별 옆에서 시공간이 어떻게 작용 하는가
블랙홀이 무엇인지 이해하려면 다음이 필요합니다.
균일 한 공간의 예는 진공, 즉 입자가없는 공간입니다.페르마의 원리에 따르면 그 안의 빛은 움직여야 합니다최단 경로를 따라. 빛이 평평한 공간, 즉 곡선이 없는 2차원 공간에서 이동한다면 최단 경로는 직선이 될 것입니다. 그러나 중력 물체가 있는 경우 빛은 직선으로 움직이지 않고 광선이 구부러지는 것으로 나타났습니다. 이는 중력체가 시공간을 휘게 하기 때문입니다.
뉴턴 역학에서 공간의 거리는 별도로 측정되고 시간은 별도로 측정됩니다.이것이 왜 필요한가요?예를 들어 입자, 핵, 로켓 또는 항공기의 비행 경로를 결정합니다. 특수상대성이론은 거리와 시간을 측정하는 방법이 따로 있는 것은 아니지만, 시공간에서 거리를 측정하는 방법은 오직 하나라는 것입니다. 시공간 연속체에 관해 이야기할 때 우리는 4차원 공간, 즉 세 개의 좌표와 하나의 시간 좌표에 대해 이야기합니다. 하지만 2차원 평면에 4차원 시공간을 어떻게 그리는지는 그다지 명확하지 않습니다. 우리는 공간에서의 위치가 세 가지 좌표에 의해 결정될 수 있다는 것을 알고 있습니다. x, y, z는 데카르트 좌표입니다. 반면에 구좌표를 사용하면 공간상의 한 점의 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다. 따라서 r 좌표와 시간 좌표만 사용할 수 있습니다. r은 항상 0보다 크고 시간은 마이너스에서 플러스 무한대까지 가능하므로 결과는 반평면입니다. 이 공간의 한 점이 바로 이 구입니다. 예를 들어, 시간 t0에서 이 반평면 위의 점 r0을 고려하면 이는 시간 t0에서 취한 반지름 r0의 일종의 구일 뿐입니다.
반경 r의 구가 있습니다.0,그리고 이 구체의 어느 지점에서나 빛의 광선이 방출되어 들어오고 나갑니다.즉, 안으로 들어가는 빛의 파면은 수축하는 구체이고 바깥쪽으로 나가는 팽창하는 구체입니다. 그러나 주어진 순간에 공간이 층화되어 있다고 상상해보십시오.
양파처럼.시간 t0에서 광선이 방출되는 표면에서 반경 r0의 구가 취해집니다. 안쪽으로 향하는 전선은 반경 r0 - Δr의 전선을 형성하고, 바깥쪽으로 향하는 전선은 반경 r0 + Δr의 전선을 형성합니다. 전파 속도가 빛의 속도와 같기 때문에 세로 축에 대한 이 선의 기울기는 45도입니다.
입자를 다루고 있다면빛의 속도로 전파되지 않으면 빛의 속도보다 빠른 속도로 이동할 수 없으며 따라서이 각도 내에서 어떤 방향으로도 이동할 수 있습니다.
.다이어그램을 사용하여 가상의 광선을 그리면 가상의 격자가 생성됩니다.이 사진을 보면 내가 Ray를 선택한 이유가 분명해집니다.스베타. 빛 대신에 질량이 있는 다른 입자를 선택한다고 상상해 보십시오. 그러면 좌표 격자에 모호함이 나타납니다. 입자는 어떤 속도로든 움직일 수 있습니다. 빛의 이점은 무엇입니까? 방향에 대한 선택이 모호하기 때문입니다: 바깥쪽인지 안쪽인지, 그 이후에는 그리드가 명확하게 고정됩니다.
