Bercakap tentang lubang hitam, istilah lubang hitam hanya diciptakan pada abad ke-19, oleh saintis Amerika (John Wheeler) sebagai idea yang telah wujud sejak dua ratus tahun sebelumnya, ketika terdapat dua teori mengenai cahaya - dualitas cahaya, iaitu, diketahui bahawa cahaya dapat bertindak sebagai gelombang dan zarah (zarah).
Pada masa itu, hipotesis lubang hitam mendapat tentangan kerana para saintis tidak mempunyai bukti yang mencukupi untuk itu. Pada tahun 1915, Albert Einstein mengeluarkan penemuan terbesarnya (Teori relativiti) yang mencadangkan bahawa graviti dapat membengkokkan dimensi ruang-waktu dan inilah sebabnya mengapa zarah cahaya (foton) yang mempunyai jisim hampir sifar dapat dipengaruhi oleh graviti, dan ini membawa kepada fenomena lubang hitam. .
Bukan lubang
Lubang hitam bukanlah lubang (berongga) di alam semesta (ruang-waktu), tidak seperti yang anda fikirkan! Lubang hitam adalah bintang (dengan radius kecil tetapi jisim yang sangat besar dan termampat) yang telah runtuh di bawah graviti sendiri ketika "bahan bakar" bintang telah habis dan jisimnya telah menyusut berkali-kali dari awal (pastikan anda memahami kitaran hidup. bintang untuk memahami asal-usul lubang hitam). Dia dipanggil lubang hitam kerana 2 perkara, iaitu:
- Objek yang dimampatkan ini menyedut bahan yang berdekatan dengannya, seperti lubang - ya, ia adalah pembersih vakum!
- Apa-apa perkara (katakanlah cahaya), cahaya yang telah disedut tidak akan dapat keluar lagi daripadanya. Ini sesuai dengan perihalan radiasi badan hitam - ia menyerap cahaya sepenuhnya (e = 1).
Mustahil bagi sesuatu perkara untuk melepaskan diri dari lubang hitam, (seberkas) cahaya saja tidak mampu, apalagi benda lain, tidak ada! - kerana tidak ada yang dapat melampaui kelajuan cahaya (menurut teori relativiti) maka semuanya tidak dapat melepaskan diri (dan jangan pernah terlepas dari pelukan lubang hitam!)
Pada masa ini, para saintis sedang memikirkan tentang apa yang dapat kita hasilkan suatu zat / benda yang dapat memiliki kelajuan (dalam vakum ) yang melebihi kecepatan cahaya ? (dan tidak diketahui bagaimana cahaya akan bertindak balas terhadap graviti.)
Bagaimana anda dapati lubang hitam jika cahaya saja tidak dapat keluar darinya? (Ingat, kita tidak dapat melihat objek tanpa bantuan cahaya dan alam semesta sangat gelap dan sejuk.) Lubang hitam dapat dijumpai dengan bantuan bahan di luar angkasa, benda yang dekat dengan lubang hitam akan berputar dan juga mengelilinginya. , cakera rata yang disebut disket akresi akan dibuat sebagai hasilnya.
Bahan berputar ini kehilangan tenaganya dan kemudian 'memuntahkan' radiasi dalam bentuk sinar-X dan juga sinaran elektromagnetik, sebelum akhirnya melewati cakrawala peristiwa.Lubang hitam bernama Cygnus X-1 terdapat dalam sistem bintang binari (dua bintang mengorbit satu sama lain) yang berkelakuan pelik, ahli astronomi bingung dan tertanya-tanya mengapa demikian? Setelah kajian lebih lanjut, ternyata bintang itu sebenarnya mengelilingi lubang hitam (Cygnus X-1) yang berjarak 6000 tahun cahaya dari Bumi.
