De relativiteitstheorie en zwarte gaten in de ruimte

Zwarte gaten in de ruimte zijn een van de meest verbazingwekkende verschijnselen in het universum die de moderne wetenschap kent. Hun bestaan ​​werd voorspeld door Albert Einstein in het eerste kwart van de 20e eeuw.

De relativiteitstheorie, het verband tussen ruimte en tijd

Zelfs aan het einde van de 19e eeuw werd natuurkunde als een bijna uitgeputte wetenschap beschouwd. Het leek wetenschappers dat alle mysteries van de natuurlijke natuur waren opgelost, evenals de structuur van de omgeving

de wereld staat op het punt volledig uitgelegd te worden in termen vanbestaande concepten van wetenschap. Het blijkt dat het universum verrassend onverwacht nieuws voor natuurkundigen heeft gebracht. De toenmalige jonge wetenschap - de thermodynamica - ontdekte dat de voortplanting van licht niet wordt verklaard door de klassieke wetten van de Newtoniaanse mechanica. Deze taak heeft de hoofden van wetenschappers over de hele wereld beziggehouden. Het werd opgelost door een jonge medewerker van het octrooibureau uit Zwitserland. Zijn naam was Albert Einstein. Het beeld van de wereld dat hij creëerde - de relativiteitstheorie - veranderde het idee van de mensheid over de structuur van het universum volledig. Naast alle andere gevolgen van de relativiteitstheorie, werd de onlosmakelijke verbinding tussen ruimte en tijd een opmerkelijke conclusie. Zonder in details te treden, kunnen we zeggen dat de snelheid van de tijd voor een bepaalde persoon (of een ander object - een referentiekader) nauw verband houdt met de snelheid van beweging in de ruimte. Bij dagelijkse snelheden die voor ons beschikbaar zijn, is dit volledig onzichtbaar. Als je het lichaam echter versnelt tot een snelheid die dichtbij de snelheid van het licht ligt, zullen wonderen beginnen - de tijd zal letterlijk langzamer gaan. Dit idee is herhaaldelijk geïmplementeerd in sciencefiction van de 20e eeuw.

Kromming van ruimte en tijd, zwarte gaten in de ruimte

Een andere interessante conclusie van Einstein was dathet feit dat zowel ruimte als tijd letterlijk kunnen buigen onder invloed van de zwaartekracht. Dit betekent dat de tijd langzamer verloopt, niet alleen voor een snel bewegend object, maar ook in de buurt van zeer zware lichamen. En hoe dichterbij, hoe langer de tijd vertraagt.

Hoe paradoxaal het ook mag klinken, maar in eerste instantieop de vloer van de wolkenkrabber verstrijkt de tijd meer afgemeten dan op de twintigste. Maar nogmaals, vanwege de relatief kleine omvang van de aarde merken we dit nooit op. Het verschil zit in de miljoensten van een seconde. De kromming van de ruimte treedt ook op. Het buigt gewoon naar een enorm lichaam en trekt het letterlijk met zijn zwaartekracht naar zich toe. Hieruit volgde al dat er zwarte gaten in de ruimte konden bestaan. De mogelijkheid van dergelijke lichamen werd al aangenomen vóór de ontdekking van de relativiteitstheorie door de 18e-eeuwse wetenschapper John Mitchell. Een andere Duitse wetenschapper, Karl Schwarzschild, was echter de eerste die dit bewees op basis van Einsteins vergelijkingen.

De eerste praktische bevestiging van Einstein'sDe theorie van de kromming van de ruimte werd al in 1919 bevestigd, toen de Engelse astronoom Arthur Eddington bevestigde dat het licht van verre sterren die nabij de zon passeren inderdaad erdoor wordt gebogen. Dit is zo'n massief lichaam dat het niet alleen alle lichamen en lichtstralen die er langs vliegen in zijn richting buigt, maar ze ook naar zichzelf trekt. Om een ​​lichaam op aarde de ruimte in te sturen, is het nodig om het een snelheid van 11,2 km per seconde te geven. Dit wordt de ontsnappingssnelheid genoemd. Maar op een zwaardere planeet, bijvoorbeeld op Jupiter, zou het meer snelheid nodig hebben en dus meer energie. Stel je voor dat zwarte gaten in de ruimte objecten zijn die zo dicht zijn dat hun ontsnappingssnelheid hoger is dan 300 duizend km / sec. Dit betekent dat het licht ze niet kan overwinnen.

attractie. En als een zwart gat in de ruimte geen licht afgeeft, kan er niets aan ontsnappen. Omdat volgens de relativiteitstheorie de lichtsnelheid de hoogst mogelijke snelheid in de natuur is.

Een moderne kijk in de ruimte. Zwarte gaten op astrofysische kaarten

Wetenschappers hebben vandaag meer dan duizend objecten ontdektin de sterrenhemel, die als zwarte gaten worden beschouwd. De moeilijkheid om ze precies te identificeren, is dat deze objecten niet rechtstreeks kunnen worden waargenomen. Ze kunnen alleen worden opgemerkt door het gedrag van naburige hemellichamen. Dus in het centrum van de meeste sterrenstelsels zijn er enorme massa's zwarte gaten waar miljarden sterren omheen draaien. Inclusief onze Melkweg.