Hatto Albert Eynshteyn ham qora tuynuklarga shubha qilgan

Hatto Albert Eynshteyn ham qora tuynuklarga shubha qilgan

Bir asrdan ko'proq vaqt oldin Albert Eynshteyn olamni umumiy nisbiylik nazariyasi orqali tushuntirganida dunyoni lol qoldirdi. Bu nazariya nafaqat makon, vaqt, tortishish va materiya o'rtasidagi munosabatni tasvirlabgina qolmay, balki oxir-oqibat qora tuynuklar deb ataladigan, ayniqsa, aql bovar qilmaydigan hodisaning nazariy imkoniyatlarini ochib berdi.

Qora tuynuklarni tushuntiradigan tushuncha shu qadar radikal ediki, aslida Eynshteynning o'zi ham qattiq shubhalarga ega edi. U 1939 yilda nashr etilgan maqolada xulosa qildi Matematika yilnomalari g'oya "ishonarli emas" va hodisalar "haqiqiy dunyoda" mavjud emasligi.

2019 yil aprel oyida Event Horizon teleskopi tomonidan birinchi marta qora tuynuk rasmining ochilishi nafaqat Eynshteynning asl nazariyasini tasdiqladi, balki tortishish yirtqichlari haqiqatan ham haqiqiy ekanligini isbotlab berdi.

Kosmik-vaqt nazariyasi

Amerikalik fizik Jon A. Uiler ta'riflaganidek, umumiy nisbiylik fazoviy vaqtning tabiatini boshqaradi, xususan, u materiya ishtirokida qanday reaksiyaga kirishadi: “materiya fazo-vaqtga qanday egilish kerakligini aytadi, fazoviy vaqt esa qanday harakat qilish kerakligini aytadi. ”

Erdan osilgan tekis kauchuk varaqni (fazoviy vaqt) tasavvur qiling. Bouling to'pini varaqning (materiyaning) o'rtasiga qo'ying, shunda varaq massa atrofida aylanib, polga egilib ketadi. Bu bo'shliq vaqtiga qanday egilish kerakligini aytib berishdir. Endi marmarni (materiyani) rezina varaq atrofiga aylantiring (vaqt-bo'sh vaqt) va marmarning traektori o'zgaradi, u burishgan varaqdan burilib ketadi- bu qanday harakat qilish kerakligini ko'rsatadigan bo'shliq-vaqt. Materiya va makon-vaqt bir-biri bilan chambarchas bog'liq, tortishish ularning o'zaro ta'siriga vositachilik qiladi.

Endi varaqqa o'ziga xoslikni-cheksiz zichlikdagi nazariy nuqtani joylashtiring, fazoviy vaqt nima bo'ladi? Umumiy nisbiylikning eng o'ta sinoviga aylanadigan bu faraziy vaziyatni tasvirlash uchun umumiy nisbiylikdan foydalangan Eynshteyn emas, nemis nazariy fizigi Karl Shvarsschild edi.

Ma'lum bir chegarada, Shvarsschild gipotetik o'ziga xoslik fazoviy vaqtga to'g'ri keladi, deb topdi. Matematikada yakkaliklar qiziqarli sonli echimlardir, lekin o'sha paytda astrofizik o'ziga xosliklar jirkanch deb hisoblanar edi - ularni ishlab chiqaradigan ma'lum mexanizm yo'q edi.

Biroq, Shvarsschild 1916 yilda vafotigacha davom etdi va astrofizik o'ziga xoslik fazo-vaqtni shunchalik qattiq burishtirib yuborishini angladiki, hatto yorug'lik ham fazoviy bo'shliq teshigidan chiqa olmaydi. Qaytish nuqtasi, yakkalikni o'rab turgan sferik mintaqa "voqealar gorizonti" deb nomlanadi.

Ma'lum fizika voqealar ufqidan tashqariga chiqadi va hech qanday ma'lumot qochib qutula olmasligi sababli, biz ichida nima borligini bilmaymiz. Garchi bu qiziqarli tushuncha bo'lsa -da, tabiatda o'ziga xoslikni yaratadigan ma'lum mexanizm yo'q edi, shuning uchun bu g'oya deyarli e'tibordan chetda qoldi.

Qora tuynuklar tushunchasi tug'ildi

Bu 1935 yilga qadar, hind astrofizigi Subrahmanyan Chandrasekar, agar ulkan yulduz yoqilg'isiz qolsa, bu massaning tortishish bosimi bir nuqtaga to'planib, fazoviy vaqt o'z-o'zidan qulab tushishini tushungan edi. Chandrasexar matematik qiziqish va ilmiy imkoniyat o'rtasidagi bo'shliqni bartaraf qilib, nazariyani kosmos-vaqt to'qima uchun o'ta og'ir oqibatlarga olib keladigan haqiqiy o'ziga xoslikning shakllanishiga asos qilib berdi.

Hatto Chandrasexarning qora tuynuklar tabiatini zamonaviy tushunishga qo'shgan hissasi bilan ham, astrofizik o'ziga xosliklar, eng yaxshi holatda, juda kamdan -kam uchraydi deb taxmin qilingan. Bu 1960 -yillarga qadar, ingliz nazariy fiziklari Stiven Xoking va Rojer Penrose, noyoblik kosmik ekotizimning bir qismi ekanligini va yoqilg'i tugaganidan keyin katta yulduzlarning tabiiy evolyutsiyasining bir qismi ekanligini isbotlaganiga qadar shunday qoldi. va o'l.

Va faqat 1967 yilda, 1955 yilda Eynshteyn vafotidan 12 yil o'tgach, bu astrofizik o'ziga xosliklar "qora tuynuklar" deb nomlandi - bu atamani amerikalik fizik Jon A. Uiler Nyu -Yorkda bo'lib o'tgan konferentsiya paytida tanqid qildi. yonilg'i tugab, o'z -o'zidan qulab tushganidan keyin katta yulduz.

Qora tuynuk bizga "makonni qog'oz parchasi kabi cheksiz kichik nuqtaga burish mumkinligini, vaqtni alangali olov kabi o'chirish mumkinligini va biz" muqaddas "deb hisoblaydigan fizika qonunlarini o'zgarmasligini o'rgatadi. boshqa hech narsa emas ”, - deb yozgan Uiler o'z tarjimai holida 1999 yilda.

Sakkizta bog'langan teleskoplardan iborat Event Horizon Telescope (EHT) bilan ishlaydigan astronomlar va kompyuter olimlari tufayli insoniyat nihoyat bu "cheksiz kichik nuqtalarni" tasavvur qila oldi. Garchi Eynshteyn qora tuynuklarning dalillarini ko'rish uchun tirik bo'lmasa -da, u shubhali bo'lib qolgan haqiqiy o'ziga xosliklarning natijasi - uning nisbiylik nazariyasi ularning ochilishiga imkon berdi.

Va, shubhasiz, u zulmatli diskni o'rab turgan arvohli yarim oyni ham hayratga solgan bo'lardi: hatto eng dahshatli nazariyalar ham haqiqatga aylanishi mumkinligini isbotlaydi.

Yan O'Nil - astrofizik va fan yozuvchisi.


Qora tuynuklar to'qnashganda: Eynshteyn har doim haq edi

Yuz yil oldin, Albert Eynshteyn o'zining umumiy nisbiylik nazariyasini nashr etdi, unda tortishish kuchi qanday o'zgarishi va fazoviy vaqtni buzishi tasvirlangan.

Garchi bu nazariya koinot haqidagi tushunchamizda inqilobni keltirib chiqargan bo'lsa -da, u hatto Eynshteyn ham shubhalanadigan bir taxminni tasdiqladi: tortishish to'lqinlarining mavjudligi.

Bugun, bir asr o'tgach, bizda bu tasdiq bor, tortishish to'lqinlari Advanced Lazer Interferometr Gravitatsion-To'lqinli Observatoriyasi (aLIGO) detektorlari tomonidan aniqlanishi bilan.

Bu erda biz dunyoning etakchi astronomlari va astrofiziklarining reaktsiyalari va tahlillarini to'playmiz.

Keyt Riles, Michigan universiteti

Keyt Riles gravitatsion to'lqinlarni tushuntiradi.

Eynshteyn gravitatsion to'lqinlar hech qachon aniqlanmasligiga shubha bilan qaragan, chunki bashorat qilingan to'lqinlar juda zaif edi. Eynshteyn aLIGO interferometrlari tomonidan 2015 yil 14 sentyabrda aniqlangan signal hayron bo'lishga haqli edi va har bir L shaklidagi detektorning har bir qo'li metrning atigi 2 milliarddan bir qismigacha o'zgargan, bu proton radiusidan taxminan 400 baravar kichik.

Bunday kichik o'zgarishlarni o'lchash aql bovar qilmaydigan bo'lib tuyulishi mumkin, ayniqsa aLIGO kabi ulkan apparat yordamida. Ammo buning siri har bir qo'ldan pastga tushadigan lazerlarda (LIGOda haqiqiy "L") yotadi.

To'g'ri, Eynshteynning o'zi bilvosita bu lazerlarni amalga oshirishga yordam berdi, birinchi navbatda fotoelektr effektini fotonlar bilan tushuntirib (u Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi), ikkinchidan, (Bose bilan birga) izchil lazerlarning nazariy asosini yaratdi. fotonlar nurlari, hammasi bir xil chastota va yo'nalishda.

ALIGO qo'llarida sekundiga qariyb trillion trillion foton bor, ular interferometrli oynalarning aniq pozitsiyalarini sezadi. Aynan mana shu kollektiv, izchil sezish bir oynaning bir tomonga, boshqa qo'lidagi oynaning boshqa tomonga harakat qilganligini aniqlashga imkon beradi. Bu o'ziga xos, differentsial harakat - bu tortishish to'lqinini, fazoning bir lahzalik farqlanishini tavsiflovchi narsa.

Oddiy qilib aytganda, aLIGO -ni ikki qo'ldan qaytadigan nurni deyarli yo'q qilish rejimida (halokatli shovqin), olimlar chiqish nurining bir lahzalik ravshanligini qidirib, tortishish to'lqinining o'tishini aniqlay oladilar.

14 sentyabrda kuzatilgan o'ziga xos rang berish usuli, Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi o'lim spiralining oxirgi lahzalarida ikkita katta qora tuynuk uchun bashorat qilganiga juda mos keladi. Eynshteynning fotonlar nazariyasi, Eynshteynning tortishish nazariyasini, yaratilishidan bir asr o'tgach, tasdiqlashga yordam berdi.

Amanda Veltman, Keyptaun universiteti

Natijalar bor va ular hayajonli. Taxminan 100 yil oldin, Eynshteyn "Die Feldgleichungen der Gravitatsiya" ni nashr etdi, unda u tortishishning yangi nazariyasini, uning umumiy nisbiylik nazariyasini asoslab berdi. Eynshteyn Merkuriy sayyorasining kutilmagan orbitasini tushuntirib, nafaqat o'zidan oldingi Nyutonni takomillashtiribgina qolmay, balki olamni va undagi o'rnimizni tushunishimizning asosini larzaga keltirgan bashoratlar to'plamini ham qo'ydi. Bu bashoratlar osmonda ob'ektivli narsalarga olib boradigan yorug'lik egilishi, yorug'lik chiqmaydigan qora tuynuklarning mavjudligi va kosmologiyani zamonaviy tushunishimiz uchun barcha asoslarni o'z ichiga oladi.

