Lỗ đen là gì?
Những đứa trẻ, bạn có nghĩ mình có thể nhìn thấy tác dụng của máy hút bụi trong phòng mình không? Khi bạn làm điều gì đó, hãy quan sát thật kỹ vì bạn có thể thấy bụi bẩn và các mảnh vụn bắt đầu di chuyển về phía máy hút bụi. Lỗ đen giống như máy hút bụi nhưng chỉ ở trong không gian. Tuy nhiên, không phải lực hút mạnh khiến mọi thứ rơi vào lỗ đen. Lực hút sẽ không đủ mạnh. Thay vào đó, lỗ đen sử dụng trọng lực để hút mọi thứ xung quanh nó.
Lỗ đen được hình thành như thế nào? Giải thích cho trẻ em
Khi ngôi sao lớn hết nhiên liệu, cô ấy không thể chịu đựng được cân nặng của mình nữa. Áp suất từ các lớp hydro khổng lồ khiến ngôi sao ngày càng co lại. Cuối cùng, ngôi sao sẽ trở nên nhỏ hơn một nguyên tử. Các em ơi, hãy tưởng tượng trong giây lát toàn bộ ngôi sao sẽ bị nghiền nát thành một điểm nhỏ hơn một nguyên tử.
Làm thế nào một vật có thể nhỏ hơn nhưng vẫn giữ nguyên khối lượng?
Nó thực sự rất đơn giản. Lấy một miếng bọt biển cỡ chai, bạn có thể dễ dàng bóp nát nó trong tay. Nhưng ở đây điểm thú vị. Nếu bạn làm ít hơn bằng cách siết chặt nó, lực hấp dẫn của nó sẽ trở nên mạnh hơn. Hãy tưởng tượng các em, nếu bạn nén một ngôi sao thành kích thước của một nguyên tử thì lực hấp dẫn của nó sẽ mạnh đến mức nào?
Lực hấp dẫn của lỗ đen mạnh đến mức nó hấp thụ mọi thứ, kể cả ánh sáng đi quá gần. Đúng vậy, ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi lỗ đen.
Cấu trúc của lỗ đen. Thiên văn học cho trẻ em
Lỗ đen được tạo thành từ ba phần chính. Lớp bên ngoài của lỗ đen được gọi là chân trời sự kiện bên ngoài. Bên trong chân trời sự kiện bên ngoài, bạn vẫn có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của lỗ đen vì lực hấp dẫn ở đây không mạnh bằng. Lớp giữa của lỗ đen được gọi là chân trời sự kiện bên trong. Nếu các bạn không thoát khỏi lực hấp dẫn của lỗ đen trước khi bước vào chân trời sự kiện bên trong thì các bạn đã bỏ lỡ cơ hội. Lực hấp dẫn ở lớp này mạnh hơn rất nhiều và không buông ra những vật mà nó tóm lấy. Lúc này, bạn bắt đầu rơi về phía trung tâm của lỗ đen. Trung tâm của lỗ đen được gọi là Điểm kỳ dị. Từ lạ này có nghĩa là một ngôi sao bị nghiền nát. Điểm kỳ dị là nơi lực hấp dẫn của lỗ đen mạnh nhất.
Làm thế nào bạn có thể đi vào một lỗ đen?
Hãy nghĩ về Trái đất. Nếu bạn đến quá gần Trái đất, bạn sẽ gặp phải lực hấp dẫn của nó. Trên Trái đất, bạn có thể bay vào vũ trụ bằng tên lửa một lần nữa. Tuy nhiên, nếu bạn rơi vào lỗ đen thì con bạn sẽ không có cách nào thoát ra được vì lực hấp dẫn rất mạnh.
>Lỗ đen
Chuyện gì đã xảy ra vậy lỗ đen– giải thích cho trẻ: mô tả bằng hình ảnh, cách tìm ra Vũ trụ trong không gian, sự xuất hiện của các ngôi sao, cái chết, lỗ đen siêu lớn của các thiên hà.
Dành cho bố mẹ các em nhỏ hoặc ở trường nên giải thích, nhận thức lỗ đen như thế nào khoảng trống- một sai lầm nghiêm trọng. Ngược lại, nó tập trung một lượng vật chất đáng kinh ngạc, bị giam giữ trong một không gian nhỏ. ĐẾN lời giải thích cho trẻ có nhiều màu sắc hơn, hãy tưởng tượng nếu bạn lấy một ngôi sao nặng gấp 10 lần Mặt trời và cố ép nó vào một khu vực có kích thước bằng Thành phố New York. Do áp suất này, trường hấp dẫn trở nên mạnh đến mức không ai, kể cả một tia sáng, có thể thoát ra ngoài. Với sự phát triển của công nghệ, NASA ngày càng có thể tìm hiểu nhiều hơn về những vật thể bí ẩn này.