별의 존재가 방사선을 어떻게 바꾸나요?다음과 같은 별이 있다고 상상해 봅시다.신체의 반경. 이것은 내부에 어떤 물질이 있기 때문에 rbody까지 모든 반경을 채운다는 것을 의미합니다. 특정 순간(예: t = 0)에서 별은 단순히 세그먼트처럼 보입니다. 모든 시점을 고려하면 스트립이 생성됩니다. 이제 중력이 작용하는 물체가 있을 때 광선에 어떤 일이 일어날지 상상해 봅시다. 빛의 광선은 별이 없을 때 보이는 것처럼 빨간색으로 그려집니다. 그리고 보라색-중력체가 있을 때 빛의 광선. 일반적인 고려 사항을 통해 몇 가지 결론을 내릴 수 있습니다. 중력이 있는 물체는 광선을 왜곡하고 별에 더 가까운 광선은 멀리 있는 광선보다 더 강하게 왜곡됩니다. 따라서 별에서 멀리 떨어진 보라색 광선은 빨간색 광선과 거의 다르지 않습니다.
몸체의 질량이 변하기 시작하고 반경이 고정된다고 상상해 보십시오.질량은 증가하고 클수록 강해집니다.몸은 광선에 영향을 미칠 것입니다. 어느 시점에서 질량이 너무 증가하여 다음과 같은 현상이 발생합니다. 어느 시점에서 일부 모서리는 엉덩이, 즉 단순히 수직이 될 것입니다. 보라색 광선이 방출되는 지점을 수평선의 반경이 아닌 약간 안쪽으로 촬영했기 때문에 광선이 수직으로 가지 않고 왜곡됩니다.
현재 블랙홀의 질량 증가에는 한계가 없습니다. 적어도 우리는 모릅니다.아마도 요점은자연과학 이론은 적용 가능성에 한계가 있습니다. 이는 특히 상대성 이론이 블랙홀 내부 어딘가에서 적용 가능성을 상실한다는 것을 의미합니다. 일반상대성이론은 블랙홀의 질량이 거의 모두 집중되어 있는 영역에 매우 가깝게 적용할 수 있는 능력을 잃습니다. 그러나 이것이 어느 반경에서 발생하는지, 그리고 일반 상대성 이론을 대체하는 것이 무엇인지는 알려져 있지 않습니다. 또한 블랙홀의 질량이 크게 증가하면 무언가 변화할 가능성도 배제할 수 없습니다.
첫 번째 질문은 별이 어디로 갔습니까?질량을 가진 모든 입자의 궤적은 다음과 같을 수 있으므로이 모퉁이 안에만 있으면 이렇게(빨간색 - "하이테크") 이동하여 중앙에 부딪힙니다. 질량을 가진 입자가 필연적으로 어느 지점에서든 중심에 부딪히면 별 전체, 즉 전체 질량이 중심으로 압축됩니다.
문제는 r, ct 좌표가 특정 영역에서만 적용 가능하고, 그 이상은 적용이 되지 않는다는 점입니다.당신이 지구 표면에 무엇을 가지고 있는지 상상 해보세요자오선과 평행선이 있으며 도움을 받으면 모든 물체의 위치를 찾을 수 있습니다. 그러나 표면에는 더 깊은 동굴이 있으며, 임무는이 동굴에서 파리의 위치를 결정하는 것입니다. 경도와 위도가 더 이상 적합하지 않습니다. 이제 새 좌표 그리드를 입력해야합니다. 몇 가지 대체가 있습니다. 현상을 보여주기 위해 r과 t를 사용하여 그림을 그렸지만 더 이상 r과 t 좌표가없는 것이 중요하지만 블랙홀 내부의 행동을 설명하는 다른 좌표가 있습니다. 이것은 시간이 수직으로 향하지 않고 축을 향해 흐르고 있음을 의미하며 이것은 이러한 모서리로 표시됩니다.