Hozirgacha Eynshteyn bashoratlarining hammasi haqiqat bo'lib chiqdi va bugun yakuniy bashorat aniqlandi: tortishish to'lqinlari, kosmosda eng kichik to'lqinlar, energiyasi bir -biriga aylanib ketadigan ikkita ulkan samoviy jismlar tomonidan tarqaladi. Bu asrning kashfiyoti va she'riyatga ko'ra, u e'lon qilinadigan joylardan biri, afsonaga ko'ra, 500 yil oldin, Galiley materiyaning tortishish kuchiga qanday ta'sir qilishini tekshirish uchun ikkita katta ob'ektni tashlagan joy. .

Biz shu lahzaning ulug'vorligida cho'milayotganda, astronomiya va fizikani nima kutmoqda va keyingi inqilobni kim amalga oshiradi? Bugungi kashfiyot ertangi tarixga aylanadi. Ilg'or LIGO tortishish kuchini sinab ko'rishning, koinotni tushuntirishning yangi usulini olib keladi, lekin u ham shunday davrning tugashiga olib keladi. Keyingi chegara vaqti keldi, nihoyat Afrika va Avstraliyada "Kvadrat kilometrli massiv" loyihasi ishga tushadi, global Janubiy va Afrikaning o'zi tortishish tadqiqotlarining navbatdagi impulsini taqdim etishga tayyor.

Stiven Smartt, Belfast qirolicha universiteti

Bu tortishish to'lqinlarining ajoyib kashfiyoti nafaqat fizikada g'aroyib yutuq, balki ikkita qora tuynukning bir -biriga yaqinlashib kelayotgan ulkan qora tuynukli tizimining hayratlanarli ko'rinishi.

Qora tuynuklar - massasi neytron yulduzlar uchun mumkin bo'lganidan kattaroq bo'lgan, 10 km masofada joylashgan va og'irligi ikki quyosh massasi bo'lgan, juda ixcham yulduzlar. Bunday zichlikni tasavvur qilish uchun, choy qoshig'iga siqilgan butun aholi haqida o'ylang. Qora tuynuklar bundan ham battar. Ikki tomonlama neytron yulduzlar haqida biz ko'p yillar davomida bilganmiz va tortishish to'lqinlarining birinchi aniqlanishi to'qnashuvda ikkita neytron yulduz bo'lishi kerak edi.

Qora tuynuk juftlari haqida hozirgacha bilganlarimiz ularning atrofida aylanib yuradigan yulduzlarni o'rganishdan kelib chiqadi. Bu ikkilik tizimlarda massasi quyoshdan beshdan 20 baravar ko'p bo'lgan qora tuynuklar mavjud. Ammo LIGO ikkilik tizimda quyosh massasidan taxminan 30 barobar ko'p bo'lgan ikkita qora tuynukni ko'rdi, u nihoyat birlashdi. Bu bir necha sabablarga ko'ra diqqatga sazovordir. Bu ikkita qora tuynukning birlashtirilishi, bu LIGO manbalarini topishdan ko'ra ancha katta masofada joylashgan va tizimdagi umumiy massa ham kutilganidan ancha katta.

Bu tizimni yaratishi mumkin bo'lgan yulduzlar haqida qiziqarli savollar tug'diradi. Biz bilamizki, ulkan yulduzlar o'ta yangi yulduzlarda o'ladi va ularning ko'pchiligi (ehtimol kamida 60%) neytron yulduzlarni hosil qiladi. Ko'proq massiv yulduzlar juda katta yadrolarga ega, ular qulab tushadi va ular neytron yulduzlar bo'lish uchun juda katta, shuning uchun ular qora tuynuklargacha qulab tushadi.

Ammo 30 ta quyosh massasi bo'lgan ikkita qora tuynukli ikkilik tizim hayratlanarli. Biz o'zimizning va yaqin galaktikalarimizdagi ulkan ikki tomonlama yulduzli tizimlar haqida bilamiz va ularning boshlang'ich massalari 100 ta quyoshdan oshadi. Ammo biz ularning ulkan nurlanish bosimi tufayli massasini yo'qotayotganini ko'ramiz va ular o'z hayotlarini quyoshdan 10 barobar kichikroq massalar bilan tugashini bashorat qilishadi va ko'pincha kuzatadilar.

Agar LIGO jismi 30 ta quyosh massasi qora tuynuklardan iborat bo'lsa, unda uni hosil qilgan yulduzlar hech bo'lmaganda katta bo'lgan. Astronomlar so'rashadi: "Qanday qilib ulkan yulduzlar o'z hayotlarini shunchalik katta tugatishi mumkin va qanday qilib ular qora tuynuklarni bunchalik katta qilib yaratishi mumkin?" Gravitatsion to'lqin kashfiyoti kabi, bu ajoyib natija ham astronomiyaning qolgan qismiga bir muncha vaqt ta'sir qiladi.

Alan Duffi, Svinbern universiteti

Gravitatsion to'lqinlarning aniqlanishi Albert Eynshteynning oxirgi bashoratining tasdig'idir va u abadiy sinovsiz qoladi deb o'ylagan narsani asrlar davomida qidirishni tugatadi.

Bu kashfiyot bizni koinotni tubdan yangi ma'no bilan o'rganadigan davrning oxiri emas, balki boshlanishi. Tegish, hid, ko'rish va tovushning hammasi biz yorug'lik deb ataydigan elektromagnit maydonda to'lqinlardan foydalanadi, lekin endi biz atrofimizni "ko'rish" uchun kosmik vaqtning o'zida dalgalanmalardan foydalanishimiz mumkin. Shuning uchun bu kashfiyot juda hayajonli.

Kengaytirilgan lazer interferometrli gravitatsiyaviy-to'lqinli rasadxonasi (aLIGO) bo'shliq vaqtining kichik cho'zilishini qora tuynuklarning to'qnashuvi bilan o'lchab, ularga umumiy nisbiylikning eng ekstremal jismlariga yagona ko'rinish beradi.

Dalgalar detektordan o'tayotganda fazo-vaqtning aniq "jiringlashi" bu nazariyani va tortishish haqidagi tushunchamizni boshqa hech qanday tajriba qila olmaydigan tarzda tekshiradi.

Biz hatto galaktikalar bir -biridan ajralgan galaktikalar kabi katta massali qora tuynuklarning to'qnashuvidan tortishish to'lqinlarini o'lchashga harakat qilib, galaktikalarning o'sishi va to'qnashuvini tekshira olamiz.

Ayniqsa, Avstraliya bu qidiruvda etakchi davlat bo'lib, Parkes teleskopining o'lchagichi sifatida uzoq pulsarlardan foydalanadi.

Tara Merfi, Sidney universiteti

Ikkilik qora tuynuklardan tashqari, aLIGO boshqa hodisalardan tortishish to'lqinlarini aniqlaydi, masalan, neytron yulduzlarning to'qnashuvi, ular katta yulduzlar qulaganda qolgan qoldiqlari.

Astronomlarning fikricha, ikkita neytron yulduzning to'qnashishi gamma-nurning portlashiga olib kelishi mumkin, biz buni "oddiy" teleskop yordamida aniqlay olamiz.

Neytron yulduzlarning to'qnashuvi simulyatsiyasi. Kredit: NASA

Avstraliyada biz aLIGO nomzodlarini kuzatish uchun Murchison Widefield Array va Australian Square Kilometer Array Pathfinder) dan foydalanmoqdamiz.

aLIGO - nihoyatda sezgir asbob, lekin u tortishish to'lqinlari qayerdan kelayotganini aniqlay olmaydi. Bizning radio teleskoplarimiz osmonning katta maydonlarini juda tez skanerlay oladi, shuning uchun voqeani aniqlashda muhim rol o'ynashi mumkin.

Bu loyiha men ishlagan boshqa hech kimga o'xshamadi. ALIGO nomzodni aniqlaganida, u xalqaro astronomlar tarmog'iga shaxsiy ogohlantirish yuboradi. Biz har qanday elektromagnit nurlanishni aniqlay olamizmi yoki yo'qligini bilish uchun voqea sodir bo'lgan hududni skanerlab, teleskoplarimiz yordamida imkon qadar tezroq javob beramiz.

Hamma narsa sir saqlanadi va bizning teleskopimizdan foydalanadigan boshqa odamlarga biz ularni qaerga ko'rsatayotganimizni bilishga ruxsat berilmagan.

Kompleks ishlov berish quvurlari to'g'ri ishlashiga ishonch hosil qilish uchun, aLIGO guruhidan kimdir bu jarayonga soxta voqealarni kiritdi. Jamoada yoki bizni kuzatayotgan hech kim, biz javob berayotganimiz haqiqatmi yoki bu soxta voqealardan biri ekanligini bilmas edi.

Biz haqiqatan ham katta fan asridamiz. Bu ajoyib natija nafaqat yuzlab aligo tadqiqotchilari va muhandislari, balki butun dunyo bo'ylab hamkorlik qiladigan yuzlab astronomlarning ishi bo'ldi. Biz yana nima topa olishimizni ko'rish uchun keyingi aLIGO kuzatuvini kutmoqdamiz.

Tamara Devis, Kvinslend universiteti

Kamdan kam topilgan kashfiyot shunchalik intiqlik bilan kutilgan edi.

Men universitet bakalavri bo'lganimda, deyarli 20 yil oldin, fizika o'qituvchisi bizga tortishish to'lqinlarini aniqlashga urinishlar haqida aytib berganini eslayman. Bu kashfiyot yaqinlashganday tuyuldi va bu fizikada bo'lishi mumkin bo'lgan eng hayajonli kashfiyotlardan biri edi.

Ommaviy va energiyali kosmosning to'qnashuvi - bu tasavvurni eng ko'p qamrab oladigan umumiy nisbiylik qismlaridan biridir. Biroq, u juda katta tushuntirish kuchiga ega bo'lsa -da, bu egrilikning haqiqatini tushunish yoki tasdiqlash qiyin.

So'nggi bir necha oy mobaynida men jim o'tirishga majbur bo'ldim va hamkasblarim potentsial tortishish to'lqin signalini kuzatdilar. Bu mening ilmiy kareramda davom etayotgan ilmiy kashfiyot haqida gapirishimga ruxsat berilmagan yagona va yagona holat.

Ammo buning sababi shundaki, bu shunday katta kashfiyotki, biz "yig'layotgan bo'ri" xavfiga duch kelmasligimiz uchun, buni e'lon qilishdan oldin, biz bunga amin bo'lishimiz kerak edi.

Har bir oxirgi tekshiruvni o'tkazish kerak edi va, albatta, biz bu haqiqiy signalmi yoki bizni oyog'imizni ushlab turish, tahlil qilish va kuzatishni tekshirish uchun eksperimentatorlar tomonidan yuborilgan signalmi, bilmadik.

Men "Dark Energy Survey" deb nomlangan loyiha bilan ishlayman va Chilidagi to'rt metrli teleskopdagi ulkan, keng maydonli, yarim milliard pikselli kameramiz bilan hamkasblarim tortishish to'lqinlarining manbasini topishga harakat qilib, tasvirga olishdi.

Keng maydon muhim ahamiyatga ega, chunki tortishish to'lqin detektorlari manbaning aniq manzilini aniqlay olmaydi.

Afsuski, agar bu qora tuynukning birlashishi bo'lsa, biz ko'rinadigan nurni kutmaymiz.

Endi biz gravitatsion to'lqinlarni aniqlash davrida turibmiz, lekin keyingi to'lqin bilan yana urinib ko'rishimiz mumkin bo'ladi.