Bắt đầu lời giải thích cho trẻĐiều này có thể xảy ra vì thuật ngữ “lỗ đen” không tồn tại cho đến tận năm 1967 (do John Wheeler đưa ra). Nhưng trước đó, trong nhiều thế kỷ, người ta đã đề cập đến sự tồn tại của những vật thể lạ, do mật độ và khối lượng của chúng nên không phát ra ánh sáng. Chúng thậm chí còn được Albert Einstein dự đoán vào năm lý thuyết tổng quát tính tương đối. Cô đã chứng minh rằng khi một ngôi sao lớn chết đi, phần lõi nhỏ đặc vẫn còn lại. Nếu một ngôi sao có khối lượng gấp ba lần mặt trời thì lực hấp dẫn sẽ thắng các lực khác và chúng ta có một lỗ đen.
Tất nhiên là nó quan trọng giải thích cho trẻ em rằng các nhà nghiên cứu bị tước đi cơ hội quan sát trực tiếp những đặc điểm này (kính thiên văn chỉ tìm thấy ánh sáng bức xạ tia X và các hình thức khác bức xạ điện từ), do đó không cần phải đợi ảnh chụp lỗ đen. Nhưng có thể tính toán vị trí của chúng và thậm chí xác định kích thước của chúng dựa trên ảnh hưởng của chúng lên các vật thể xung quanh. Ví dụ: nếu nó đi qua một đám mây vật chất liên sao, thì trong quá trình đó nó sẽ bắt đầu hút vật chất vào bên trong - sự bồi tụ. Điều tương tự sẽ xảy ra nếu một ngôi sao đi qua gần đó. Đúng, một ngôi sao có thể phát nổ.
Tại thời điểm lực hút, chất đó nóng lên và tăng tốc, giải phóng nó vào không gian tia X. Những khám phá gần đây đã phát hiện ra một số vụ nổ tia gamma mạnh mẽ, chứng tỏ rằng lỗ hổng này đang nuốt chửng các ngôi sao gần đó. Tại thời điểm này, chúng kích thích sự phát triển của một số người và ngăn chặn những người khác.
Cái chết của một ngôi sao là sự khởi đầu của một lỗ đen
Hầu hết lỗ đen xuất hiện từ vật chất còn sót lại của các ngôi sao lớn đang chết (vụ nổ siêu tân tinh). Những ngôi sao nhỏ hơn trở thành sao neutron dày đặc, thiếu khối lượng để bẫy ánh sáng. Nếu khối lượng của một ngôi sao lớn gấp 3 lần khối lượng Mặt trời thì nó sẽ trở thành ứng cử viên cho lỗ đen. Quan trọng giải thích cho trẻ em một điều kỳ lạ. Khi một ngôi sao sụp đổ, bề mặt của nó tiến tới một bề mặt tưởng tượng (chân trời sự kiện). Thời gian trên ngôi sao trở nên chậm hơn thời gian của người quan sát. Khi bề mặt chạm đến chân trời sự kiện, thời gian đóng băng và ngôi sao không thể sụp đổ được nữa - một vật thể đóng băng, sụp đổ.
Các lỗ đen lớn hơn có thể xuất hiện sau một vụ va chạm sao. Sau khi ra mắt vào tháng 12 năm 2004, kính viễn vọng của NASA đã có thể phát hiện những tia sáng mạnh, thoáng qua - tia gamma. Sau đó, Chandra và Hubble đã thu thập dữ liệu về sự kiện này và nhận ra rằng những tia sáng này có thể là kết quả của sự va chạm giữa một lỗ đen và một lỗ đen. sao neutron, tạo ra một lỗ đen mới.
Mặc dù trong quá trình giáo dục những đứa trẻ Và cha mẹ Chúng tôi đã tìm ra nó, nhưng có một điều vẫn còn là một bí ẩn. Các lỗ dường như tồn tại ở hai quy mô khác nhau. Có nhiều lỗ đen - tàn tích ngôi sao lớn. Thông thường, chúng nặng gấp 10-24 lần Mặt trời. Các nhà khoa học liên tục nhìn thấy chúng nếu một ngôi sao ngoài hành tinh đến rất gần. Nhưng hầu hết các lỗ đen đều tồn tại biệt lập và không thể nhìn thấy được. Tuy nhiên, xét theo số lượng sao đủ lớn để trở thành một ứng cử viên lỗ đen, dải ngân hà Phải có hàng chục triệu tỷ lỗ đen như vậy.
