Historia białych dziur, teoria i sposób jej powstania

On Biała dziura Jest to wyjątkowość przestrzeni - czas, należący do dokładnych rozwiązań równań ogólnej względności. Te osobliwości mają tak zwane Horyzont zdarzeń. Oznacza to obecność bariery, która w białej dziurze nic nie może z zewnątrz. Teoretycznie biała dziura to wyjątkowość, która przechodzi do przeszłości.

W tej chwili nikt nie był w stanie obserwować. Ale możemy zawdzięczać istnienie najbardziej wyjątkowemu ze wszystkich: Wielki Wybuch 13 lat temu.8 miliardów lat można uznać za wydarzenie spowodowane przez supermasywną białą dziurę.

Wielka masa jak planeta, może deformować czas przestrzeni. Źródło: Mysid [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

Teoria ogólnej względności uważa, że ​​czas przestrzeni może się odkształcić z powodu przyspieszenia lub obecności obiektów masowych. To ta sama teoria, która przewidywała istnienie czarnych dziur, których białe dziury byłyby odpowiednikiem. Dlatego ich istnienie.

Teraz, aby utworzyć osobliwość czasoprzestrzeni, wymagany jest pewien mechanizm fizyczny. W przypadku czarnych otworów wiadomo, że przyczyną jest zawalenie się grawitacji supermasywnej gwiazdy.

Ale fizyczny mechanizm, który może tworzyć wyjątkowość białej dziury, nie jest do tej pory znana. Chociaż oczywiście pojawili się kandydaci, aby wyjaśnić swoje możliwe szkolenie, co będzie widać wkrótce.

[TOC]

Różnice między czarnymi dziurami i białymi otworami

Wiele znanych czarnych otworów jest pozostałością supergiganowej gwiazdy, która doznała wewnętrznego załamania.

Kiedy tak się dzieje, siły grawitacyjne rosną do tego stopnia, że ​​nic, co się zbliża.

Dlatego czarne dziury są zdolne do połknięcia wszystkiego, co w nie wpada. Przeciwnie, nic nie mogło wejść do białej dziury, wszystko zostanie od niej odrzucone lub odpychane.

Jest możliwym istnieniem podobnego obiektu? W końcu czarne dziury pozostały długo jako matematyczne rozwiązanie równań terenowych Einsteina, dopóki nie zostały wykryte dzięki efektom grawitacyjnym i promieniowania, które powodują w ich środowisku, a ostatnio sfotografowano.

Z drugiej strony białe dziury są nadal ukryte przed kosmologami, jeśli naprawdę istnieją.

Historia twojego odkrycia

Teoria o istnieniu białych dziur rozpoczęła się od dzieł Karla Schwarzschilda (1873–1916), niemieckiego fizyka i pierwszego, który znalazł dokładne rozwiązanie relatywistycznych równań polowych Alberta Einsteina.

Może Ci służyć: Doppler Efekt: Opis, wzory, przypadki, przykłady

Aby to zrobić, opracował model z kulistą symetrią, której rozwiązania mają ścieżki, które są dokładnie czarnymi otworami i ich białymi odpowiednikami.

Praca Schwarzschilda nie była do końca popularna, być może opublikowano podczas wojny światowej. Musieliśmy poczekać kilka lat, aż dwóch fizyków wznowi niezależnie w latach 60.

W 1965 roku Mathematians Igor Novikov i Yuval Ne'eman przeanalizowali rozwiązania Schwarzschild, ale przy użyciu innego układu współrzędnych.

W tym czasie termin biała dziura nie został jeszcze wymyślony. W rzeczywistości były one znane jako „opóźnione jądra” i zostały uznane za niestabilne.

Jednak będąc odpowiednikiem czarnych dziur, naukowcy próbowali znaleźć obiekt fizyczny, którego natura była zgodna z prognozą białych otworów.

Quazares i Blancos Hoods

Naukowcy uważali, że znajdą to w kwazarach, najjaśniejszych przedmiotach wszechświata. Emitują one intensywny przepływ promieniowania wykrywalnego przez teleskopy radiowe, ponieważ powinna to zrobić biała dziura.

Jednak energia kwasarów ostatecznie otrzymała bardziej wykonalne wyjaśnienie, związane z czarnymi dziurami w centrum galaktyk. I tak białe dziury znów były jak abstrakcyjne byty matematyczne.

Więc nawet będąc znanym, białe dziury otrzymywano znacznie mniej uwagi niż czarne dziury. Wynika to nie tylko po to, aby sądzić, że są niestabilne, co kwestionuje jego prawdziwe istnienie, ale nie ma rozsądnej hipotezy na temat jego możliwego pochodzenia.

Przeciwnie, czarne dziury powstają z grawitacyjnego upadku gwiazd, fizycznego zjawiska, które zostało dobrze udokumentowane.

Możliwe odkrycie białej dziury

Są naukowcy, którzy są przekonani o ostatecznym wykryciu białej dziury w zjawisku o nazwie GRB 060614, wystąpili w 2006 roku. Zjawisko to zostało zaproponowane jako pierwszy udokumentowany wygląd białej dziury.

GRB 060614 był eksplozją promieni gamma wykrytych przez Obserwatorium Neila Gehrelsa w dniu 14 czerwca 2006 r. Ze osobliwymi właściwościami. Zakwestionował konsensus naukowy, który wcześniej utrzymywał się w odniesieniu do początków serii gamma i czarnych dziur.

Wielki Wybuch, który niektórzy uważają, że była to supermasywna biała dziura, z kolei mogła być wynikiem czarnej dziury również supermasive, w sercu nieznanej galaktyki położonej w naszym ojcu wszechświata.