Mariya Vomak, Janubiy Florida universiteti

Bu astronomiya uchun muhim o'zgarish. Gravitatsion to'lqinli astronomiya endi haqiqatdan ham boshlanib, koinotga yangi oyna ochishi mumkin. Oddiy teleskoplar nurni turli to'lqin uzunliklarida to'playdi, masalan, Xray, ultrabinafsha, ko'rinadigan, infraqizil va radio, ular birgalikda elektromagnit nurlanish (EM) deb ataladi. Gravitatsion to'lqinlar elektromagnit to'lqinlarning tezlashmasidan o'xshash tezlashuvchi massadan, ham tezlashuvchi zaryaddan, ham tezlashuvchi moddadan chiqariladi.

Eng katta tezlashuvga ega bo'lgan eng katta ob'ektlar birinchi aniqlangan hodisalar bo'ladi. Masalan, AQSh Milliy Ilmiy Jamg'armasi tomonidan moliyalashtiriladigan Advanced LIGO qattiq orbitalarda ikkilik qora tuynuklarni aniqlay oladi. GWlar orbital juftlikdan energiyani olib ketadi, bu esa o'z navbatida qora tuynuklarning o'z orbitasini qisqartirishiga va tezlashishiga olib keladi, ular zo'ravon hodisaga qo'shilgunga qadar, hozirda Yerda hushtak chalish sifatida aniqlanadi.

Ilhomlangan gravitatsion to'lqin manbasidan signal. A. Styuver/LIGO, CC BY-ND

Gravitatsion to'lqinli osmon mutlaqo aniqlanmagan va koinot haqidagi tasavvurimizni o'zgartiradigan yangi xaritalar chiziladi. GWlar kosmik simlardan, kosmik vaqtning egriligidagi faraziy nuqsonlardan aniqlanishi mumkin.Ular, shuningdek, ba'zi ulkan yulduzlarning o'ta yangi yulduzlarga nima portlashini va koinot qanchalik tez kengayayotganini o'rganish uchun ham ishlatiladi. Bundan tashqari, GW va an'anaviy teleskopik kuzatish usullari birlashishi mumkin, masalan, graviton, tortishish kuchi o'tkazadigan taxmin qilingan zarracha, massaga ega bo'ladimi? Agar massasiz bo'lsa, ular kuchli hodisaning fotonlari bilan bir vaqtda keladi. Agar gravitonlarning massasi kichik bo'lsa ham, ular ikkinchi o'rinda turadi.

Daniel Kennefik, Arkanzas universiteti

Taxminan 100 yil oldin, 1916 yil fevral oyida Eynshteyn birinchi marta yozma ravishda tortishish to'lqinlari haqida gapirgan. Ajablanarlisi shundaki, u ular yo'q deb o'ylagan! Bir necha oy ichida u o'z fikrini o'zgartirdi va 1918 yilga kelib, bizning tortishish to'lqinlari haqidagi zamonaviy nazariyamizning asosini e'lon qildi, ularni Yerdan o'tayotganda tasvirlab berish uchun etarli. Ammo uning hisobi ikkilik qora tuynuk kabi kuchli tortish tizimlariga taalluqli emas.

1936 yilgacha Eynshteyn muammoga qaytdi va oxir -oqibat tortishish to'lqinlarini tavsiflovchi eng aniq echimlardan birini nashr etdi. Ammo uning dastlabki shubhali munosabatini sobiq yordamchilarining ba'zilari urushdan keyingi umumiy nisbiylikning qayta tug'ilishiga olib kelishdi. 1950 -yillarda gravitatsion to'lqinlar energiya tasha oladimi yoki ikkilik yulduz tizimlari ularni ishlab chiqaradimi, degan shubhalar bildirildi.

Bu tortishuvlarni hal qilishning bir usuli, tortishish to'lqinlarining emissiyasi ikkilik tizimning harakatiga qanday ta'sir qilganini ko'rsatuvchi zerikarli hisob -kitoblarni amalga oshirish edi. Bu qiyin vazifani isbotladi. Hisob-kitoblar nafaqat uzoq va zerikarli, balki nazariyotchilar fazo-vaqtning tuzilishini ancha murakkabroq tushunishga muhtoj ekanliklarini aniqladilar. Asosiy yutuqlarga fazoviy vaqtning asimptotik tuzilishining batafsil tasviri va mos keladigan asimptotik kengayish kontseptsiyasini kiritish kiradi. Bunday yutuqlardan oldin, ko'plab hisob -kitoblar qarama -qarshi natijalarga ega edi. Ba'zi nazariyotchilar hatto ikkilik tizim tortishish to'lqinlarini chiqarish natijasida energiyani yo'qotishi kerak, degan savolga javob olishdi!

1960 -yillardagi ish nazariyachilarni ikkilik yulduz tizimlari tortishish to'lqinlarini chiqarishiga ishontirgan bo'lsa -da, Eynshteynning 1918 yilgi formulasi, to'rtburchakli formulasi, ular chiqaradigan energiya miqdorini to'g'ri bashorat qilganmi, degan munozaralar davom etdi. Bu bahs 1980-yillarning boshlarida davom etdi va Eynshteyn formulasining bashoratiga muvofiq orbitasi parchalanib ketadigan haqiqiy hayot tizimi bo'lgan ikkilik pulsarning kashfiyotiga to'g'ri keldi.

90 -yillarda, LIGO boshlanishi bilan, nazariyotchilarning diqqatlari bu kabi formulalarga yanada batafsil tuzatishlar kiritishga o'tdi. Tadqiqotchilar LIGO -ning shovqinli ma'lumotlaridan signalni chiqarishni osonlashtiradigan shablon sifatida kutilgan signal tavsiflaridan foydalanadilar. Hech qachon gravitatsion to'lqin signallari ko'rilmaganligi sababli, nazariyotchilar aniqlash loyihasiga g'ayrioddiy aloqador deb topdilar va faqat ular bunday ma'lumotlarni tahlil qilish shablonlarini taqdim etishdi.

Devid Parkinson, Kvinslend universiteti

Gravitatsion to'lqinlar koinotning dastlabki tadqiqotini ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin. Biz qanchalik uzoqqa qarasak, vaqtni orqaga qarab ko'rishimiz mumkin. Koinot dastlab shaffof bo'lmagan plazma bo'lgani kabi, Katta portlashdan 300 ming yil o'tgach ham, biz qanchalik uzoqni ko'ra olamiz, chegarasi bor.

Kosmik mikroto'lqinli fon chiqadigan bu sirt elektromagnit nurlanishning har qanday o'lchovini to'g'ridan -to'g'ri tekshirishi mumkin.

Ammo bu plazma tortishish to'lqinlariga to'sqinlik qilmaydi, ular hech qanday aralashuvchi materiya tomonidan so'rilmaydi, balki bizga to'g'ridan -to'g'ri keladi. Gravitatsion to'lqinlar koinotning boshida turli xil mexanizmlar tomonidan yaratilishi taxmin qilinmoqda.

Masalan, Katta portlashdan keyin tezlashib borayotgan kengayish momentini nazarda tutadigan kosmik inflyatsiya nazariyasi, biz koinotda ko'rib turgan barcha tuzilishlarning yaratilishini emas, balki birlamchi tortishish to'lqinlarining spektrini ham bashorat qiladi.

Bu BICEP2 eksperimenti 2014 yil mart oyida aniqlangan deb hisoblagan birinchi tortishish to'lqinlari.

BICEP2 kosmik mikroto'lqinli fonning qutblanish modelini o'lchadi va dastlabki tortishish to'lqinlarining izlari aniqlanganini xabar qildi. Bu natijalar aslida gravitatsion to'lqinlar emas, balki galaktik chang bilan ifloslangan.

Ammo kelajakda o'tkaziladigan tajribalar bu tortishish to'lqinlarini to'g'ridan -to'g'ri yoki bilvosita aniqlay oladi va shuning uchun Katta portlash fizikasini tushunishning yangi va bir -birini to'ldiruvchi usuli bo'lishi mumkin, deb ishonish uchun barcha asoslar bor.

Bu maqola dastlab The Conversation -da chop etilgan. Maqolaning asl nusxasini o'qing.


Eynshteyn Gödel olamini muddatidan oldin rad etganmi?

Rassomning vaqt sayohati haqidagi taassurotlari. Matematik jihatdan, vaqt sayohatining ba'zi shakllari mantiqan o'z-o'zidan mos keladi. (Tasvir: Andrey_l/Shutterstock)

Qizig'i shundaki, Eynshteyn Go'delning inshosini o'z vaqtida ommalashtirgan va qo'llab -quvvatlagan. U buni "nisbiylikning umumiy nazariyasiga muhim hissa" va ayniqsa, vaqt tushunchasiga katta hissa qo'shdi.

Hamma vaqt sayohatlari mantiqiy emas

Gödel, umumiy nisbiylik nazariyasida topilgan mantiqiy nomuvofiqlik bizni vaqt tushunchamizni qayta ko'rib chiqishga va ehtimol tubdan qayta ko'rib chiqishga majbur qiladi deb umid qildi.

Eynshteyn va Gödel Gödel inshosi tomonidan berilgan savollarga rozi bo'lishdi. Xususan, ular yopiq vaqtga o'xshash egri chiziqlar mavjudligi o'tmishni kelajakdan ajrata olmasligini aniqladilar va kelishdilar. Ular, shuningdek, bunday tizimda sabablarning aniq belgilangan yo'nalishi yo'qligi paradokslarga olib kelishi va ko'pincha mantiqsiz bema'nilikka olib kelishi mumkinligi haqida kelishib oldilar.

Biroq, bu vaqt sayohatining barcha turlari muammoli degani emas. Ba'zi hollarda, ular yo'q. Vaqt sayohatining ba'zi turlari mutlaqo o'z-o'zidan mos keladi.

Keling, egizak juftligi bilan bog'liq misolni olaylik. Bir egizak kosmosda deyarli yorug'lik tezligida sayohat qilib, Yerga qaytadi. Ko'chib yurgan egizaklarga safar davomida atigi bir necha yil o'tdi. Ammo Yerda - va doimiy egizaklarga - butun asr va tarix o'z ta'sirini o'tkazdi.

Taxminan yorug'lik tezligida harakatlanuvchi egizak nafaqat kosmosda, balki vaqt va kelajakda ham sayohat qildi. Bu borada mantiqiy muammolar yo'q. Agar siz etarlicha tez harakat qila olsangiz, o'zboshimchalik bilan kelajakka o'tishingiz mumkin. Ming yil. Million yil. Bir milliard yil. Yoki ko'proq.

Paradoks bobosi

Jiddiy mantiqiy muammolar orqaga vaqt sayohatida paydo bo'la boshlaydi. Bunday muammolarning eng mashhur tasviri "bobo paradoks" deb nomlanadi.

Bilyard to'pi yordamida Paradoks bobosi haqida tushuntirish. Asl to'p vaqt mashinasiga kiradi, keyin u kelajakdan chiqadi va asl to'pga urilib, vaqt mashinasiga kirishiga to'sqinlik qiladi. Xo'sh, paradoks, agar asl to'p vaqt mashinasiga hech qachon kirmagan bo'lsa, u qanday qilib kelajakdan o'z yo'lini burish uchun paydo bo'lgan? (Tasvir: BrightRoundCircle/CC BY-SA 4.0)

Tasavvur qiling, siz o'tmishdagi vaqtga o'xshash yopiq vaqt egri chizig'iga amal qilasiz. Bu vaqtda siz bolaligingizda o'z bobongiz bilan uchrashasiz va o'ldirasiz. Bu harakatlar natijasida sizning bobongiz hech qachon o'smaydi. U hech qachon buvisingiz bilan uchrashmaydi, na bolalari, na nevaralari bor. Bu degani, siz hech qachon tug'ilmagansiz. Shunday qilib, siz hech qachon mavjud emassiz va demak, siz hech qachon orqaga qaytib, bobongizni o'ldirmaysiz.

