BLACK HOLE

Ada mitos popular mengenai lubang hitam, banyak dari mereka diabadikan oleh Hollywood. Televisyen dan filem telah digambarkan mereka sebagai waktu perjalanan terowong ke dimensi lain, pembersih vakum kosmik menghisap segala sesuatu yang dilihat, dan seterusnya. Dapat dikatakan bahawa lubang hitam adalah benar-benar hanya titik akhir evolusi bintang masif. Tapi entah kenapa, ini penjelasan sederhana membuat mereka tidak mudah untuk difahami atau kurang misteri.

Lubang Hitam: Apa Mereka?
Lubang hitam adalah titik akhir evolusi bintang paling sedikit 10 sampai 15 kali besar sebagai Matahari. Jika bintang yang besar atau lebih besar mengalami letupan supernova, hal itu mungkin meninggalkan belakang yang cukup besar terbakar habis sisa-sisa bintang. Dengan ada kekuatan luar untuk melawan gaya gravitasi, sisanya akan runtuh dalam dirinya sendiri. bintang itu akhirnya ambruk ke titik sifar kelantangan dan kepadatan tak terbatas, menjadikan apa yang dikenali sebagai "singulariti". Sekitar singulariti ini merupakan daerah dimana gaya gravitasi begitu kuat sehingga bahkan cahaya tidak dapat melarikan diri. Dengan demikian, maklumat tidak dapat mencapai kita dari daerah ini. Oleh kerana itu disebut lubang hitam, dan permukaannya disebut "horizon peristiwa".

Tapi bertentangan dengan mitos popular, sebuah lubang hitam tidak vacuum cleaner kosmik. Jika matahari kita tiba-tiba diganti dengan lubang hitam massa yang sama, orbit bumi mengelilingi matahari akan berubah. (Tentu saja suhu bumi akan berubah, dan tidak akan ada angin suria atau badai magnetik matahari mempengaruhi kita.) Untuk menjadi "tersedot" ke dalam lubang hitam, kita harus menyeberangi dalam radius Schwarzschild. Pada radius ini, kelajuan melarikan diri adalah sama dengan kelajuan cahaya, dan sekali melewati cahaya melalui, bahkan tidak dapat melarikan diri.

Jari-jari Schwarzschild boleh dikira dengan menggunakan persamaan untuk kelajuan melarikan diri:
vesc = (2GM / R) 1 / 2
Untuk foton, atau benda-benda dengan massa tidak, kita dapat menggantikan c (kelajuan cahaya) untuk Vesc dan mendapati jari-jari Schwarzschild, R, untuk
R 2GM/c2 =

Jika Matahari diganti dengan lubang hitam yang mengandungi massa sama dengan Matahari, jari-jari Schwarzschild akan menjadi 3 km (berbanding dengan jari-jari Matahari hampir 700.000 km). Oleh kerana itu Bumi harus menjadi sangat dekat dengan terjebak dalam lubang hitam di pusat tata surya kita.
Jika Kami Tidak Terlihat Them, Bagaimana Kita Tahu Mereka Ada?

HDE 226868

Kerana lubang hitam bintang kecil (hanya beberapa beberapa puluh kilometer dalam saiz), dan cahaya yang akan membolehkan kita untuk melihat mereka tidak dapat melarikan diri, sebuah lubang hitam mengambang sendirian di ruangan akan sulit, jika ia bukan tidak mungkin, untuk melihat. Sebagai contoh, foto di atas menunjukkan bintang optik untuk calon lubang (tak terlihat) hitam Cygnus-X 1.

Namun, jika sebuah lubang hitam melewati awan bahan antar bintang, atau dekat dengan bintang yang lain "normal", lubang hitam bisa accrete bahan menjadi itu sendiri. Sebagai masalah jatuh atau ditarik ke arah lubang hitam, ia mendapatkan tenaga kinetik, panas dan diperas oleh kuasa-kuasa pasang surut. Pemanasan mengionkan atom, dan ketika atom mencapai satu juta Kelvin beberapa, mereka memancarkan sinar-X. X-ray akan dihantar ke luar angkasa sebelum masalah tersebut melintasi radius Schwarzschild dan crash ke singulariti. Jadi kita boleh melihat ini pembebasan sinar-X.

