Teoria względności i czarne dziury w kosmosie

Czarne dziury w kosmosie są jednym z najbardziej niesamowitych zjawisk wszechświata znanych współczesnej nauce. Ich istnienie przewidywał Albert Einstein w pierwszej ćwierci XX wieku.

Teoria względności, relacja przestrzeni i czasu

Już pod koniec XIX wieku fizyka była uważana za praktycznie wyczerpaną naukę. Naukowcom wydawało się, że wszystkie tajemnice natury zostały rozwiązane, a struktura otoczenia

świat ma zostać w pełni wyjaśnionyistniejące reprezentacje nauki. Jak się okazało, Wszechświat przedstawił fizykom zadziwiająco nieoczekiwane wieści. Młoda wówczas nauka - termodynamika - odkryła, że ​​rozprzestrzeniania się światła nie tłumaczy klasyczne prawa mechaniki newtonowskiej. To zadanie zajęło umysły naukowców z całego świata. Możliwe było rozwiązanie tego problemu przez młodego pracownika urzędu patentowego ze Szwajcarii. Nazywał się Albert Einstein. Stworzył obraz świata - teorię względności - całkowicie zmienił wyobrażenie ludzkości o strukturze wszechświata. Wśród wszystkich innych konsekwencji teorii względności nierozerwalny związek między przestrzenią a czasem stał się niezwykłym wnioskiem. Bez wchodzenia w szczegóły możemy powiedzieć, że prędkość upływu czasu dla konkretnej osoby (lub dowolnego obiektu - ramy odniesienia) jest ściśle związana z prędkością ruchu w przestrzeni. Przy dostępnych nam codziennych prędkościach jest to całkowicie niewidoczne. Jeśli jednak ciało przyspieszy do prędkości bliskiej prędkości światła, zaczną się cuda - czas dosłownie zwolni. Pomysł ten był wielokrotnie wdrażany w science fiction XX wieku.

Krzywizna przestrzeni i czasu, czarne dziury w przestrzeni

Innym interesującym wnioskiem Einsteina było tofakt, że zarówno przestrzeń, jak i czas mogą dosłownie zginać się pod wpływem sił grawitacyjnych. Oznacza to, że czas płynie wolniej, nie tylko dla szybko poruszającego się obiektu, ale także w pobliżu bardzo masywnych ciał. A im bliżej, tym więcej czasu zwalnia.

Choć może się to wydawać paradoksalne, ale na początkuna podłodze wieżowca czas płynie bardziej miarowo niż dwudziestego. Ale znowu, z powodu stosunkowo niewielkich rozmiarów Ziemi, nigdy tego nie zauważamy. Różnica jest w milionowych częściach sekundy. Występuje również krzywizna przestrzeni. Po prostu pochyla się w kierunku masywnego ciała, dosłownie przyciągając je do siebie swoją grawitacją. Już z tego faktu wynikało, że mogą istnieć czarne dziury w kosmosie. Możliwość istnienia takich ciał była zakładana jeszcze przed odkryciem teorii względności przez osiemnastowiecznego naukowca Johna Mitchella. Jednak Karl Schwarzschild, inny niemiecki naukowiec, jako pierwszy udowodnił to na podstawie równań Einsteina.

Pierwsze praktyczne potwierdzenie EinsteinaTeoria krzywizny przestrzeni została potwierdzona już w 1919 roku, kiedy angielski astronom Arthur Eddington potwierdził, że światło odległych gwiazd przechodzących w pobliżu Słońca jest przez nie zakrzywione. Jest to tak masywne ciało, że nie tylko pochyla w swoim kierunku wszystkie ciała i promienie światła przelatujące obok niego, ale także przyciąga je do siebie. Na Ziemi, aby wysłać ciało w kosmos, należy nadać mu prędkość 11,2 km na sekundę. Nazywa się to prędkością ucieczki. Ale na cięższej planecie, na przykład na Jowiszu, wymagałoby to większej prędkości i odpowiednio więcej energii. Wyobraź sobie, że czarne dziury w kosmosie są obiektami tak gęstymi, że ich prędkość ucieczki jest większa niż 300 tysięcy km / sek. Oznacza to, że światło nie może ich pokonać.

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

Nowoczesne spojrzenie na przestrzeń. Czarne dziury na mapach astrofizycznych

Naukowcy odkryli dziś ponad tysiąc obiektówna gwiaździstym niebie, które są uważane za czarne dziury. Trudność w ich dokładnym określeniu polega na tym, że obiektów tych nie można bezpośrednio obserwować. Można je zauważyć jedynie po zachowaniu 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.