Shunday qilib, u hech qachon o'ldirilmagani uchun, bobongiz buvingiz bilan uchrashish uchun omon qoladi va ularning farzandlari va nabiralari bor. Shunday qilib, siz yana borsiz. Va keyin siz bobongizni o'ldirish uchun sayohat qilasiz.

Orqaga vaqtli sayohat o'z-o'zidan mos keladigan vaqt jadvalini yaratishga imkon bermaydi.

Bu video seriyali transkript Eynshteyn nima xato qildi. Endi tomosha qiling, Wondrium.

Bobo paradoksi 1930 -yillardan buyon ilmiy -fantastik asarlarning asosiy qismi hisoblanadi. Bu juda qiziqarli hikoyalarni ishlab chiqarishdan tashqari, u ham cheklanmagan vaqt sayohati bilan yuzaga kelishi mumkin bo'lgan mantiqiy xavflarni tasvirlashga xizmat qiladi.

O'tmishni o'zgartirish mumkin bo'lgan har qanday tizim bunday muammolardan aziyat chekadi, ya'ni yopiq vaqtli egri chiziqli har qanday tizim paradoksal bema'nilikka olib keladi.

Shuni ham yodda tutish kerakki, bu xulosa nafaqat vaqt o'tishi mumkin bo'lgan odamlarga yoki boshqa tirik mavjudotlarga tegishli. Masalan, elektron, hech qachon uning paydo bo'lishining oldini olish uchun, yopiq vaqt egri chizig'idan o'tishi mumkin. Umuman olganda, vaqtga o'xshash yopiq egri chiziqlar borligi koinotning mantiqiy o'ziga xosligini buzadi.

Bu va boshqa sabablarga ko'ra, Eynshteyn Gödelning natijasi haqiqiy jismoniy ma'noga yoki boshqa jismoniy ta'sirga ega bo'lishi mumkinligiga shubha qildi. U Gödel matematikasi to'g'ri ekanligiga shubha qilmadi, chunki u mukammal edi. Biroq, Eynshteyn umumiy nisbiylik tenglamalarining matematik jihatdan to'g'ri echimlari, albatta, jismonan to'g'ri echimlar deb o'ylamagan.

Eynshteyn ko'plab haqiqiy echimlarni muddatidan oldin rad etdi

Eynshteyn o'z sezgilaridan foydalanib, o'z maydon tenglamalariga berilgan yechim jismonan mazmunli yoki yo'qligini aniqlash uchun bir qancha holatlar mavjud.

Masalan, qora tuynuklarni olaylik. Qora tuynuklar birinchi marta 1915 yilda aniqlangan maydon tenglamalarini to'g'ri echimi bilan tasvirlangan. Eynshteyn bu kabi ob'ektlar paydo bo'lishi mumkinligiga ishonishdan bosh tortgan. Faqat Eynshteyn vafot etgandan so'ng, astronomlar koinotimizda haqiqiy qora tuynuklarni topa boshladilarmi?

Albert Eynshteyn 1921 yilda Vena shahrida ma'ruza o'qidi. Eynshteyn o'z maydonidagi tenglamalarning bir nechta echimlarini rad etdi, ammo keyinchalik bu noto'g'ri ekanligini isbotladi. (Rasm: F Schmutzer/Public Domain)

Biz bilamizki, juda katta yulduzlar muqarrar ravishda qora tuynuklarga aylanadi va supermassiv qora tuynuklar ko'p galaktikalar markazlarini egallaydi. Biroq, Eynshteyn butun hayoti davomida bunday ob'ektlar aslida jismonan mumkin deb ishonishdan bosh tortgan.

Yana bir misol - koinotning kengayishi. Edvin Xabbl xato qilganini isbotlamaguncha, Eynshteyn koinot kengayishi yoki qisqarishi ehtimolini rad etdi. Buning o'rniga, sezgi uni koinotning statik bo'lishi kerakligini ta'kidlashga undadi.

Bu kabi misollarni hisobga olsak, Eynshteyn o'z maydonidagi tenglamalarning qaysi echimlari jismonan haqiqiy va qaysi biri to'g'ri emasligini hal qilishda mukammal rekordga ega ekanligini ko'ramiz.

Bu bizni savolga qaytishga olib keladi. Eynshteyn Gödel koinotining jismoniy ahamiyatini rad etgani to'g'rimi? Godelning ishi bizga umumiy nisbiylik haqida nima deydi? Yoki vaqtning tabiati haqida?

O'sha paytda, Eynshteyn Gödelning kosmologik yechimining biron bir jismoniy ahamiyatini e'tiborsiz qoldirgani to'g'rimi yoki yo'qligini bilish imkonsiz edi. Eynshteyn hayoti davomida ko'pincha skeptik rolini o'ynagan va bu ham bundan mustasno emas edi. Gödelning o'z vaqtida yozgan inshosi umumiy nisbiylikning hayratlanarli tomonini aniqlagan edi, lekin bu hayratlanarli oqibatlarga duch kelganida, Eynshteynning sezgisi unga bu natija, ehtimol, muhim emasligini aytdi.

Eynshteyn bu tanlovni qo'llab -quvvatlash uchun yaxshi sabablarga ega edi. Gödelning maydon tenglamalarini yechimi biz yashayotgan koinotni tasvirlamaydi. Gödelning koinoti kengaymayapti, bizniki esa aniq. Bundan tashqari, bizning koinotimiz Gödelnikidek aylanayotganiga hech qanday dalil yo'q. Shunday qilib, biz yashayotgan koinot, Gödel yechimi tasvirlab berganidan tubdan farq qiladi.

Shunday qilib, Eynshteyn dunyoqarashiga ega bo'lgan kishi bir vaqtning o'zida Gödelning koinotida mantiqiy nomuvofiqliklar borligini tan olishi mumkin, lekin ayni paytda u bizning koinotimiz - haqiqiy olam bu muammolarning hech biridan aziyat chekmasligini ta'kidlashi mumkin. Ehtimol, bizning koinotda vaqtga o'xshash yopiq chiziqlar yo'q.

Agar bizning olamda vaqtga o'xshash yopiq egri chiziqlar bo'lmasa, ehtimol, vaqt bilan bog'liq hech qanday muammo yo'qdir - hech bo'lmaganda, bizning dunyomizda mavjud bo'lgan vaqt bilan.

Ammo, menimcha, bu erda Eynshteyn xato qilgan. Yoki hech bo'lmaganda, u bu xulosalarga erta kelganga o'xshaydi.

Gödel yopiq vaqtga o'xshash egri chiziqlar, hatto faraziy olamda ham mavjud bo'lishi mumkinligiga ishora qilganida, bu bizga umumiy nisbiylikning o'ziga xosligi haqida tashvishlanishimizga chuqur va yaxshi asos berdi. Garchi biz Gödel yechimida tasvirlangan koinotda yashamasak ham, bizning koinotimiz vaqtga o'xshash yopiq egri chiziqlar mavjudligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan mantiqiy qarama -qarshiliklardan mutlaqo xavfsiz ekanligi aniq emas.

Kurt Gödel olami haqidagi umumiy savollar

Vaqt sayohati hozircha mumkin emas. Biroq, matematik jihatdan, agar kishi yorug'lik tezligida yoki tezroq harakat qila olsa, o'zboshimchalik bilan kelajakka o'tishi mumkin. Orqaga vaqt sayohatida, hatto matematik tizimda ham jiddiy mantiqiy muammolar paydo bo'la boshlaydi.

Ota -paradoks - bu vaqt sayohati bilan bog'liq muammolarning eng mashhur namunasidir. Vaqt paradoksining bu shakli ilmiy fantastika hikoyalarida 1930 -yillarning boshlarida yozilgan. Shunday qilib, biz bobo paradoksini birinchi bo'lib kim yaratganini bilmaymiz, lekin birinchi misollarni Amerikaning ilmiy fantastika jurnaliga yozilgan "Amazing Stories" da topish mumkin.

Vaqtga o'xshash yopiq egri - bu fazo va vaqt oralig'idagi yo'ldir, bu esa kimdir biron bir hodisaga hozir bo'lishini, so'ngra kosmosda sayohat qilishini, faqat o'sha hodisaga duch kelishiga imkon beradi. Bu erda xuddi shu voqea asl hodisaning takrorlanishi emas. Bu asl voqea. Kuzatuvchi o'z koinotidan o'tib, kelajakdan o'tmishga olib boradigan yo'lni bosib o'tdi.

Matematik ma'noda, vaqt sayohatining ba'zi shakllari mutlaqo o'z-o'zidan mos keladi. Biroq, orqaga vaqt sayohatida bir qancha vaqt paradokslari paydo bo'ladi. Vaqt paradoksining eng mashhur tasvirlaridan biri bu bobo paradoksidir. Bunday vaqt paradoksining natijasi shundaki, o'z-o'zidan mos keladigan vaqt jadvalini tuzish imkoniyati yo'q.


Maxsus nisbiylik maqolasida, 1905 yilda, Eynshteyn "kuch" so'zining aniq ta'rifi berilganini (u keyinchalik rozi bo'lgan ta'rif foydali emasligini) va agar biz (konventsiya bo'yicha) massa x tezlanishini saqlab qolishni tanlasak, ta'kidlagan. = kuch, keyin m / (1-v 2 / c 2) < displaystyle scriptstyle m / (1-v^<2> / c^<2>)> ga keladi tez harakatlanadigan zarracha. Bu hozirgi qabul qilingan ifodadan farq qiladi, chunki, 1913 yilgi qayta nashrda Eynshteyn qog'ozining izohlarida qayd etilganidek, "kuch va impuls qonunlari eng oddiy shaklga ega bo'ladigan tarzda belgilash maqsadga muvofiqdir". Masalan, 1906 yilda Maks Plank tomonidan qilingan, u hozir tanish bo'lgan m / 1-v 2 / c 2 < displaystyle scriptstyle m / < sqrt <1-v^<2> / c^ Ko'ndalang massa uchun <2> >>>.

Miller ta'kidlaganidek, bu Eynshteyn va Lorentsning ko'ndalang ommaviy bashoratlariga teng. Eynshteyn 1905 yilgi maqolasida shunday izoh bergan edi: "Kuch va tezlanishning boshqa ta'rifi bilan biz, tabiiyki, omma uchun boshqa ifodalarni olishimiz kerak. Bu shuni ko'rsatadiki, har xil nazariyalarni taqqoslashda biz juda ehtiyotkorlik bilan harakat qilishimiz kerak". [1]

Eynshteyn (1922 yilda) orbitalarda tarqalgan elektronlar haqidagi noaniq fikrga asoslangan yuqori o'tkazuvchanlik sifat nazariyasini nashr etdi. Ushbu maqola zamonaviy kvant mexanikasidan oldin paydo bo'lgan va bugungi kunda noto'g'ri deb hisoblanadi. Hozirgi past haroratli supero'tkazuvchanlik nazariyasi zamonaviy kvant mexanikasi paydo bo'lganidan o'ttiz yil o'tgach, faqat 1957 yilda ishlab chiqilgan. Biroq, bugungi kunda ham, supero'tkazuvchanlik yaxshi tushunilmagan va muqobil nazariyalar ilgari surilmoqda, ayniqsa yuqori haroratli Supero'tkazuvchilar. [ iqtibos kerak ]

Eynshteyn qora tuynuklar paydo bo'lishini bir necha bor rad etdi. [ iqtibos kerak ] 1939 yilda u gazetani nashr etdi, u qulab tushgan yulduz tezroq va tezroq aylanadi, u yorug'lik tezligida cheksiz energiya bilan aylanadi va u Schwarzchild singularity yoki qora tuynukka aylanadi.