Binary sumber sinar-X juga tempat untuk mencari calon kuat lubang hitam. Bintang pendamping adalah sumber sempurna infalling bahan untuk lubang hitam. Sebuah sistem binari juga membolehkan pengiraan massa calon lubang hitam. Setelah massa yang ditemui, maka dapat ditentukan jika calon adalah bintang neutron atau lubang hitam, kerana bintang-bintang neutron selalu memiliki massa sekitar 1,5 kali massa Matahari. Tanda-tanda lain dari kehadiran lubang hitam adalah variasi rawak atas memancarkan sinar-X. Hal infalling yang memancarkan sinar-X tidak jatuh ke dalam lubang hitam pada tahap yang stabil, tapi agak lebih sporadis, yang menyebabkan variasi diamati dalam intensitas sinar-X. Selain itu, jika sumber sinar-X dalam sistem binari, dan kita melihat dari sudut tertentu, sinar-X akan dilakukan secara berkala dipotong sebagai sumber yang terkubur oleh bintang. Ketika mencari calon lubang hitam, semua hal ini diperhitungkan. Banyak satelit sinar-X telah mengamati langit untuk sumber-sumber sinar-X yang mungkin menjadi calon lubang hitam.

Cygnus-X 1 (Cyg X-1) adalah terpanjang dikenali calon lubang hitam. Ini adalah sumber yang berbeza-beza dan tidak teratur, dengan pembebasan sinar-X yang berkelip dalam seratus saat. Sebuah objek tidak boleh berkelip lebih cepat dari masa yang diperlukan untuk cahaya untuk musafir di seluruh objek. Dalam seperseratus, kedua-dua cahaya perjalanan 3,000 kilometer. Ini adalah satu perempat diameter Bumi! Jadi wilayah memancarkan sinar-X sekitar Cyg-X 1 agak kecil. bintang pendamping Its, HDE 226868 adalah supergiant B0 dengan suhu permukaan sekitar 31.000 K. pengamatan spektroskopi menunjukkan bahawa garis spektrum HDE 226868 shift bolak-balik dengan tempoh 5,6 hari. Dari hubungan massa-luminositas, massa supergiant ini dikira sebagai 30 kali massa Matahari. Cyg X-1 harus mempunyai massa sekitar 7 massa matahari, atau yang lain itu tidak akan mengerahkan cukup menarik graviti menyebabkan goyangan pada garis spektrum dari HDE 226868. Sejak 7 massa matahari terlalu besar untuk menjadi white dwarf atau bintang neutron, itu harus menjadi lubang hitam.

Diagram sistem Cygnus X-1

Namun, ada hujah yang menentang Cyg X-1 menjadi lubang hitam. 226868 HDE mungkin undermassive untuk jenis spektral, yang akan membuat Cyg X-1 kurang besar dari sebelumnya dikira. Selain itu, ketidakpastian di kejauhan dengan sistem binari juga akan mempengaruhi perhitungan massa. Semua ketidakpastian boleh membuat suatu kes untuk Cyg X-1 yang hanya mempunyai 3 massa matahari, sehingga memungkinkan untuk kemungkinan bahawa itu adalah bintang neutron.

Namun, sekarang ada sekitar 20 binari (pada awal 2009) untuk mana bukti untuk sebuah lubang hitam jauh lebih kuat daripada di Cyg X-1. Yang pertama, X-ray yang disebut transien A0620-00, ditemui pada tahun 1975, dan massa objek kompak ditentukan pada pertengahan tahun 1980-an lebih besar dari 3,5 massa matahari. Hal ini sangat jelas mengecualikan bintang neutron, yang mempunyai massa 1,5 massa matahari dekat, bahkan membolehkan anda semua ketidakpastian teori dikenali. Kes terbaik untuk sebuah lubang hitam mungkin V404 Cygni, yang kompak bintang sekurang-kurangnya 10 massa matahari. Dengan instrumentasi dipertingkatkan, laju penemuan telah dipercepat, dan senarai dinamik disahkan binari lubang hitam ini berkembang pesat.
Apa Tentang Semua Stuff lubang cacing?

Malangnya, lubang cacing lebih fiksyen sains daripada mereka fakta ilmiah. lubang cacing adalah pembukaan teoritis dalam ruangan-masa yang satu boleh digunakan untuk melakukan perjalanan ke tempat-tempat jauh dengan sangat cepat. Lubang cacing itu sendiri adalah dua salinan dari geometri lubang hitam dihubungkan oleh sebuah tekak. Tenggorokan, atau jalan, disebut sebagai jambatan Einstein-Rosen. Belum pernah terbukti bahawa ada lubang cacing, dan tidak ada bukti eksperimental untuk mereka, tetapi menyenangkan untuk berfikir tentang kemungkinan kewujudan mereka boleh membuat.