Berdasarkan teori relativiti umum, dinyatakan bahawa graviti dapat membengkokkan ruang-waktu. Bumi mengorbit Matahari (sepenuhnya) dalam 365.25 hari. Ini disebabkan (hasil kelengkungan) graviti Matahari yang menyebabkan Bumi mengorbitnya.Dan bumi juga memutarbelitkan ruang-ruang di sekelilingnya dan oleh itu bulan berputar di sekelilingnya (mengikuti kelengkungan).
Baca juga: Di mana Old Zealand?Graviti objek mod (besar) ini memusingkan ruang-waktu di sekelilingnya, akibatnya, objek apa pun yang dekat dengannya akan mengorbit sehingga menghasilkan jalur orbit (planet, bulan, dll.) Dan dalam jangka masa yang berlainan untuk menyelesaikannya. putaran penuh (360 °). Dalam gambar di atas (Gambar 1.2), perhatikan garis-garis yang membentuk jaring, itulah yang disebut ruang-waktu .
Cukup, bayangkan anda dan rakan anda meregangkan sehelai kain (di antara anda) dan meletakkan guli (ia akan menunjuk ke tengah kain), dan kemudian akan ada busur, bukan? Itulah kekuatan graviti yang sebenarnya, daya graviti lubang hitam sangat, sangat kuat jika dibandingkan dengan Matahari atau bintang neutron (Gamb. 1.1).
Sekarang, kita tahu bahawa lubang hitam bukanlah lubang berlubang di alam semesta! (Lubang hitam adalah bintang yang runtuh dan ia mempunyai tarikan graviti yang kuat sehingga cahaya tidak dapat melepaskannya!)
Jadi apa sebenarnya 'lubang' hitam?
Lubang hitam sebenarnya mempunyai 3 bahagian, iaitu; Ergosphere, Horizon Acara, dan Singulariti ( Mendekati setiap bahagian ini, kita akan merasakan kesan yang berbeda.) Jika kita mendekati lubang hitam, kita akan menemui ergosfera terlebih dahulu sebelum menemui cakrawala peristiwa dan keunikan pada akhirnya.
Ergosfer: adalah bahagian paling jauh dari cakrawala peristiwa berputar, di mana ruang-waktu akan terdistorsi kerana daya ricih (berputar) ini.
Cakerawala peristiwa (cakerawala peristiwa): adalah batas antara ruang-waktu di dalam lubang hitam, semua peristiwa yang berlaku (di sini) tidak dapat dipengaruhi lagi .
Singularity: adalah titik tengah lubang hitam, dalam singulariti kepadatan jisim dan tak terhingga kelengkungan jarak masa .
Apa-apa bahan yang berada di ergosfer masih boleh melarikan diri dengan bantuan daya putaran (yang sangat cepat) dari ergosfer itu sendiri. Walau bagaimanapun, jika ia memasuki cakrawala acara, bahan apa pun tidak akan dapat melarikan diri, apa-apa perkara akan semakin ditekan oleh gaya graviti lubang hitam dan pada akhirnya ia akan berada dalam satu keunikan (ia akan berada di sini selamanya!).
Dalam singularitas, semua undang-undang fizik yang telah kita ketahui selama ini tidak akan berlaku lagi! - dan ada penyatuan kekuatan asas alam semesta (daya graviti, daya elektromagnetik, kekuatan nuklear yang kuat, dan kekuatan nuklear yang lemah) . Tidak diketahui bagaimana skema kekuatan / komponen kesatuan berlaku, dan tidak dapat dijelaskan apa yang sebenarnya ada dalam singularitas.
Pada ketika ini, kita sudah tahu satu persatu apa arti sebenarnya Ergosphere, Event Horizon dan Singularity. Dengan andaian bahawa lubang hitam adalah bola padat, ia mesti mempunyai radius dan diameter, bukan?
Jejari ini adalah jarak antara singulariti dan cakrawala peristiwa (Gambar 1.3), yang disebut radius Schwarszchild (diambil dari seorang saintis yang telah dikreditkan dengan mengembangkan teori lubang hitam). Jejari schwarszchild bergantung pada nilai jisim, semakin besar jisim semakin besar jejari.