Tadqiqotning asosiy natijasi nima uchun "Shvartsildning o'ziga xosligi" jismoniy haqiqatda yo'qligini aniq tushunishdir. Garchi bu erda berilgan nazariya faqat zarrachalari dumaloq yo'llar bo'ylab harakatlanadigan klasterlarni ko'rib chiqsa -da, umumiy holatlarning o'xshash natijalarga olib kelishi shubhasizdir. "Schwarzschild singularity" materiyaning o'zboshimchalik bilan to'planishi mumkin emasligi sababli paydo bo'lmaydi. Va buning sababi shundaki, aks holda hosil qiluvchi zarralar yorug'lik tezligiga etadi. [2]

Ushbu maqolada hech qanday iqtiboslar bo'lmagan va xulosalar noto'g'ri deb tushunilgan. [ iqtibos kerak ] Eynshteyn argumentining o'zi shuni ko'rsatadiki, barqaror aylanadigan ob'ektlar yiqilishidan oldin barqaror bo'lishi uchun tezroq va tezroq aylanishi kerak. Ammo bugun Eynshteyn tasavvur qilganidek, qulab tushish statsionar holatlar orqali sodir bo'la olmasligini (va ba'zilar ham yaxshi tushungan) yaxshi tushunishadi. Shunga qaramay, klassik umumiy nisbiylikdagi qora tuynuklar modellarining jismoniy haqiqatga qanchalik mos kelishi noma'lum bo'lib qolmoqda va ayniqsa, bu modellarda markaziy yakkalikning oqibatlari hali ham tushunilmagan.

Qora tuynuklarni rad etish bilan chambarchas bog'liq bo'lgan Eynshteyn, o'ziga xosliklarni chiqarib tashlash kvant mexanikasi bilan mos keladigan echimlarni majburlash uchun maydon tenglamalari echimlari sinfini cheklashi mumkin, deb hisoblardi, lekin bunday nazariya hali topilmagan. [ iqtibos kerak ]

Kvant mexanikasining dastlabki kunlarida Eynshteyn noaniqlik printsipi to'g'ri emasligini ko'rsatishga harakat qildi. 1927 yilga kelib u uning foydaliligiga amin bo'ldi, lekin u har doim bunga qarshi edi. [ iqtibos kerak ]

EPR ishida Eynshteyn kvant mexanikasi "realizm", "mahalliylik" va "to'liqlik" ning aniq ta'riflarini hisobga olgan holda, hodisalarning to'liq realistik va mahalliy ifodasi bo'la olmaydi, deb ta'kidladi. Hozirgi konsensus - Eynshteynning realizm kontseptsiyasi juda cheklangan. [ iqtibos kerak ]

Eynshteynning o'zi kosmologiyani asos solgan 1917 yilgi maqolasida kosmologik atamaning kiritilishini "xato" deb hisoblagan. [3] Umumiy nisbiylik nazariyasi kengayib borayotgan yoki qisqaruvchi koinotni bashorat qilar edi, lekin Eynshteyn to'rt o'lchovli uch o'lchovli to'pning yuzasi kabi o'zgarmas uch o'lchovli shar bo'lgan olamni xohlardi.

U buni falsafiy sabablarga ko'ra, Machning printsipini oqilona tarzda kiritish uchun xohlagan. U kosmologik konstantani kiritish orqali o'z qarorini barqarorlashtirdi va koinot kengayib borayotganini ko'rsatganda, u konstantani xato deb qaytarib oldi. Bu haqiqatan ham xato emas - kosmologik doimiylik umumiy nisbiylikda zarur, chunki u hozir tushuniladi va bugungi kunda u nolga teng bo'lmagan qiymatga ega.

Eynshteyn Minkovskiyning to'rt o'lchovli maxsus nisbiylik formulasining qiymatini darhol anglamadi, garchi u bir necha yil ichida uni tortishish nazariyasi doirasida qabul qilgan bo'lsa. [ iqtibos kerak ]

Eynshteyn buni juda rasmiy deb topib, Geyzenberg matritsasi mexanikasini noto'g'ri deb hisobladi. Shredinger va boshqalar to'lqin -zarracha dualizmiga asoslangan Shredinger tenglamasi formulasi Geyzenberg matritsalariga teng ekanligini isbotlaganlarida, u o'z fikrini o'zgartirdi. [ iqtibos kerak ]

Eynshteyn ko'p yillar davomida yagona dala nazariyasi bilan shug'ullangan va bu borada ko'plab maqolalarni chop etgan, ammo muvaffaqiyatsizlikka uchragan.


Eynshteynga "yo'q" degan odam

Albert Eynshteynning ilmiy maqolasini rad etish uchun jasur odam kerak. Ammo bu fizik Xovard Persi Robertson 1936 yilda "Physical Review" jurnalining muharriri sifatida qilgan ishi. Eynshteyn shu qadar g'azablandiki, u bu erda boshqa nashr etmadi.

Agar Eynshteyn bugun tirik bo'lganida, u buyuk olimni o'zining nisbiylik nazariyasi va tortishish to'lqinlarining mavjudligini bashorat qilishdan qutqargan Robertsonga minnatdorchilik bildirishi mumkin edi. Eynshteyn va#x2019 to'lqinlarining birinchi to'g'ridan -to'g'ri aniqlanishi shu hafta katta shov -shuv va bayram sifatida e'lon qilindi. Olimlarning aytishicha, to'lqinlar ikkita qora tuynukning kuchli to'qnashuvidan kelib chiqqan.

Eynshteyn o'z fikriga eng katta shubha bilan qaragan bo'lsa -da, topilma oqlanish sifatida baholandi. Bu yillar davomida u bir necha bor aylanib ketdi, dedi fizik Deniel Kennefik, "Eynshteyn entsiklopediyasi" hammuallifi. Ertak Eynshteynning qachon dono bo'lishini, qachon shubhalanishini, qachon shubhalanuvchilarini e'tiborsiz qoldirishni, qachon ularni tinglash va qayta guruhlash kerakligini bilgan donoligi tufayli yaxshi yakunlandi.

Bu g'oya Eynshteynning nisbiylik nazariyalaridan kelib chiqqan. U o'zining maxsus nisbiylik nazariyasini 1905 yilda nashr etib, olimlarning makon va vaqt haqidagi tushunchasini o'zgartirdi. U 1915 yilda umumiy nazariyani nashr etdi va olimlarning tortishish haqidagi tushunchasini o'zgartirib, uni makon va vaqtdagi egri chiziqlar ta'siri sifatida qayta ta'rifladi.

1916 yil fevral oyida Eynshteyn bashorat qilganidek, agar bo'shliq va vaqt bo'laklari bo'lishi mumkin bo'lsa, ehtimol bu zarbalar harakatlanishi mumkin, dedi Kennefik. 𠇊xir, biz suv yuzasida biz to'lqinlar deb ataladigan harakatlanuvchi tepaliklar va vodiylarni ko'rishimiz mumkin, shuning uchun agar tortishish fazoviy vaqtni egsa, nega u harakatlanuvchi buzilishlarni keltirib chiqara olmaydi?

Eynshteyn bu to'lqinlar nozik bo'lishini tushundi. Faqat dramatik narsa ularni aniqlash imkoniyatini beradigan darajada kuchli signal chiqarishi mumkin edi va qora tuynuklarning birlashishi kabi. Ammo Eynshteyn qora tuynuklar borligiga shubha bilan qarardi, garchi boshqalar uni nazariyasiga asoslanib bashorat qilishgan.

Bu shubhalar Eynshteynning ishonchsizligini anglatmasdi. U jasorat bilan bashorat qilganki, kosmosning egri chizig'i Quyosh atrofida yulduz nurining ko'rinadigan burilishini hosil qiladi.

Bu dunyoning eng yaxshi astronomlarini o'z ko'zlari bilan ko'rishga undadi va 1919 yilgi quyosh tutilishini kutib, fon yulduzlarining zaif nurini sezdi. Agar tutilish tajribasi orqali nisbiylik isbotlanmagan bo'lsa, u o'zini qanday his qiladi, degan savolga Eynshteyn mashhur javob berdi: ’ keyin men aziz Rabbiyga achinardim. Nazariya baribir to'g'ri. ”

Eynshteyn qachon aniq bo'lishini bilardi, dedi Kennefik. U yaxshi sezgi sezgiga ega edi va u yangi hududda qachon yurganini ham bilardi.

Ehtimol, u bir paytlar o'z jurnalining yuqori darajadagi maqolasida o'zining tortishish to'lqinlari haqidagi bashoratini o'chirishga qaror qilganini tushunsa bo'ladi. Bir qarashda, Robertsonning rad etishini ikki barobar salbiy deb hisoblash mumkin edi, bu Eynshteynning shubhalarini inkor etish, bu uning asl g'oyasini ijobiy qo'llab -quvvatladi.

Eynshteyn buni bunday ko'rmagan. Tarixiy ma'lumotlarga ko'ra, u g'azablangan. U qog'ozni boshqa jurnalga topshirdi va Filadelfiyadagi Franklin institutining eng noaniq jurnaliga, Eynshteyn va uning nomi bilan yozilgan hech narsa tarixda noma'lum bo'lishi mumkin. Ammo Eynshteyn o'z jurnalida o'z tortishish to'lqinlarini rad etishidan oldin, Robertson bilvosita uni fikrini qaytarishga undadi.

Robertson buni Eynshteyn va uning yordamchilaridan biri Leopold Infeld bilan tanishish orqali qildi, dedi Kennefik. Ko'rinib turibdiki, Infeld ham, Eynshteyn ham Robertsonning hujjatni rad etishdagi roli haqida bilgani ko'rinmaydi, chunki bu sharhlovchilar anonim bo'lishi an'anaviy hisoblanadi. Robertson Infeldga nima uchun Eynshteynni birinchi marta to'g'ri deb hisoblaganini tushuntirdi. Bu Eynshteyn va Infeld o'rtasida munozaralarga olib keldi va maqola chiqmasdan oldin, Eynshteyn radikal tuzatishlar kiritdi, shunda u hozir mashhur bo'lgan prognozni rad etdi.

Kim biladi, agar Robertson Eynshteynga gravitatsiyaga qarshi to'lqinli qog'ozni nashr etishga ruxsat berganida, tarix qanday bo'lar edi. Bu aniq Eynshteynni qiyin vazifani aniqlashda yordam bergan. Oxir -oqibat ijobiy signalga olib kelgan loyiha 40 yil davomida 1,1 milliard dollarga tushdi. Lazer interferometr gravitatsiyaviy-to'lqinli rasadxonasi yoki LIGO deb nomlanadi va u Milliy fan jamg'armasi tomonidan moliyalashtiriladigan eng qimmat apparat hisoblanadi.

