ทฤษฎีสัมพัทธภาพและหลุมดำในอวกาศ

หลุมดำในอวกาศเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์ที่สุดในจักรวาลที่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้จัก อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ทำนายการดำรงอยู่ของพวกเขาในช่วงไตรมาสแรกของศตวรรษที่ 20

ทฤษฎีสัมพัทธภาพการเชื่อมต่อระหว่างอวกาศและเวลา

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 ฟิสิกส์ถือเป็นวิทยาศาสตร์ที่ใกล้หมด นักวิทยาศาสตร์ดูเหมือนว่าความลึกลับทั้งหมดของธรรมชาติได้รับการแก้ไขและโครงสร้างของสิ่งรอบข้าง

โลกกำลังจะได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วนในแง่ของแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่ ปรากฎว่าจักรวาลได้นำข่าวที่ไม่คาดคิดมาสู่นักฟิสิกส์ นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ในเวลานั้น - อุณหพลศาสตร์ - ค้นพบว่าการแพร่กระจายของแสงไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกฎคลาสสิกของกลศาสตร์นิวตัน งานนี้ได้ครอบครองจิตใจของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ได้รับการแก้ไขโดยพนักงานสาวของสำนักงานสิทธิบัตรจากสวิตเซอร์แลนด์ ชื่อของเขาคือ Albert Einstein ภาพของโลกที่สร้างขึ้นโดยเขา - ทฤษฎีสัมพัทธภาพ - เปลี่ยนความคิดของมนุษยชาติเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาลโดยสิ้นเชิง ในบรรดาผลที่ตามมาอื่น ๆ ของทฤษฎีสัมพัทธภาพความเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกระหว่างอวกาศและเวลากลายเป็นข้อสรุปที่น่าทึ่ง โดยไม่ต้องลงรายละเอียดเราสามารถพูดได้ว่าความเร็วของเวลาสำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง (หรือวัตถุใด ๆ - กรอบอ้างอิง) มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเร็วของการเคลื่อนที่ในอวกาศ ด้วยความเร็วในชีวิตประจำวันสำหรับเราสิ่งนี้เป็นสิ่งที่มองไม่เห็นโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตามหากคุณเร่งร่างกายให้มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงปาฏิหาริย์จะเริ่มขึ้นเวลาจะช้าลงอย่างแท้จริง แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้หลายครั้งในนิยายวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20

ความโค้งของอวกาศและเวลาหลุมดำในอวกาศ

ข้อสรุปที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของไอน์สไตน์คือความจริงที่ว่าทั้งอวกาศและเวลาสามารถโค้งงอได้อย่างแท้จริงภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ซึ่งหมายความว่าเวลาจะไหลช้าลงไม่เพียง แต่สำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วเท่านั้น แต่ยังอยู่ใกล้กับวัตถุที่มีขนาดใหญ่มากด้วย และยิ่งเข้าใกล้เวลาก็ยิ่งช้าลง

อาจฟังดูขัดแย้งกัน แต่ในตอนแรกบนพื้นตึกระฟ้าเวลาผ่านไปมากกว่าที่วัดได้เมื่อเทียบกับวันที่ยี่สิบ แต่อีกครั้งเนื่องจากขนาดที่ค่อนข้างเล็กของโลกเราจึงไม่เคยสังเกตเห็นสิ่งนี้ ความแตกต่างอยู่ในล้านวินาที ความโค้งของอวกาศก็เกิดขึ้น มันเพียงแค่โค้งเข้าหาร่างกายขนาดใหญ่ดึงมันเข้าหาตัวเองด้วยแรงโน้มถ่วงอย่างแท้จริง จากข้อเท็จจริงนี้ตามมาว่าหลุมดำในอวกาศอาจมีอยู่จริง ความเป็นไปได้ของร่างกายดังกล่าวถูกสันนิษฐานก่อนการค้นพบทฤษฎีสัมพัทธภาพโดย John Mitchell นักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 18 อย่างไรก็ตาม Karl Schwarzschild นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันอีกคนเป็นคนแรกที่พิสูจน์เรื่องนี้บนพื้นฐานของสมการของไอน์สไตน์

การยืนยันในทางปฏิบัติครั้งแรกของไอน์สไตน์ทฤษฎีความโค้งของอวกาศได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2462 เมื่ออาร์เธอร์เอ็ดดิงตันนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษยืนยันว่าแสงของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลผ่านเข้าใกล้ดวงอาทิตย์นั้นโค้งงออย่างแท้จริง นี่คือร่างกายขนาดใหญ่ที่ไม่เพียง แต่โค้งงอไปในทิศทางของมันร่างกายและรังสีแสงที่บินผ่านมาเท่านั้น แต่ยังดึงดูดพวกมันให้เข้าหาตัวเองอีกด้วย บนโลกในการส่งร่างขึ้นสู่อวกาศจำเป็นต้องให้ความเร็ว 11.2 กม. ต่อวินาที นี้เรียกว่าความเร็วหลบหนี แต่บนดาวเคราะห์ที่หนักกว่าเช่นบนดาวพฤหัสบดีก็จะต้องใช้ความเร็วมากขึ้นและพลังงานก็มากขึ้นตามไปด้วย ลองนึกภาพว่าหลุมดำในอวกาศเป็นวัตถุที่หนาแน่นมากจนความเร็วในการหลบหนีสูงกว่า 300,000 กม. / วินาที นั่นหมายความว่าแสงไม่สามารถเอาชนะพวกเขาได้

แหล่งท่องเที่ยว.และถ้าหลุมดำในอวกาศไม่ปล่อยแสงก็ไม่มีอะไรสามารถรอดพ้นจากมันได้ เนื่องจากตามทฤษฎีสัมพัทธภาพความเร็วของแสงเป็นความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้ในธรรมชาติ

รูปลักษณ์ทันสมัยในอวกาศ หลุมดำบนแผนที่ของนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวัตถุกว่าพันชิ้นในปัจจุบันบนท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาวซึ่งถือว่าเป็นหลุมดำ ความยากในการระบุอย่างแม่นยำคือไม่สามารถสังเกตวัตถุเหล่านี้ได้โดยตรง พวกเขาสามารถสังเกตเห็นได้จากพฤติกรรมของวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ใกล้เคียงเท่านั้น ดังนั้นใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่จึงมีหลุมดำจำนวนมหาศาลซึ่งมีดาวหลายพันล้านดวงโคจรอยู่ รวมทั้งทางช้างเผือกของเรา.