Ngoài ra còn có những lỗ đen siêu lớn, lớn hơn Mặt trời của chúng ta một triệu hoặc thậm chí một tỷ lần. Người ta tin rằng những con quái vật như vậy sống ở trung tâm của hầu hết mọi nơi. thiên hà lớn(và trong của chúng tôi).
Dành cho các bạn nhỏ sẽ rất thú vị khi biết điều đó trong một thời gian dài Các nhà khoa học tin rằng không có kích thước trung bình cho các lỗ đen. Nhưng dữ liệu từ Chandra, XMM-Newton và Hubble cho thấy chúng ở đó.
Có lẽ lỗ đen siêu lớn xuất hiện do phản ứng dây chuyền do sự va chạm của các sao trong các cụm đặc. Bởi vì điều này, rất nhiều ngôi sao có khối lượng lớn tích tụ lại, chúng sụp đổ và tạo ra các lỗ đen. Những cụm này sau đó chiếm giữ trung tâm thiên hà, nơi các lỗ đen hợp nhất và trở thành một thành viên siêu lớn.
Bạn có thể đã hiểu rằng bạn sẽ không thể chiêm ngưỡng được lỗ đen ở chất lượng cao trực tuyến vì những vật thể này không phát ra ánh sáng. Nhưng trẻ em sẽ thích thú nghiên cứu các bức ảnh và sơ đồ được tạo ra dựa trên sự tiếp xúc của lỗ đen và vật chất thông thường.
| Vật thể không gian |
Trong một bài học video thiên văn học mới, giáo sư sẽ nói về cách các lỗ đen được hình thành và tại sao chúng lại nguy hiểm.
Lỗ đen hình thành như thế nào
Không thể chạm vào lỗ đen và bạn không thể đi qua chúng. Lỗ đen là những vùng trong không-thời gian tạo thành lực hút siêu mạnh. Lực hấp dẫn làm cong không gian và thời gian, có nghĩa là bên trong lỗ đen không có đường thẳng, không gian bị vò nát, đan xen vào nhau. Nếu một ngôi sao hình thành gần lỗ đen, lực hấp dẫn của lỗ đen sẽ xé nát ngôi sao và nó sẽ biến mất vào độ sâu của lỗ đen. Nếu thứ gì đó rơi vào lỗ đen, nó sẽ ở đó mãi mãi. Để vượt qua sức hút mạnh mẽ của lỗ đen, cần phải phát triển tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng, nhưng than ôi, điều này là không thể. Các nhà khoa học không biết chính xác lỗ đen siêu lớn được hình thành như thế nào nhưng với những lỗ đen thông thường thì mọi chuyện ít nhiều đều rõ ràng. Trong quá trình phát triển của một ngôi sao, hydro dần dần bị đốt cháy và theo đó lượng của nó giảm đi, dẫn đến lực áp suất ánh sáng bắt đầu vượt quá lực nén trọng lực. Ngôi sao tăng kích thước đáng kể và biến thành một sao khổng lồ đỏ, sau đó phát nổ. Sau vụ nổ, quá trình nén bắt đầu, sau đó ngôi sao nguội đi và không thể nhìn thấy trực tiếp. Tuy nhiên, nếu khối lượng của tàn dư sao khổng lồ đỏ vượt quá khối lượng Mặt Trời từ 2-2,5 lần thì quá trình nén của nó không thể dừng lại, bởi vì lực hấp dẫn triệt tiêu hoàn toàn lực cản nén, kết quả là phần cặn này bị nén lại thành một vật thể nhỏ bé dày đặc, như thể tự đóng kín lại. Và chính tại thời điểm lực hấp dẫn suy sụp (nén) mà các lỗ đen được hình thành. Kết quả là khối lượng tập trung ở một khu vực nhỏ đến mức ngay cả tốc độ ánh sáng cũng không đủ để rời khỏi vùng lân cận của nó. Do đó phần đầu tiên của tên có màu đen, vì nó thậm chí có thể hấp thụ ánh sáng. Phần thứ hai - lỗ - có nghĩa là mọi thứ rơi vào vùng của lỗ đen sẽ vĩnh viễn không thể quan sát được.