Może ci służyć: sposoby elektryzacji ciała (z przykładami)

Jedną z trudności w obserwowaniu białej dziury jest to, że cała materia jest wydalona z niej w unikalnym impulsie. Zatem białej dziury brakuje niezbędnej ciągłości, ale czarne otwory mają wystarczającą trwałość, aby można było zobaczyć.

Teoria

Einstein postuluje, że masa, czas i długość mają ścisłą zależność z prędkością systemu odniesienia, w którym są mierzone.

Ponadto czas jest uważany za jedną bardziej zmienną, o tym samym znaczeniu co zmienne przestrzeni. Tak więc mówi się o czasie kosmicznym jako podmiotu, w którym odbywa się każde wydarzenie i wszystkie wydarzenia.

Materia wchodzi w interakcje z tkaniną czasoprzestrzenną i modyfikuje. Einstein opisuje sposób, w jaki dzieje się to z zestawem 10 równań napinających, znanych jako równania terenowe.

Niektóre ważne pojęcia w teorii względności

Napinacze Są to jednostki matematyczne, które pozwalają rozważyć zmienną tymczasową na tym samym poziomie zmiennych kosmicznych. Dobrze znane wektory, takie jak siła, prędkość i przyspieszenie, są częścią tego rozszerzonego zestawu jednostek matematycznych.

Matematyczny aspekt równań Einsteina obejmuje również takie pojęcia metryka, która jest odległością zarówno w przestrzeni, jak i w czasie, która oddziela dwa nieskończone zdarzenia bliskie.

Dwa punkty w czasie kosmosu są częścią krzywej zwanej Geodezja. Te punkty są zjednoczone odległość czasoprzestrzenna. Takie reprezentacja przestrzeni czasowej obserwuje się na poniższym rysunku:

Kształt stożka zależy od prędkości światła C, który jest stałym we wszystkich systemach referencyjnych. Wszystkie wydarzenia muszą odbywać się w stożkach. Jeśli są zdarzenia poza nimi, nie ma możliwości wiedzieć, ponieważ informacje powinny podróżować szybciej niż światło, które należy postrzegać.

Równania terenowe Einsteina przyznają się do rozwiązania z dwiema osobliwością w pustym regionie (to znaczy bez masy). Jedna z tych osobliwości jest czarna dziura, a druga to biała dziura. Dla obu istnieje horyzont wydarzeń, który jest kulistą granicą skończonego radia, która otacza osobliwość.  

W przypadku czarnych dziur nic, nawet światło, nie może wyjść z tego regionu. A w białych otworach horyzont wydarzeń jest barierą, do której nic nie można przenieść z zewnątrz. Roztwór czarnej dziury w próżni znajduje się w stożku światła przyszłości, podczas gdy roztwór białej dziury znajduje się w obszarze przeszłości stożka światła.

Może ci służyć: średnia prędkość

Rozwiązania równań Einsteina, które zawierają prawdziwą czarną dziurę, wymagają obecności materii, aw tym przypadku roztwór zawierający białą otwór znika. Dlatego stwierdza się, że jako rozwiązanie matematyczne, w teorii pojedynczych rozwiązań bez materii, istnieją białe dziury. Ale nie jest to wtedy, gdy sprawa jest zawarta w równaniach Einsteina.

Jak powstaje biała dziura?

W 2014 r. Fizyk teoretyczny Carlo Rovelli i jego zespół roboczy na University of Aix-Marsella we Francji zaproponowali, że białe dziury mogą powstać po śmierci czarnej dziury.

Już w latach 70. maksymalny ekspert w czarnych otworach, Stephen Hawking, obliczył, że czarna dziura traci masę poprzez emisję promieniowania jastrzębia.

Obliczenia Ravellego i jego zespół wskazują, że taki skurcz utraty promieniowania czarnej dziury może na jego ostatnim etapie wywołać odbicie, które pochodzi z białej dziury.

Ale obliczenia Ravellego wskazują również, że w przypadku czarnej dziury z ciastem równym Słońce, około czterech latletniego wieku obecnego wieku wszechświata byłoby wymagane do utworzenia białej dziury.

Białe dziury i ciemna materia

Druga po Wielkim Wybuchu fluktuacje gęstości szybkiego wszechświata ekspansji mogą wytwarzać pierwotne czarne otwory (bez potrzeby zawalenia się gwiazdy).

Te pierwotne czarne dziury są znacznie mniejsze niż w gwiazdy i mogą odparować, dopóki nie umrą, aby ustąpić białej dziury w czasie rozumianym w życiu wszechświata.

Mikroskopowe białe otwory mogą być bardzo masywne. Na przykład jeden z wielkości ziarna pyłu może mieć większą masę niż księżyc.

Nawet zespół Ravelli sugeruje, że te mikroskopijne białe dziury mogą wyjaśnić ciemną materię, kolejną z najważniejszych kosmologicznych tajemnic.

Mikroskopowe białe otwory nie emitują promieniowania; A ponieważ są mniejsze niż długość fali, okazują się niewidoczne. To może być kolejny powód, który wyjaśniłby, dlaczego nie zostali jeszcze wykryci.

Bibliografia

1. Battersby, s. 2010. Wieczne czarne dziury są najlepszym kosmicznym sejfem. Odzyskane z: Newscientist.com.
2. Choi, c. 2018. Białe dziury mogą być tajnym składnikiem w tajemnicy ciemnej materii. Odzyskane z: Space.com.
3. Fraser, c. 2015. Co to są białe dziury?. Odzyskane z: Phys.org.
4. Masters, Karen. 2015. Co to jest biała dziura?. Curious wyzdrowiał.gwiazda.Cornell.Edu
5. Wikiwand. Biała dziura. Odzyskane z: Wikiwand.com