LIGO kontseptsiyasi 1972 yilda MIT fizigi Rainer Vays tomonidan ilgari surilgan. Tajriba egizak detektorlar ko'rinishida amalga oshiriladi, ulardan biri Xanford, Vashington va Luiziana, Livingston yaqinida. Har birida lazer nuri L shaklidagi quvurlar bo'ylab o'tadi, har bir qo'li ikki yarim milga cho'ziladi. Nazariy jihatdan, tortishish to'lqini bu quvurlar uchidagi ko'zgularni lazer yordamida o'lchab bo'lmaydigan masofaga siljitadi.

Qurilma ikkita takrorlashdan o'tdi va#x2013 dastlabki versiyasi 2010 yilda paydo bo'ldi va 2015 yilning sentyabrida Internetga kirdi. Ishlay boshlaganidan bir necha kun o'tgach, detektor fiziklar aytganidek, biror narsani qayd etdi. to'qnashuvda ikkita qora tuynukning tavsifi.

Fiziklarning aytishicha, ular signalga ko'plab ma'lumotlarni o'qishlari mumkin. Ular qora tuynuklarning massasini - Quyosh massasidan 29 va 36 barobar ko'p - erdan 1,3 milliard yorug'lik yili bo'ladigan hodisani aniqlay olishdi.

Agar ular ko'proq to'qnashuvlarni aniqlasalar, loyiha olimlarga uzoq ob'ektlar orasidagi masofani aniqroq o'lchash va koinotning miqyosi va kengayish tezligini yaxshiroq boshqarish imkonini beradi. Ular neytron yulduzlar deb nomlanuvchi massiv ob'ektlar orasidagi boshqa to'qnashuvlarni kuzatishi va bu ekzotik jismlarning tabiati bilan tanishishi mumkin. Va keyin har doim ham ular kutilmagan narsani topadi degan umid bor.


Albert Eynshteynga "yo'q" degan fizik

Nyu -York va Albert Eynshteynning ilmiy maqolasini rad etish uchun jasur odam kerak. Ammo bu fizik Xovard Persi Robertsonning 1936 yilda "Physical Review" jurnalining muharriri sifatida qilgan ishi. Eynshteyn shu qadar g'azablandiki, u bu erda boshqa nashr etmadi.

Agar Eynshteyn bugun tirik bo'lganida, u buyuk olimni nisbiylik nazariyasi-tortishish to'lqinlari borligidan bashorat qilishdan qutqargan Robertsonga minnatdorchilik bildirishi mumkin edi. Eynshteyn va#8217 to'lqinlarining birinchi to'g'ridan -to'g'ri aniqlanishi o'tgan hafta katta shov -shuv va bayram sifatida e'lon qilindi. Olimlarning aytishicha, to'lqinlar ikkita qora tuynukning kuchli to'qnashuvidan kelib chiqqan.

Eynshteyn o'z fikriga eng katta shubha bilan qaragan bo'lsa -da, topilma oqlanish sifatida baholandi. Bu yillar davomida u bir necha bor o'girilib tushdi, dedi fizik Daniel Kennefik, "Eynshteyn entsiklopediyasi" muallifi. ” "Eynshteynning donoligi tufayli ertak qachon yaxshi, qachon shubha qilish kerakligini bilishda yaxshi yakunlandi. , qachon uning shubhalanuvchilariga e'tibor bermaslik va qachon ularni tinglash va qayta guruhlash.

Bu g'oya Eynshteynning nisbiylik nazariyalaridan kelib chiqqan. U o'zining maxsus nisbiylik nazariyasini 1905 yilda nashr etib, olimlarning makon va vaqt haqidagi tushunchasini o'zgartirdi. U 1915 yilda umumiy nazariyani nashr etdi va olimlarning tortishish haqidagi tushunchasini o'zgartirib, uni makon va vaqtdagi egri chiziqlar ta'siri sifatida qayta ta'rifladi.

1916 yil fevral oyida Eynshteyn bashorat qilganidek, agar bo'shliq va vaqt bo'laklari bo'lishi mumkin bo'lsa, ehtimol bu zarbalar harakatlanishi mumkin, dedi Kennefik. Axir, biz suv yuzasida biz to'lqinlar deb ataladigan harakatlanuvchi tepaliklar va vodiylarni ko'rishimiz mumkin, shuning uchun agar tortishish fazoviy vaqtni egsa, nima uchun u harakatlanuvchi buzilishlarni yaratolmaydi? ”

Eynshteyn bu to'lqinlar nozik bo'lishini tushundi. Faqat dramatik narsa ularni aniqlash imkoniyatini beradigan kuchli signal chiqarishi mumkin edi - bu qora tuynuklarning birlashishi kabi. Ammo Eynshteyn qora tuynuklar borligiga shubha bilan qarardi, garchi boshqalar uni nazariyasiga asoslanib bashorat qilishgan.

Bu shubhalar Eynshteyn xavfsiz emasligini anglatmadi. U jasorat bilan bashorat qilganki, kosmosning egri chizig'i Quyosh atrofida yulduz nurining ko'rinadigan burilishini hosil qiladi. Bu dunyoning eng yaxshi astronomlarini o'z ko'zlari bilan ko'rishga undadi va 1919 yilgi quyosh tutilishini kutib, fon yulduzlarining zaif nurlari xatti -harakatlarini o'lchab berdi. Tutilish tajribasi orqali nisbiylik isbotlanmaganligini u qanday his qiladi, degan savolga Eynshteyn mashhur javob berdi: “Shunda men aziz Rabbiyga achinardim. Nazariya baribir to'g'ri. ”

Eynshteyn qachon aniq bo'lishini bilardi, dedi Kennefik. Uning jismoniy sezgi yaxshi edi, u yangi hududda qachon yurganini ham bilardi.

Ehtimol, u bir paytlar o'z jurnalining yuqori darajadagi maqolasida gravitatsiyaviy to'lqin bashoratini o'chirishga qaror qilganini tushunsa bo'ladi. Bir qarashda, Robertsonning rad etishini ikki barobar salbiy sifatida ko'rish mumkin edi - bu Eynshteynning shubhasini rad etish, uning asl g'oyasini ijobiy qo'llab -quvvatladi.

Eynshteyn buni bunday ko'rmagan. Tarixiy ma'lumotlarga ko'ra, u g'azablangan. U qog'ozni boshqa jurnalga topshirdi - Filadelfiyadagi Franklin institutining eng noaniq jurnali, Eynshteyn va uning nomi bilan yozilgan narsa tarixda o'sha paytgacha qorong'i bo'lishi mumkin edi. Ammo Eynshteyn o'z jurnalida o'z tortishish to'lqinlarini rad etishidan oldin, Robertson bilvosita uni fikrini qaytarishga undadi.

Robertson buni Eynshteyn yordamchilaridan biri Leopold Infeld bilan tanishish orqali qildi, dedi Kennefik. Ko'rinib turibdiki, Infeld ham, Eynshteyn ham Robertsonning qog'ozni rad etishdagi roli haqida bilgani ko'rinmaydi, chunki bu sharhlovchilar anonim bo'lishi uchun an'anaviy hisoblanadi. Robertson Infeldga nima uchun Eynshteynni birinchi marta to'g'ri deb hisoblaganini tushuntirdi. Bu Eynshteyn va Infeld o'rtasida munozaralarga olib keldi va maqola chiqmasdan oldin, Eynshteyn radikal tuzatishlar kiritdi, shunda u hozirgi mashhur prognozni rad etdi.

Kim biladi, agar Robertson Eynshteynga gravitatsiyaga qarshi to'lqinli qog'ozni nashr etishga ruxsat berganida, tarix qanday bo'lar edi. Bu aniq Eynshteynni qiyin vazifani aniqlashda yordam bergan. Oxir -oqibat ijobiy signalga olib kelgan loyiha 40 yil davomida 1,1 milliard dollarga tushdi. Lazer interferometr gravitatsiyaviy-to'lqinli rasadxonasi yoki LIGO deb nomlanadi, u Milliy fan jamg'armasi tomonidan moliyalashtiriladigan eng qimmat apparat hisoblanadi.

LIGO kontseptsiyasi 1972 yilda MIT fizigi Reyner Vayss tomonidan ilgari surilgan. Tajriba egizak detektorlar ko'rinishida, biri Vashington shtati Xanford yaqinida va Luiziana shtatining Livingston shahri yaqinida. Har birida lazer nuri L shaklidagi quvurlar bo'ylab o'tadi, ularning har bir qo'li taxminan 4 km ga cho'ziladi. Nazariy jihatdan, tortishish to'lqini bu quvurlar uchidagi ko'zgularni lazer yordamida o'lchab bo'lmaydigan kichik masofaga siljitadi.

Qurilma ikkita takrorlashdan o'tdi - bu 2010 yilda ko'tarilgan dastlabki versiya va 2015 yilning sentyabrida Internetga ulangan yanada ilg'or versiya. Ishlay boshlaganidan bir necha kun o'tgach, detektor fiziklarning ta'rifiga mos keladigan biror narsani qayd etdi. ikkita qora tuynuk to'qnashdi.

Fiziklarning aytishicha, ular signalga ko'plab ma'lumotlarni o'qishlari mumkin. Ular qora tuynuklarning massasini-Quyosh massasidan 29 va 36 barobar ko'p-Yerdan 1,3 milliard yorug'lik yili bo'lgan hodisani aniqlay olishdi.

Agar ular ko'proq to'qnashuvlarni aniqlasalar, loyiha olimlarga uzoq ob'ektlar orasidagi masofani aniqroq o'lchash va koinotning miqyosi va kengayish tezligini yaxshiroq boshqarish imkonini beradi. Ular neytron yulduzlar deb nomlanuvchi massiv ob'ektlar orasidagi boshqa to'qnashuvlarni kuzatishi va bu ekzotik jismlarning tabiati bilan tanishishi mumkin. Va keyin ’s har doim ular kutilmagan narsa topaman degan umid bor.

Ilm -fan yozuvchisi Fay Flam muallifi “ "Hisob: jinsiy aloqa uchun intilish zamonaviy odamni qanday shakllantirgan?" ”

Noto'g'ri ma'lumot va juda ko'p ma'lumot bo'lgan paytda, sifatli jurnalistik har qachongidan ham muhimroq.
Obuna bo'lish orqali siz hikoyani to'g'rilashimizga yordam bera olasiz.


Eynshteyn buzilishida qora tuynuklar "sochlari" bo'lishi mumkin

Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasiga ko'ra, qora tuynuklar faqat uchta kuzatiladigan xususiyatga ega: massa, aylanish va zaryad. Qo'shimcha xususiyatlar yoki "sochlar" mavjud emas.

Jonatan O ⟊llaghan

Qora tuynuklarda egizaklarning hech narsasi yo'q. Egizaklar bir xil genetik sxemalardan o'sishi mumkin, lekin ular ming xil farq qilishi mumkin - temperamentdan soch turmagacha. Qora tuynuklar, Albert Eynshteynning tortishish nazariyasiga ko'ra, faqat uchta xususiyatga ega bo'lishi mumkin - massa, aylanish va zaryad. Agar bu qiymatlar ikkita qora tuynuk uchun bir xil bo'lsa, bitta egizakni boshqasidan ajratib bo'lmaydi. Qora tuynuklarning sochlari yo'q, deyishadi.

"Klassik umumiy nisbiylikda ular bir xil bo'lardi", dedi Garvard universiteti nazariy fizigi Pol Chesler. "Siz farqni ayta olmaysiz."