Bộ phận này bị ảnh hưởng bởi trọng lực trước khi anh ta có thời gian để nhìn thấy bất cứ thứ gì. Các nhà khoa học đã thực hiện tất cả các tính toán cho hình cầu đối xứng đơn giản nhất đen lỗ, bán kính của nó bằng bán kính Schwarzschild. Đen lỗ, được hình thành trong quá trình sụp đổ của các ngôi sao, có nhiều hơn đặc điểm phức tạp. Tuy nhiên, như các tác giả lưu ý, theo thời gian chúng ngày càng trở nên...
https://www.site/journal/117634
Đó là khoảng 1,6x10-35 mét. Các tính toán cho thấy ở quy mô như vậy sự hình thành các hạt vi mô đen lỗ. Chúng ta hãy nhớ lại rằng theo ý tưởng hiện đại, thời gian tồn tại của những vật thể như vậy là cực kỳ ngắn - chúng bốc hơi trong... Hawking. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng theo giả thuyết của họ đen lỗ có thể ở một số trạng thái ổn định. Tính toán cho thấy như vậy đen lỗ sẽ có tính chất tương tự như hạt cơ bản. Đặc biệt,...
https://www.site/journal/118249
Tường thuật tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ. đen lỗ Các nhà thiên văn học tin rằng một số vật thể siêu lớn đen lỗ, nằm ở các thiên hà lân cận, ít nhất hai lần và có thể bốn lần, ... Khám phá này có thể thay đổi hiểu biết về cách các thiên hà hình thành lần đầu tiên và vai trò của chúng trong vũ trụ . Cuối tháng trước, một nhóm các nhà nghiên cứu do Andrew Fabian dẫn đầu...
Đại học Cambridge
https://www.site/journal/118608 Đạt tới 400 nghìn năm ánh sáng. Theo các nhà nghiên cứu, 10-20% lượng sắt trong các thiên hà có thể được chuyển từ nơi này sang nơi khác. đen lỗ . Ngoài ra, các nhà khoa học đã chứng minh rằng khí thải từ một vật thể nhỏ gọn dẫn đến sự hình thành hố
khí của những khoảng trống khổng lồ. Kích thước của một số trong số chúng đạt tới 670 nghìn năm ánh sáng. Đặc biệt là để học...
https://www.site/journal/120495 đen lỗ Hiện đang làm việc ở Mỹ, họ đã đề xuất một cách tạo ra một thiết bị có đặc tính giống với đặc tính của . Một thiết bị như vậy phải dựa trên cấu trúc hình trụ, vỏ và phần bên trong khác nhau ở... hấp thụ. tác giả công việc mới đen lỗ triển khai ý tưởng của các nhà khoa học Nga vào thực tế. Để tạo ra một lò vi sóng
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng siêu vật liệu - những chất đặc biệt có thể bẻ cong đường đi của những vật đi qua chúng...
https://www.site/journal/121214 đen lỗ Uốn cong, di chuyển theo hình xoắn ốc về phía tâm - giống như , mặc dù vì những lý do hoàn toàn khác nhau. Nếu như đen hố hoạt động nhờ lực hấp dẫn khổng lồ của nó, một công cụ do Narimanov và Kildishev phát minh, ... (Tie Jun Cui) và Qiang Cheng đã biến nó thành hiện thực bằng cách tạo ra một mô phỏng như vậy “ . Ngoài ra, các nhà khoa học đã chứng minh rằng khí thải từ một vật thể nhỏ gọn dẫn đến sự hình thànhđen bức xạ vi sóng. Thiết bị này là một hình trụ bao gồm 60 lớp siêu vật liệu xốp hình khuyên...
https://www.site/journal/121533
J0005-0006 và J0303-0019 đó hình thành ngay sau đó vụ nổ lớn, sau khi xác định được khối lượng của chúng đen lỗ. Bụi trong chuẩn tinh càng nóng thì khối lượng lớn hơn đen lỗ(cô ấy có rất nhiều “thức ăn” để phát triển). Thánh Lễ đen lỗ J0005-0006 và J0303-0019 hóa ra là những chuẩn tinh nhỏ nhất được biết đến trong Vũ trụ trẻ. Gần đây...
https://www.site/journal/124842
Einstein-Rosen. đen lỗ Những vật thể này là những đường hầm giả định kết nối các vùng không gian khác nhau. Poplawski tin rằng đầu bên kia của lỗ sâu đục kết nối với màu trắng hố đen lỗ(đối âm