Kara delikler gerçekten tekillik mi?

Kara delikler çok yoğun nesneler olamaz mı? Hala siyah olabilirler (siyahın rengine sahip olmak hiçbir zaman gerçekten özel fizik gerektirmez) ve gerçekten güçlü bir çekim alanına sahip olabilirler. Yerçekimi nedeniyle ışığı gerçekten emdiğinden şüphelenirsek, ışığı bu nesneye düştüğünde herhangi bir ışığın yayılmasına izin vermeyecek şekilde ışığı yakalayacak kadar güçlü bir yerçekimi olması mümkündür.

Sonsuz derecede büyük bir kütleye yol açacak sonsuz büyük bir kütleye yol açacağından, evreni sonsuza kadar hızlı bir şekilde yok edecek olan bir şeyin var olabileceğini kabul etmekte zorlanıyorum, değil mi? Bu yüzden süper kütleli bir nesnenin tekillik olmak zorunda kalmadan aynı zamanda badass olabileceğini düşünüyorum.

Bu cevap bir dereceye kadar fikir tabanlıdır. Genel Göreliliğin öngöreceği gibi katı matematiksel tekilliklerin varlığı hakkındaki şüphelerinizi paylaşıyorum. Bu esas olarak, çünkü katı bir tekillik varsayımı kuantum teorisini göz ardı eder. Tekilliğin üstesinden gelmek için bir yaklaşım bir Gravastar'dır . İlgili bir Planck yıldızı . Her iki yaklaşım da singuarity yakınındaki paradoksların üstesinden gelmeye çalışır. Sonunda tam bir cevap hala tanımlanmış bir kuantum yerçekimi tarafından sağlanabilir .

"Gerçek" kara delikler için bir başka zorluk da rotasyon. Schwarzschild çözümü gerçek dünya kara deliklerin meydana gelmesi beklenen değildir.

Bunun yerine bir Kerr çözümü (ya da Kerr-Newman metriği olabilir) gerçek astronomik nesnelere yaklaşır, dolayısıyla en azından dönmeyi içerir ve bir miktar elektrik yükü olabilir.

Işık hızıyla hareket eden kütlesiz bir parçacık, Özel Göreliliğe göre tanımlanmamış bir enerjiyle sonuçlanır. Doğa, bu tanımlanmamış aralığı çözmek için herhangi bir enerji almalarına izin vererek kütlesiz parçacıklara adanmış bir fizik açar. Benzer şekilde doğa, Genel Görelilik ve kuantum teorisi arasındaki çelişkiyi çözmek için karadeliklerin içine yeni bir tür fizik açabilir.

Tekillik nedir?

Tekillik, evrende maddenin sonsuz yoğun olduğu bir noktadır. Tekillik, kara deliğin merkezindedir ve genellikle bir olay ufkunun arkasında saklanır. Yani temel olarak, tekillik, uzayda çok küçük bir alanda çok sayıda maddenin birbirine sıkıştığı bir noktadır. Bir tekilliğiniz olduğunda madde sonsuza gitmez. Sonsuzluğa giden yoğunluk yoğunluktur . Yoğunluk ve madde farklı şeylerdir.

Süpernova patlamasında genellikle tekillik yaratılır. Bir süpernova, bir yıldızın merkezinde (ömrünün sonunda) çok fazla madde olduğunda yıldızın oluştuğu yerdir, yıldız kendi çekim kuvvetini destekleyemez ve kendi üzerine çöker ve patlar.

Bir süpernova oluşmasının ikinci yolu ikili bir yıldız sistemidir - beyaz bir cüce varsa , diğer yıldızdan madde çalar ve sonunda patladığı kadar çok madde biriktirir.

Tekillik, küçük yıldızlardan değil büyük yıldızlardan kaynaklanır. Bir süpernovada patlayan küçük yıldızlar nötron yıldızları olarak adlandırılan bir şey yaratır.

Kara delik nedir?

Karadelik, uzayda yerçekimi alanı olan bir alandır, bu nedenle ışık bile ışıktan kaçamaz. Kara deliklerin rengi siyah değildir, rengi yoktur çünkü onlardan geri gelen ışığı göremeyiz. Yani hayır, ışık emilmez. Kara delikler de Hawking Radyasyon adı verilen bir mekanizma nedeniyle dağılabilir

Aşağıdakiler de dahil olmak üzere birden çok kara delik türü vardır:

• Süper kütleli kara delikler (genellikle gökadaların merkezinde bulunur)

• Yıldız kara delikleri

• Primordial kara delikler

• Döner (Kerr) kara delik

Son olarak, karadeliğin içinde 3 ana alan vardır.

Bu diyagram bize birçok şeyi gösterebilir, örneğin karadeliklerin tüm evren boyunca geçen yerçekimi çekimine nasıl sahip olmadığı.

Son olarak, Schwarzschild yarıçapını kullanarak ışığın bile kaçamayacağı alanı çözebiliriz . Dediğiniz gibi bu cevap görelilik içermemelidir, ben de matematik eklemeyeceğim. Özetle Schwarzschild yarıçapı, olay ufkunun karadelikte olduğu yerdir.

