition même de la particule. Comme un écoulement du temps, qui est déformée à côté d'un trou noir, la notion de particules est trop dépendante de l'observateur. En particulier, quand l'observateur, tombant dans un trou noir, pense qu'il tombe dans le vide, l'observateur loin du trou noir pense que ce n'est pas le vide, mais pleine de particules de l'espace. C'est l'étirement de l'espace-temps provoque cet effet.

Pour la Première fois découvert par Stephen Hawking, émis par un trou noir, le rayonnement est appelé «le rayonnement de Hawking». Ce rayonnement a une température de retour au prorata de la masse du trou noir: le plus petit trou noir, plus la température. De star et des trous noirs supermassifs, qui, nous le savons, la température est bien en dessous de la température de la micro-ondes de l'arrière-plan et n'est donc pas observée.

qu'est-ce Que l'information paradoxe?

Le Paradoxe de la perte d'information due à un rayonnement de Hawking. Ce rayonnement est purement thermique, c'est par hasard et de certaines propriétés a seulement la température. Le rayonnement lui-même ne contient aucune information sur comment s'est formé un trou noir. Mais quand le trou noir émet un rayonnement, elle perd de la masse et à la baisse. Tout cela ne dépend absolument pas de la substance, qui est devenue partie intégrante du trou noir ou dont elle s'est formée. Sort, sachant que l'état final de l'évaporation ne peut pas dire de quoi est formé un trou noir. Ce processus «irréversible» — et le hic, c'est que la mécanique quantique n'est pas un tel processus.

Sort, l'évaporation d'un trou noir n'est pas compatible avec la théorie quantique, connue de nous, et cela doit faire quelque chose. D'une certaine façon à éliminer les incohérences. La plupart des physiciens pensent que la solution réside dans le fait que le rayonnement de Hawking doit en quelque sorte contenir des informations.

ce Que propose Hawking pour résoudre le paradoxe de l'information d'un trou noir?

L'Idée est que le trou noir doit être un moyen de stocker des informations qui n'ont pas encore adopté. Les informations sont stockées sur l'horizon d'un trou noir, et qui peut causer le déplacement de particules minuscules dans le rayonnement de Hawking. Dans ces minuscules décalage peut être des informations sur emprisonnée à l'intérieur de la matière. Les détails exacts de ce processus n'est actuellement définie. Les scientifiques attendent plus détaillée d'un document technique de Stephen Hawking, Malcolm Perry et Andrew Строминджера. Ils disent qu'il apparaît à la fin de septembre.

À ce moment, nous sommes convaincus que les trous noirs existent, nous savons où ils se trouvent, comment se forment et que deviendront à la fin. Mais les détails de ce qui se passe au déverse dans lesquels, jusqu'à présent, représentent l'une des plus grandes énigmes de l'Univers.