블랙홀의 시공간에 대한 좌표 격자를 얻으려면 정적 사진을 찍고 하나씩 반복하여 서로 "접착"할 수 있습니다.나가는 광선은 보라색으로 그려지고,빨간색 - 안으로 들어가는 사람들. 수직 광선은 또한 빛의 광선, 즉 지평선이기도 합니다. 이 보라색 선은 두 그룹으로 나뉩니다. 바깥쪽으로 향하는 것은 무한대로 가고, 안쪽으로 향하는 것은 r이 0이 된다. 이 현상이 블랙홀이다.
물체가 블랙홀에 빠지면 어떻게 되나요?
어떤 물체가 블랙홀 위에 매달려 있고 시계가 똑딱 거리고 있거나, 물체가 블랙홀로 날아가 돌아 왔고 시계도 똑딱 거리고 있다고 상상해보십시오.시계를 보면 시간이 얼마나 흘렀는지 알 수 있다이 개체들 각각. 나는 그가 이 도표에 그린 선의 길이를 계산하고 빛의 속도로 나누겠습니다. 매달려 있던 것이 한 번에 움직이고, 날아다니는 것이 다른 시간에 달리고 있습니다. 예를 들어, 어떤 경우에는 몇 시간이 걸릴 수도 있고 다른 경우에는 몇 년이 걸릴 수도 있습니다. 영화 인터스텔라처럼 말이죠. 우리는 지구에서도 비슷한 현상을 볼 수 있지만 시공간을 그다지 많이 굽히지는 않습니다. 이는 GPS(Global Positioning System)에서 두드러집니다. GPS에 참여하는 위성의 시계는 다른 시간을 표시합니다. 위성으로 갔다가 돌아오면 시계에 위성과 다른 시간이 표시됩니다. GPS가 작동하려면 이 현상이 고려됩니다.
블랙홀 위에 매달려있는 관찰자의 시계에 따르면, 그는 블랙홀에 떨어지는 물체를 관찰하는 동안 무한히 긴 시간이 지납니다.블랙홀에 떨어지는 물체는 결코사건의 지평선을 넘습니다. 그는 거북이 뒤의 아킬레스처럼 점점 더 가까워지고 있지만 도달할 수 있습니다. 물체의 시계에 따라 마지막 시간이 지나갑니다. 이것을 결정하는 방법은 무엇입니까? 동일한 평행선과 자오선 사이의 세계선의 길이를 측정합니다. 이 세그먼트가 길수록 곡선이 더 커집니다. 물체가 날고 있고 시계의 시간 간격이 똑딱거리고 있습니다. 그래프에서 이는 동일한 시간 간격 Δt만큼 세계선을 따라 간격을 두고 있는 평행선입니다. 그러나 관찰자가 있는 곳에서는 시간 간격이 커지고, 사건의 지평선에 가까워질수록 시간 간격은 무한히 늘어납니다. 물체가 블랙홀의 사건의 지평선을 가로지르는 순간, 가상의 광선은 지평선을 따라 수직으로 이동하며 이 선을 결코 넘지 않습니다. 따라서 관찰자는 교차하는 순간을 결코 볼 수 없으며, 낙하하는 물체의 관점에서는 유한한 시간 간격이 경과합니다. 이 현상은 신비로워 보이지만 시간이 다른 방식으로 흐른다고 합니다. 이것은 완전히 정확하지 않습니다. 시간은 느려지지 않으며 물체는 느리게 움직이기 시작하지 않습니다. 시간은 똑딱거리고 똑딱거리고 있었는데, 단지 내 시계에 따르면 한 가지가 똑딱거리고 있고, 다른 사람의 시계에 따르면 다른 것이 똑딱거리고 있을 뿐입니다.