özet

Garip bir cevap verdiğim için özür dilerim, anlamadığınızı anlama konusunda sorun yaşıyordum ve bir tekilliği açıklarsam - o zaman size kesinlikle yardımcı olacağımı düşündüm, zaten bildiğiniz şeyleri söylersem özür dilerim. İtalik yazdığım terimlere bir göz atmak istiyorsanız bazı Wikipedia bağlantıları sağladım. Kara delik termodinamiğine de bakmak isteyebilirsiniz

• Schwarzschild yarıçapı
• Ergosphere
• Hawking radyasyonu
• Beyaz cüce
• Kara delik termodinamiği

Bence kara deliğin olay ufkunun içinde son derece yoğun bir cismi stabilize etmenin bir yolu olduğu fikrinden yola çıkıyorsunuz. In klasik Genel Görelilik teorisi tekillik kaçınılmazdır. Bir olay ufkunun içine girdikten sonra, bir nesne, ister beğenip beğenmeseniz de zaman içinde ilerlemeye zorlandığınız şekilde, tekilliğe sınırlı bir zamanda doğru hareket etmeye ve ulaşmaya zorlanır.

Bu nedenle, klasik GR'de kara delik gibi görünen ve olay ufkuna sahip olan, ancak bir tür tekillik oluşturmayan bir şeye sahip olmak imkansızdır . Bununla birlikte, klasik GR'nin son derece küçük (kuantum) ölçeklerde parçalanması gerektiğini biliyoruz, bu nedenle kuantum yerçekimi teorisinde tekillikleri önlemek için bir şey olması tamamen mümkündür .

Bu nedenle, bir tür tekillikten kaçınmaya izin veren bir Genel Görelilik versiyonu icat etmek tamamen ücretsizdir. Ancak (en azından) iki gereklilik vardır. (1) Klasik GR'nin mükemmel açıkladığı diğer tüm şeyleri açıklamalıdır. (2) Olay ufkunun dışında gözlemlenebilir sonuçları olmalıdır, aksi takdirde anlamsız göbek bakanlığı (IMO).

Not: (Klasik GR) dönen kara deliklerde solucan delikleri ve benzerleri mümkün olabilir, ancak sınırlı anlayışım, bu tekilliğe (artık bir nokta değil) rağmen bu form olduğudur. Başka bir deyişle, tekillik hala oradadır, ancak madde kaçınılmaz olarak onunla sonuçlanmaz (ancak başka bir yere gider!)

Sonsuz kütle, sonsuz kuvvet vb. Hakkında yazdığınız şeyler yanlıştır. Karadeliğin kütlesi, yerçekimi etkileri kadar iyi tanımlanmıştır. Sınırlı bir kütle, sıfır hacim üzerinde sonsuz bir yoğunluğun integralini almaktan hala kaynaklanmaktadır.

Bir tekilliği sonsuz yoğunluk noktası olarak tanımlamak yaygındır, ancak gerçekten bundan daha geneldir: uzay-zaman metriğinde bir çeşit patolojik davranıştır. Tekilliklerin gerçek fiziksel fenomenler olup olmadığı ya da sadece bir teorinin (bu durumda genel görelilik) artık doğayı tanımlayamadığı noktayı gösterip göstermediği tartışma konusudur.

Penrose'un tekillik teoremi, belirli bir dizi makul varsayım altında, bir yıldız gibi bir nesnenin yerçekimi çöküşünün kaçınılmaz olarak tekilliğe yol açtığını göstermektedir. Kanıtın jeodezik eksiklik olduğuna dikkat edin (yani, bazı serbest düşen nesnelerin zaman çizgileri aniden sona ermektedir). Bu, (zorunlu olarak) Schwarzschild metriği gibi idealize edilmiş kara delik çözeltilerinde ortaya çıkan görünür 'sonsuz yoğunluk' eğrilik tekillikleriyle aynı değildir.

Bunun fiziksel düzeyde birçok iyi cevabı var, ama bunun ele alındığını görmüyorum, bu yüzden kısaca bir cevap vereceğim.

Sonsuz derecede büyük bir kütleye yol açacak sonsuz büyük bir kütleye yol açacağından, evreni sonsuza kadar hızlı bir şekilde yok edecek olan bir şeyin var olabileceğini kabul etmekte zorlanıyorum, değil mi?

Karadeliklerin sonsuzluğu varsa, bu sadece tekillikleri varsa mümkündür, o zaman bu sonsuzluklar tanım gereği sonsuzdur ve herhangi bir mesafeden sonsuz değildir, hatta bir atom mesafesinin bir kısmı bile. Yani, "evreni sonsuz güçlerle yok edin", tabii, eğer evren bir atomdan daha küçükse ya da belki de tek başına gitmekten başka bir şey yapamayacağı olay ufkunun içinde, fakat güvenli ve makul bir mesafede, siyahsa delikler tehlikeli değildir ve evren için bir tehdit değildir.