Shunga qaramay, olimlar "sochsiz teorema" haqiqatmi yoki yo'qmi deb hayron bo'la boshlashdi. 2012 yilda Stefanos Aretakis ismli matematik - keyin Kembrij universitetida, hozir esa Toronto universitetida - ba'zi qora tuynuklarning voqea gorizontida beqarorlik bo'lishi mumkinligini aytdi. Bu beqarorliklar qora tuynuk ufqining ba'zi mintaqalariga boshqalarga qaraganda kuchli tortishish kuchini beradi. Bu bir xil qora tuynuklarni ajratib turadi.

Biroq, uning tenglamalari shuni ko'rsatdiki, bu ekstremal qora tuynuklar uchun mumkin bo'lgan-ularning massasi, aylanishi yoki zaryadi uchun maksimal qiymatga ega bo'lganlar uchun. Va biz bilganimizdek, "bu qora tuynuklar hech bo'lmaganda tabiatda bo'lolmaydi", dedi Chesler.

Ammo, agar sizda haddan tashqari qora tuynuk bo'lsa, bu haddan tashqari qadriyatlarga yaqinlashgan, lekin ularga yetib bormagan bo'lsa-chi? Bunday qora tuynuk hech bo'lmaganda nazariy jihatdan mavjud bo'lishi kerak. Sochsiz teoremaning aniqlangan buzilishlari bo'lishi mumkinmi?

O'tgan oy oxirida e'lon qilingan maqola shuni ko'rsatadiki. Bundan tashqari, bu sochlarni tortishish to'lqinlari rasadxonalari orqali aniqlash mumkin.

"Aretakis, asosan, ufqda qolgan ma'lumotlar borligini taxmin qildi", dedi Gaurav Xanna, Massachusets va Rod-Aylend universiteti fizigi va hammualliflardan biri. "Bizning maqolamiz bu sochni o'lchash imkoniyatini ochib beradi."

Xususan, olimlar qora tuynukning paydo bo'lishining qoldiqlari yoki keyingi buzilishlar, masalan, qora tuynukka tushgan moddalar, ekstremal qora tuynuk voqea gorizontida yoki yaqinida tortishish beqarorligini keltirib chiqarishi mumkin, deb taxmin qiladilar. "Biz gravitatsiyaviy signal haddan tashqari bo'lmagan oddiy qora tuynuklardan ancha farq qiladi deb umid qilamiz", dedi Xanna.

Agar qora tuynuklarning sochlari bo'lsa, bu ularning o'tmishi haqidagi ba'zi ma'lumotlarni saqlab qolishiga olib keladi, bu marhum fizik Stiven Xoking tomonidan ilgari surilgan mashhur qora tuynuklar haqidagi ma'lumot paradoksiga ta'sir qilishi mumkin, dedi Lin Medeyros, Prinstondagi ilg'or tadqiqotlar instituti astrofizigi, Nyu-Jersi. Bu paradoks umumiy nisbiylik va kvant mexanikasi o'rtasidagi asosiy qarama-qarshilikni yo'q qiladi, bu XX asr fizikasining ikkita asosiy ustunidir. "Agar siz [axborot paradoksining] taxminlaridan birini buzsangiz, siz paradoksni o'zi hal qila olasiz", dedi Medeyros. "Taxminlardan biri sochsiz teorema."

Buning oqibatlari keng bo'lishi mumkin. "Agar biz qora tuynuk tashqarisidagi qora tuynukning haqiqiy bo'sh vaqtini biz kutganimizdan farq qilishini isbotlay oladigan bo'lsak, menimcha, bu umumiy nisbiylik uchun katta ta'sir ko'rsatadi", dedi Muallif. Qora tuynuklarning kuzatilgan geometriyasi bashoratlarga mos keladimi -yo'qmi haqida oktyabr oyida yozilgan qog'oz.

Ehtimol, bu so'nggi maqolaning eng hayajonli tomoni shundaki, u qora tuynuklarni kuzatishlarini asosiy fizika bilan birlashtirishga yordam beradi. Qora tuynukdagi sochlarni aniqlash - ehtimol koinotdagi eng o'ta astrofizik laboratoriyalar - simlar nazariyasi va kvant tortishish kabi g'oyalarni ilgari hech qachon bo'lmagan tarzda tekshirish imkonini beradi.

"String nazariyasi va kvant tortishishidagi katta muammolardan biri shundaki, bu bashoratlarni sinab ko'rish juda qiyin", dedi Medeyros. "Shunday qilib, agar sizda masofadan turib sinab ko'riladigan narsa bo'lsa, bu ajoyib."

Biroq, katta to'siqlar bor. Ekstremal qora tuynuklar mavjudligi aniq emas. (Hozirgi vaqtda eng yaxshi simulyatsiyalar, odatda, ekstremal bo'lishdan 30% uzoqroq bo'lgan qora tuynuklarni hosil qiladi, dedi Chesler.) Va agar shunday bo'lsa ham, gravitatsion to'lqin detektorlari bu beqarorliklarni sochlardan sezadigan darajada sezgir bo'ladimi, aniq emas.

Bundan tashqari, sochlar juda qisqa umr ko'rishi kutilmoqda, ular bir soniyaning bir qismini tashkil qiladi.

Ammo qog'ozning o'zi, hech bo'lmaganda, printsipial jihatdan sog'lom ko'rinadi. "Menimcha, jamiyatda hech kim bunga shubha qilmaydi", dedi Chesler."Bu spekulyativ emas. Ma'lum bo'lishicha, Eynshteynning tenglamalari shunchalik murakkabki, biz har yili ularning yangi xususiyatlarini kashf qilyapmiz.

Keyingi qadam, bizning gravitatsion detektorlarimizda qanday signallarni qidirishimiz kerakligini ko'rish-bugun ishlaydigan LIGO va Virgo yoki Evropa kosmik agentligining kosmosga asoslangan LISA asbobi kabi kelajakdagi asboblar.

Illinoys universiteti astrofizigi Helbina Vitek: "Endi biz o'z ishimizga asoslanib, bu tortishish nurlanishining chastotasi qanday bo'lishini aniq hisoblashimiz va uni qanday o'lchash va aniqlash mumkinligini tushunishimiz kerak", dedi. "Keyingi qadam, bu juda chiroyli va muhim nazariy tadqiqotdan imzoga o'tish."

Buni xohlash uchun ko'p sabablar bor. Hujjatning to'g'riligini isbotlaydigan aniqlanish ehtimoli juda oz bo'lsa-da, bunday kashfiyot nafaqat Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasiga qarshi chiqadi, balki ekstremal qora tuynuklar mavjudligini isbotlaydi.

"Biz tabiat hatto bunday hayvonning mavjud bo'lishiga ruxsat beradimi, bilishni istardik", dedi Xanna. "Bu bizning sohaga juda dramatik ta'sir qiladi."

Tuzatish: 2021 yil 11 fevral
Maqolaning asl nusxasi nazariyachilar qora tuynuklarni ekstremal bo'lishdan 30% uzoqroq simulyatsiya qila olmasligini bildirgan. Aslida, ular ekstremal qora tuynuklarni simulyatsiya qilishlari mumkin, lekin ularning odatiy simulyatsiyalari ekstremal bo'lishdan 30% uzoqda.


Qora tuynuklarni qanday aniqladik?

Qora tuynuklar fizikadagi eng mashhur mavzularni birlashtiradi: Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi, kvant mexanikasi, olam evolyutsiyasi (kosmologiya) va hatto din.

Qora tuynuk g'oyasini birinchi bo'lib 1700-yillarning oxirida Jon Mishel ismli ingliz astronomi ruhoniysi o'ylab topgan. Ikkilik (uchlik) yoki uchlamchi yulduzlar borligini kashf qilayotganda, Mishel bir yulduzning tortishish kuchlari boshqasidan yorug'lik nuriga ta'sir qilishi mumkin degan nazariyani ilgari surdi.

Bu qora tuynukning haqiqiy tasviri emas. Bu rassomning taassurotida tez aylanadigan supermassiv qora tuynuk tasvirlangan.
Aylanadigan materialning ingichka disklari qora tuynukning to'lqin kuchlari bilan bo'linib ketgan Quyoshga o'xshash yulduzning qoldiqlaridan iborat. To'g'ridan -to'g'ri to'qnashuvdagi zarbalar va yig'ilish natijasida hosil bo'lgan issiqlik, yangi yulduz portlashiga o'xshab, yorilishga olib keldi. Infografik va Evropa janubiy rasadxonasi, Evropa kosmik agentligi, M. Kornmesser

Uning fikrlari taklifni haddan ziyod kengaytirdi va tortishish kuchi shunchalik katta bo'lganki, hech qanday yorug'lik qochib qutula olmadi va uni "qora yulduz" deb atadi. Frantsuz matematikasi Per-Simon Laplas bir necha yil o'tgach, xuddi shu nazariy xulosaga keladi, bu juftlik ko'pincha kontseptsiyaning kelib chiqishi bilan bog'liq.

Bugun biz bilamizki, qora tuynuklar bizning koinotimizni shakllantiradi. So'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, qora tuynuklar deyarli barcha yirik galaktikalar markazida, shu jumladan bizning Somon Yo'lida joylashgan. Dijkgraafning aytishicha, bu dalillar va boshqa ko'p narsalar qora tuynuklar galaktikalar tuzilishi uchun juda muhim, agar koinotning o'zi bo'lmasa.

"Bu qora tuynuklar, xususan galaktikalar o'rtasidagi ulkan qora tuynuklar qanday paydo bo'lganligi haqida juda ko'p savollar bor." - dedi Dijkgraaf. "Ko'p sonli qora tuynuklar to'qnashuvning natijasimi yoki ular koinotimizning boshida pishirilganmi?"


"Qora tuynuk" atamasini kiritgan fizik Jon A. Uiler 96 yoshida vafot etdi

Yadroviy bo'linish nazariyasini kashf etishga yordam bergan, qora tuynuklarga o'z nomini bergan va Albert Eynshteyn va Nils Bor bilan voqelikning mohiyati to'g'risida bahslashgan vahiyli fizik va o'qituvchi Jon A. Uiler yakshanba kuni ertalab Xaystaunddagi uyida vafot etdi. 96.

Uning sababi pnevmoniya edi, dedi uning qizi Alison Viler Lahnston.

Doktor Uiler 1939 yilda, Daniya fizigi Bor va uning ustozi, Qo'shma Shtatlarga Daniyadan kelgan kema bilan kelganida, Germaniya olimlari uran atomlarini parchalashda muvaffaqiyat qozonganiga ishonishganida, yosh, ta'sirchan professor edi. Bir necha hafta ichida u Bor bilan yadroviy bo'linish qanday ishlashi haqidagi nazariyani chizdi. Bor Eynshteyn bilan kvant nazariyasi haqida bahslashishga vaqt ajratmoqchi edi, lekin "u men bilan Eynshteyndan ko'ra ko'proq gaplashdi", deb eslaydi keyinchalik doktor Uiler.

Doktor Uiler Princeton va keyin Ostindagi Texas universitetining professori sifatida nazariy fiziklarning avlodlari uchun kun tartibini tuzdi, shogirdlari va hamkasblarining tasavvurlarini tasvirlash va ularga savollar berish uchun metaforadan samarali foydalangan. , aqllari yonib, tabiatga qarshi turish uchun barrikadalarga.