Jejari Schwarszchild menjelaskan bahawa terdapat dua (penting) tenaga di tempat kerja ketika di lubang hitam, kedua tenaga ini adalah tenaga kinetik dan tenaga berpotensi graviti. Ya, mereka sangat berkaitan. Diketahui bahawa formula untuk jejari schwarzschild adalah R = 2GM / c², bagaimana anda mendapatkan formula tersebut? Jangan risau, ia datang dari hubungan tenaga kinetik (Ek) dan tenaga berpotensi graviti (Ep). Diberikan bahawa Ek adalah jumlah tenaga yang disebabkan oleh pergerakan dan Ep adalah (total) tenaga pada waktu rehat.
Ek = Ep1 / 2mv² = GMm / R
1 / 2v² = GM / R
v² = 2GM / R
kerana dalam keadaan hampa, maka v = c.
c² = 2GM / R
R = 2GM / c².
(Begitulah formula formula jejari schwarszchild.)
Dengan menggunakan pengiraan dari formula, jika kita ingin menjadikan Bumi sebagai lubang hitam, Bumi hanya seukuran kacang (kemudian) tetapi mengandungi seluruh jisim bumi, bayangkan? Dan jika matahari, hanya radius 3 km. (Walaupun bumi akan sebesar biji kacang jika menjadi lubang hitam, saya yakin anda tidak akan dapat mengangkatnya!)
Baca juga: Apa itu Sinar Inframerah?Kita perlu mengajukan pertanyaan, "jika ada yang masuk ke lubang hitam, bagaimana nasib perkara itu?" Apa-apa perkara yang memasuki lubang hitam boleh menjadi dua kemungkinan berikutnya, dan dia akan;
- Sertailah lubang hitam, jadi jisim lubang hitam juga semakin besar, atau
- Berada dalam keadaan tunggal untuk masa yang tidak diketahui (ini sudah dijelaskan dalam fizik kuantum).
Walaupun lubang hitam sangat kuat, sebenarnya lubang hitam tidak wujud selamanya, mereka juga mempunyai kitaran yang sama dengan manusia - mereka 'dilahirkan' dan mereka pasti tidak akan wujud. Bagaimana lubang hitam mati ? Ingat, lubang hitam juga berputar dan ada yang tidak bergerak atau pegun.
Menurut ahli fizik Rusia, Yakov Zeldovich (Яков Зелдовичь) dan rakan-rakannya menyatakan bahawa menurut prinsip ketidakpastian mekanik kuantum, objek berputar mesti menghasilkan dan mengeluarkan zarah.
Ahli fizik Stephen Hawking juga berpendapat bahawa lubang hitam pasti memancarkan beberapa radiasi - sinaran ini dikenali sebagai radiasi penjaja, yang merupakan radiasi yang disebabkan oleh kesan kuantum di sekitar cakerawala kejadian.
Semakin berputar, semakin banyak sinaran dilepaskan, akibatnya, lubang hitam akan berkurang dalam jisim dan menyusut, yang akhirnya hilang; mati! Namun, sebagai manusia kita tidak akan pernah menyaksikan kematian lubang hitam, kerana dengan jisimnya yang besar memerlukan waktu yang lama untuk lubang hitam menyusut, semakin besar jisimnya semakin lama seumur hidupnya.
Lubang hitam mempunyai banyak misteri - ia adalah lubang hitam! Dia adalah keganasan dalam kegelapan alam semesta. Sebagai manusia, anda hanya dapat mengetahui penampilannya dan tentunya lubang hitam jauh lebih menakutkan daripada apa yang saya jelaskan di sini. Ya, sekurang-kurangnya kita sudah tahu apa dan bagaimana sebenarnya lubang hitam, mengapa ini dan mengapa begitu.
Itu sudah cukup, semoga bermanfaat dan terima kasih.
Makalah ini adalah penyerahan oleh pengarang. Anda juga boleh membuat penulisan anda sendiri dengan menyertai Komuniti Saintif