Bu yüzden süper kütleli bir nesnenin tekillik olmak zorunda kalmadan aynı zamanda badass olabileceğini düşünüyorum

ve

Gravastars kurtarmak için! Tam ihtiyacım olan şey. Son olarak, evrenimizi dolduran sonsuz kötü nesnelerle rahat olmayan bazı teorisyenler!

Yeni başlayanlar için tamam, fizik yasaları ne olduklarını ve ne düşündüğümüzü umursamıyorlar. Şeyler "kötü" olarak, bu seyirci gözünde.

2000 yıl önce, ara sıra yanardağdan çıkan cehennem ateşi görüldü ve cehennem yeryüzündeydi. Bugün, Dünya'nın içi bizi koruyan ve bize yaşam taşıyan gezegenler için gerçekten yararlı olan plaka tektoniği veren manyetik bir alan üretir. Dünyanın içi değişmedi, ama bizim algılayışımız çok değişti. Şimdi Dünya'nın içini seviyoruz, ama 2000 yıl önce insanlar ondan korkuyordu.

100 yıl önce, herkes Evrenin Samanyolu olduğunu düşündü ve 80 yıl önce Evrenin ebedi olduğunu düşündüler, o kadar berbat Hubble Evren'in bir başlangıca sahip olduğunu ve şeylerin ebedi olduğu için çok şey olduğunu önerene kadar. Hubble, 300 yıl önce kazıkta yakıldığını söylemiş olsaydı, "küfür" yazan bir plakla ilgili hiçbir soru yok

Bu bakış açısından sorun. Tam bir resim değil. Kara delikler, her şeyi yiyen ve kaçamayan bir şey olarak harika bir "boogie adamı" yaparlar, ancak bu büyük resmin sadece bir parçasıdır.

Einstein'ın kendisi karadeliklerin tatsız bir fikir buldu (kuantum mekaniğine de çok hevesli değildi), bu yüzden Einstein Evren'in kara deliklerin oluşmasını önleyen bazı fiziksel yasalara sahip olduğunu ve durumun daha da farklı olabileceğini hayal etti. olay ufkunun etrafındaki yavaş yavaş ezilmeye karşı vs tekillikte ya da merkezde ne varsa hızla ezilmektir. Belli bir bakış açısından, hemen hemen aynı şey.

Bazı teoriler, kara deliklerin içinde bebek evrenlerinin olduğu büyülü yerler olduğunu ileri sürdü . Bilimden daha yaratıcı düşünmeyi buluyorum, ama gerçek şu ki, olay ufkunun içinde olan şey olay ufkunun içinde kalıyor ve kimse bilmiyor.

Genel olarak kara deliklerde :

Çok faydalılar. Kara deliklerin oluşumu ve yerçekimi çöküşü ve çöküşten geri tepme, galaksi boyunca ve kara delik veya Nötron yıldızı oluşturan çöküşte ağır elementler yaratır ve dağıtır; yıldız maddesinin% 90'ı patlar , geri dönüştürülürseniz, galaksiye geri dönersiniz ve sadece% 10 kadarı daraltılmış çekirdeği oluşturur.

Kara deliği bir yıldızın ölümünün küçük bir kalıntısı olarak düşünebilirsiniz, ancak büyük yıldızların çok fazla geri dönüşümünü ve maddelerinin galakside dağılması gerçeğini buluyorum. Süper kütleli karadelikler ayrıca gökadaların oluşumuna yardımcı olur, bu yüzden basit gerçek şu ki, kara delikler, yollardan biriyle geçmek istemeseniz bile çok yararlıdır.

Şimdi bir karadeliğin içinde ne olduğuna dair, zaten bunun için bazı iyi cevaplar var ve bunu çok uzun yapmak istemiyorum, özellikle de bir layman olduğum için, ama bu egzotik bölgenin spekülasyonunu olay ufkunun içinde buluyorum düşünmek çok eğlenceli olacak.

Şahsen tekilliklere inanmıyorum. Ben (THINK), kuantum mekaniğinin dalga ve alan doğasının ve boş alanın, örneğin parçacık anti-partikül çiftlerinin esasen hiçbir şeyden oluşabilecek özelliklere sahip olması (muhtemelen şahin radyasyonunu mümkün kılar), bence muhtemelen asla tam bir tekillik olmayan bir tür egzotik alan.

Bir kara deliğin içinde fiziksel bir malzeme denilebilecek bir şey olduğunu sanmıyorum. Sanırım işler bir protonun veya elektronun egzotik doğası gibi bir yüzeyin fiziksel doğasından daha farklı davranacaktı, ama bu sadece konu hakkındaki düşüncelerim. Kuantum yerçekimi teorisi olmadan, bir haritaya bakan körlere benziyor. Kimse bilmiyor. (çok uzun?)

Karadeliklerin içindeki madde anlamında tekillikler olduğuna inanıyorum, anlamlı bir yere veya bilinen hızlara sahip olacak şekilde tanımlanmadı. Sıfır yarıçapa sahip olma anlamında tekillik anlamına geldiğini sanmıyorum.