Skip to main content
Global

24: Mashimo nyeusi na Spacetime Curved

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    176784

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Kwa zaidi ya karne ya ishirini, mashimo nyeusi yalionekana mambo ya sayansi ya uongo, Imeonyeshwa ama kama wafugaji wa utupu wa monster wakitumia jambo lolote karibu nao au kama vichuguu kutoka ulimwengu mmoja hadi mwingine. Lakini ukweli kuhusu mashimo nyeusi ni karibu mgeni kuliko uongo. Tunapoendelea safari yetu ulimwenguni, tutagundua kwamba mashimo meusi ni ufunguo wa kuelezea vitu vingi vya ajabu na vya ajabu - ikiwa ni pamoja na nyota zilizoanguka na vituo vya kazi vya galaxi kubwa.

    • 24.1: Kuanzisha Uhusiano Mkuu
      Einstein alipendekeza kanuni ya ulinganifu kama msingi wa nadharia ya relativity ya jumla. Kwa mujibu wa kanuni hii, hakuna njia ambayo mtu yeyote au jaribio lolote katika mazingira yaliyofunikwa linaweza kutofautisha kati ya kuanguka kwa bure na ukosefu wa mvuto.
    • 24.2: Spacetime na Mvuto
      Kwa kuzingatia matokeo ya kanuni ya ulinganifu, Einstein alihitimisha kuwa tunaishi katika spacetime iliyopigwa. Usambazaji wa suala huamua ukingo wa muda wa nafasi; vitu vingine (na hata mwanga) vinavyoingia katika eneo la nafasi lazima zifuate curvature yake. Mwanga lazima kubadilisha njia yake karibu na kitu kubwa si kwa sababu mwanga ni bent na mvuto, lakini kwa sababu spacetime ni.
    • 24.3: Uchunguzi wa Uhusiano Mkuu
      Katika mashamba dhaifu ya mvuto, utabiri wa uwiano wa jumla unakubaliana na utabiri wa sheria ya Newton ya mvuto. Hata hivyo, katika mvuto mkubwa wa Jua, uwiano wa jumla hufanya utabiri ambao hutofautiana na fizikia ya Newton na inaweza kupimwa. Kwa mfano, relativity ujumla anatabiri kwamba mwanga au mawimbi ya redio itakuwa deflected wakati wao kupita karibu na jua, na kwamba nafasi ambapo Mercury ni katika perihelion ingebadilika na 43 arcsec kwa karne, hata kama hapakuwa na sayari nyingine
    • 24.4: Muda katika Uhusiano Mkuu
      Uhusiano wa jumla unatabiri kuwa nguvu ya mvuto, wakati wa polepole zaidi unapaswa kukimbia. Majaribio duniani na kwa spacecraft imethibitisha utabiri huu kwa usahihi wa ajabu. Wakati mwanga au mionzi mingine inatoka kwenye mabaki madogo madogo, kama vile nyota kibete nyeupe au nyutroni, inaonyesha mabadiliko ya mvuto kutokana na kupungua kwa muda.
    • 24.5: Mashimo Nyeusi
      Nadharia inaonyesha kwamba nyota zilizo na vidonda vya stellar kubwa zaidi kuliko mara tatu wingi wa Jua wakati zinavyotolea mafuta yao ya nyuklia zitaanguka kuwa mashimo meusi. Upeo unaozunguka shimo nyeusi, ambapo kasi ya kutoroka inalingana na kasi ya mwanga, inaitwa upeo wa tukio, na radius ya uso inaitwa radius Schwarzschild. Hakuna, hata mwanga, unaweza kutoroka kupitia upeo wa tukio kutoka shimo nyeusi. Katika kituo chake, kila shimo nyeusi ni mawazo ya kuwa na si
    • 24.6: Ushahidi wa Black Holes
      Ushahidi bora wa mashimo nyeusi ya nyota hutoka kwenye mifumo ya nyota ya binary ambayo (1) nyota moja ya jozi haionekani, (2) chafu ya X-ray ya flickering ni tabia ya disk ya accretion karibu na kitu kompakt, na (3) obiti na sifa za nyota inayoonekana zinaonyesha kuwa umati wa rafiki asiyeonekana ni mkubwa kuliko 3 mSun. Mifumo kadhaa yenye sifa hizi imepatikana. Black mashimo na raia wa mamilioni kwa mabilioni ya raia wa nishati ya jua hupatikana katika th
    • 24.7: Astronomia ya Mvuto
      Sehemu nyingine ya mawazo ya Einstein kuhusu mvuto yanaweza kupimwa kama njia ya kuchunguza nadharia inayozingatia mashimo meusi. Kwa mujibu wa relativity ya jumla, jiometri ya spacetime inategemea ambapo jambo liko. Rearrangement yoyote ya suala - kusema, kutoka nyanja kwa sura sausage - inajenga usumbufu katika spacetime. Usumbufu huu huitwa wimbi la mvuto, na relativity inabiri kwamba inapaswa kuenea nje kwa kasi ya mwanga.
    • 24.E: Black mashimo na Curved Spacetime (Mazoezi)

    Thumbnail: Mfano wa msanii upande wa kulia unaonyesha shimo nyeusi kuunganisha nyenzo mbali na nyota kubwa ya bluu rafiki. Nyenzo hii huunda diski (iliyoonyeshwa katika nyekundu na machungwa) inayozunguka shimo jeusi kabla ya kuanguka ndani yake au kuelekezwa mbali na shimo jeusi kwa namna ya jets yenye nguvu. Vifaa katika diski (kabla ya kuanguka ndani ya shimo nyeusi) ni moto sana kwamba huangaza na X-rays, akielezea kwa nini kitu hiki ni chanzo cha X-ray (mabadiliko ya mikopo ya kazi na NASA/CXC/M.Weiss).