인터 스텔라에서는 주인공이 블랙홀에 빠진 순간이 있습니다.제가 알기로 그는 센터로 날아갔지만 그렇지 않았습니다.찢어졌다. 떨어지는 동안 그것은 우리가 볼 수 있는 부착 물질인 부착 원반 가까이로 날아갔습니다. 제가 이해한 바에 따르면 그것은 하드 X선 범위에서 방출됩니다. 그럼에도 불구하고 영화의 주인공은 이 방사선을 받았고 아마도 꽤 강했을 것입니다. 첫째, 그는 방사선에 노출되었고, 둘째, 밖에 있는 동료들의 관점에서 볼 때 그는 한없이 오랫동안 날아갔습니다. 그러나 실제로는 유한한 시간 내에 해당됩니다. 그러다가 찢기지 않고 중앙에 닿았습니다. 영화의 컨설턴트인 물리학자 Kip Thorne은 사건의 지평선 아래에서 무슨 일이 일어나고 있는지 우리가 모른다는 사실에서 출발합니다. 이는 예를 들어 5차원 세계와 같은 어떤 것이든 있을 수 있음을 의미합니다.
충돌체가 블랙홀을 생성 할 수 있습니까? 그 반대는 입증되지 않았습니다!
2008 년에 많은 사람들이 대형 강 입자 충돌기를 적극적으로 차단하려는 물리학자인 Rossler에 대해 들었습니다.그는 심지어 독일 정부를 고소하려고 시도했습니다.이는 매우 심각한 위험이었습니다. 왜냐하면 그가 법정에서 승리할 수 있었기 때문입니다. 이는 CERN 예산의 10%가 단순히 사라질 수 있음을 의미합니다. 그러나 CERN도 Rosler를 외면했고 Max Planck Institute의 이사는 이것을 우연에 맡겨서는 안되며 Rosler와 대화해야한다고 말했습니다. 게다가 이 과학자는 자격을 갖춘 수리물리학자입니다. 그는 심지어 그의 이름을 딴 비선형 어트랙터를 가지고 있습니다. 그는 LHC에 대한 반론으로 재미있는 사실을 인용했다. 우주선은 CERN보다 더 높은 에너지를 가지고 있습니다. 그러므로 지구에 무언가가 충돌하고 블랙홀이 형성 될 수도 있지만 엄청난 속도로 지구 밖으로 날아가 어딘가로 날아가서 우리는 볼 수 없습니다. 그러나 모든 것이 질량 중심에서 일어나는 것은 아니기 때문에 충돌이 발생하면 블랙홀이 지구에 남아있을 수 있으며 거기에 앉아서 조금씩 우리를 삼킬 것입니다. Albert Einstein Institute의 소장은 나를 포함하여 여러 사람을 모았고 우리는 Rossler를 "교살"하고 그가 틀렸다고 확신시켜야했습니다. 그러나 그는 법정에 가지 않았다.
이론은 충돌체에서 충돌의 결과로 형성 될 수있는이 블랙홀이 즉시 분해 될 것이라고 예측합니다.매우 미세하기 때문에호킹에 따르면 매우 강렬하게 방출되며 빠르게 붕괴됩니다. Rossler는 Hawking이 바보이고 틀렸다고 말했습니다. 구멍은 거기 앉아서 먹게 되는데, 또 하나는 구멍이 작아서 자기보다 작은 것만 먹을 수 있는데 이것도 시간이 좀 걸린다는 거예요. 먼저 작은 것을 먹은 다음 천천히 자라다가 더 커지는 등의 과정을 거쳐야 합니다. 그리고 이 대화 전략은 특히 법정에서 실제로 승리하는 것처럼 보였습니다. 우리는 블랙홀이 여전히 형성된다는 점, 호킹이 틀렸다는 점, 붕괴되지 않는다는 점을 배제하지 않습니다. 우리는 실제로 아무것도 실험적으로 테스트하지 않았습니다. 이것들은 모두 이론적인 논의일 뿐입니다.
참조 :
세계 최초의 정확한지도가 만들어졌습니다. 다른 사람들에게 무슨 문제가 있습니까?
엘론 머스크 : 화성 최초 관광객 사망
중국 우주 정거장 "Skylab"의 큰 파편이 지구로 날아갑니다.