Maks Tegmark, Massachusets Texnologiya Instituti kosmologi, doktor Uiler haqida shunday dedi: "Men uchun u oxirgi Titan edi, hozirgacha turgan yagona fizika qahramoni".

Uning boshchiligida Prinston umumiy nisbiylik nazariyasi deb nomlanuvchi Eynshteyn tortishishining Amerikadagi etakchi tadqiqot markaziga aylandi.

"U umumiy nisbiylikni qayta tikladi, uni eksperimental mavzuga aylantirdi va matematiklardan olib tashladi", - deydi Prinston shahridagi Ilg'or tadqiqotlar instituti nazariyotchisi Freeman Dyson.

Doktor Uiler shogirdlari orasida Kaliforniya Texnologiya Institutidan Richard Feynman ham bor edi, u doktor Uilerning aql bovar qilmaydigan taklifini Nobel mukofotiga olib kelgan ishga qo'shdi. Yana biri Xyu Everet edi, uning nomzodi. Doktor Uilerning kvant mexanikasi haqidagi tezislari parallel ravishda o'zgarib turadigan koinotlarni nazarda tutadi - bu tushuncha, Ostindagi Texas universiteti professori Bryus DeVit "Ko'p olamlar" deb nomlangan va ko'plab kosmologlar va fanlarning sevimli mashg'ulotiga aylangan. badiiy yozuvchilar.

Doktor Feynman talabalik davrlarini eslab, bir marta shunday degan edi: "Ba'zi odamlar Uiler keyingi yillarda aqldan ozgan deb o'ylashadi, lekin u doim aqldan ozgan".

Jon Archibald Uiler - u do'stlari va boshqa hamkasblari uchun Jonni Uiler edi - 1911 yil 9 -iyulda Jeksonvill shahrida (Florida shtati) tug'ilgan. Kutubxonachilar oilasining eng katta farzandi, u fan doktori ilmiy darajasini oldi. Jons Xopkins universiteti fizika fanidan, 21 yoshda. Bir yil o'tgach, eski tanishi Janette Xegner bilan atigi uch marta uchrashgandan so'ng, u Kopengagenga, zamonaviy fanni larzaga keltirgan kvant inqilobining otasi Bor bilan ishlash uchun suzib ketdi. haqiqatning tabiati haqidagi paradoksal bayonotlar bilan.

"Siz Budda, Iso, Muso, Konfutsiy kabi odamlar haqida gapirishingiz mumkin, lekin meni bunday odamlar borligiga ishontirgan narsa Bor bilan bo'lgan suhbatlar edi", dedi doktor Uiler.

Bor 1939 yilda yadroviy bo'linish haqidagi dahshatli xabar bilan kelganida, ularning munosabatlari tiklandi. U va doktor Uiler buni tushuntirish uchun ishlab chiqqan modelda proton va neytronlarni o'z ichiga olgan atom yadrosi bir tomchi suyuqlikka o'xshaydi. Boshqa parchalanuvchi yadrodan chiqqan neytron unga tegsa, bu "suyuq tomchi" tebrana boshlaydi va er yong'oq shakliga cho'zilib ketadi, natijada ikkiga bo'linadi.

Ikki yil o'tib, doktor Uiler atom bombasini yaratish uchun Manxetten loyihasida supurib tashlandi. Afsuski, bomba Evropadagi urushning yo'nalishini o'zgartirishga va 1944 yilda Italiyada jangda vafot etgan akasi Jo ni qutqarishga o'z vaqtida tayyor emas edi.

Doktor Uiler urushdan keyin ham hukumat ishini davom ettirdi, vodorod bombasini ishlab chiqarishga yordam berish, tushgan boshpanalar qurilishini rag'batlantirish, Vetnam urushi va raketalarga qarshi mudofaani qo'llab -quvvatlash bo'yicha tadqiqotlarini to'xtatdi, hatto uning qarashlari ham liberalroq hamkasblarining fikriga zid edi. .

Doktor Uiler bir vaqtlar poyezdda maxfiy hujjatni yo'qotib qo'ygani uchun prezident Duayt D. Eyzenxauer tomonidan rasman tanbeh olgandi, lekin u 1968 yilda Prezident Lyndon B. Jonsondan Atom energiyasi komissiyasining Enriko Fermi mukofotini ham olgan.

Doktor Uiler 1952 yilda Eynshteyn tortish kuchi kursini o'rgatishga ruxsat olganida, u o'qish uchun maqbul maydon hisoblanmagan. Umumiy nisbiylikni targ'ib qilganda, u 1960 -yillarda, Angliyadagi Kembrij universitetida Dennis Skiama va Moskva davlat universitetida Yakov Borisovich Zeldovich gravitatsiyaviy nazariyotchilar va kosmologlarning yangi avlodini yaratgan guruhlarni tashkil qilgan paytda, bu mavzuni o'zgartirishga yordam berdi. .

Eynshteyn nazariyasining o'ziga xos jihati doktor Uilerning e'tiborini tortdi. 1939 yilda keyinchalik Manxetten loyihasida etakchi bo'lgan J. Robert Oppengeymer va talaba Xartlend Snayder Eynshteyn tenglamalari apokaliptik bashorat qilganini taxmin qilishdi. Etarli miqdordagi o'lik yulduz shunchalik zich bo'ladiki, yorug'lik hatto undan qochib qutula olmasdi. Yulduz abadiy qulab tushar, kosmik vaqt esa uni qora plash kabi o'rab olardi. Markazda fazo cheksiz egri va materiya cheksiz zich bo'lar edi, bu yakkalik sifatida ma'lum bo'lgan bema'nilik.

Doktor Uiler dastlab bu xulosaga qarshilik ko'rsatdi va 1958 yilda Belgiyada bo'lib o'tgan konferentsiyada doktor Oppengeymer bilan to'qnashuvga olib keldi, unda doktor Uiler kollaps nazariyasi materiyaning taqdiriga "maqbul javob bermaydi" degan edi. yulduz. Merilend universiteti professori, sobiq talaba doktor Charlz Misner: "U fizika qonunlari o'ziga xoslikka olib kelishi mumkin degan fikrga qarshi kurashmoqchi edi", dedi. Xulosa qilib aytganda, qanday qilib fizika qonun buzilishiga olib kelishi mumkin - hech qanday fizika yo'qmi?

Doktor Uiler va boshqalar nihoyat Georgia Tech professori Devid Finkelshteyn qulab tushayotgan yulduzning tashqi va ichki qismini davolash mumkin bo'lgan matematik metodlarni ishlab chiqqach, olib kelishdi.

1967 yilda Nyu -Yorkda bo'lib o'tgan konferentsiyada, doktor Uiler, tomoshabinlarning taklifiga binoan, "qora tuynuk" nomini bosib, yulduz va fizika uchun bu dahshatli imkoniyatni tasvirlab berdi.

Qora tuynuk "bizga makonni qog'oz parchasi kabi cheksiz kichik nuqtaga burish mumkinligini, vaqtni alangali olov kabi o'chirish mumkinligini va biz" muqaddas "deb hisoblaydigan fizika qonunlarini o'zgarmasligini o'rgatadi. Bu hamma narsadan boshqa narsa emas ”, - deb yozadi u 1999 yilda tarjimai holida,“ Geonlar, qora tuynuklar va kvant ko'pik: fizikadagi hayot ”. (Uning hammuallifi-Kennet Ford, sobiq talaba va Amerika Fizika institutining nafaqadagi direktori.)

1973 yilda doktor Uiler va Kaliforniya Texnologiya Instituti sobiq ikki talabasi, doktor Misner va Kip Torn "Gravitatsiya" ni nashr etishdi, u 1279 sahifadan iborat bo'lib, uning aqlli uslubi va qulayligi-yonboshlar va shaxsiy eskizlari bilan chokablok. fiziklar - uning og'ir va og'ir mavzusini inkor etadi. Hech qachon nashrdan chiqmagan.

Yozda, doktor Uiler, katta oilasi bilan, baland plyonkadan pivo qutilarini otib, uning otashin ta'mini yoqtirish uchun, High Island, Me.

U va Janette 1935 yilda turmush qurishdi. U 2007 yil oktyabr oyida 99 yoshida vafot etdi. Doktor Uilerning uchta farzandi - Lahnston xonim va Letitiya Uiler Ufford, Princeton Jeyms Ingliz Uiler, Ardmor, Pa. 8 nabiralari, 16 ta katta -nabiralar, 6 o'gay nevaralar va 11 o'gay nevaralar.

1976 yilda Prinstonda majburiy nafaqaga chiqqanida, doktor Uiler Texas universitetiga ko'chib o'tdi.

Shu bilan birga, u Eynshteyn va Borni qiziqtirgan savollarga, kvant mexanikasining g'aroyib qonunlari ochib bergan haqiqatning tabiati haqidagi savollarga qaytdi. Bu inqilobning asosi 1927 yilda Verner Xeyzenberg tomonidan ilgari surilgan noaniqlik printsipi bo'lib, u tabiat haqida ma'lum bo'lishi mumkin bo'lgan narsalarga fundamental cheklovlar qo'yganday tuyuldi, masalan, ikkala nazariyani ham bilish mumkin emasligini e'lon qildi. va subatomik zarrachaning joylashuvi. Birini bilish boshqasini o'lchash qobiliyatini yo'q qildi. Natijada, subatomik zarralar va hodisalar kuzatilmaguncha, Doktor Uiler ba'zida "tutunli ajdaho" deb ataydigan bir xil bulutli bulutlar mavjud edi.

Bunday fikrlash Eynshteynni hafsalasini pir qildi, u bir vaqtlar doktor Uilerdan Oy hech kim qaramaganida hali ham u erda bormi, deb so'radi.

Doktor Viler, bu kvant noaniqlik qandaydir tarzda koinot va uning butun tarixiga taalluqli bo'ladimi, nima uchun umuman mavjudligini tushunishning kaliti bo'ladimi, deb hayron bo'ldi.

"Biz endi faqat zarralar, kuchlar sohasi, geometriya, hatto makon va vaqt haqidagi tasavvurlar bilan kifoyalanmaymiz", deb yozgan 1981 yilda doktor Uiler. "Bugun biz fizikadan borliqni o'zi tushunishni talab qilamiz".

Doktor Dyson 2003 yilda 90 yoshga to'lgan yubileyida, doktor Uilerning "prozaik kalkulyator", "usta usta", yadroviy bo'linishni dekodlagan va yarim shoir ekanligini aytdi. "Shoir Viler - payg'ambar, - dedi u, - Musoga o'xshab, Pisgah tog'ining tepasida turib, o'z xalqi bir kun meros qilib oladigan erga qaraydi." Los Alamos milliy laboratoriyasining kvant nazariyotchisi Voytsex Zurekning aytishicha, doktor Uilerning eng mustahkam ta'siri u "tarbiyalagan" talabalar bo'lishi mumkin. U elektron pochta xabarida shunday yozgan edi: "Bilaman, u meni olim sifatida o'zgartirdi, faqat uni sinfda tinglash yoki fizika haqidagi fikri bilan emas: menimcha, uning menga bo'lgan ishonchi bundan ham muhimroq edi".

Doktor Uiler 25 yil oldin suhbatdoshga o'z roli haqidagi o'z nuqtai nazarini tasvirlab bergan.

"Agar fizikada men boshqalarga qaraganda ko'proq mas'uliyat his qilsam, bu hamma narsaning bir -biriga mos kelishi haqidagi tasavvur", dedi u. "Men o'zimni hukm qilish tuyg'usi bor deb o'ylashni yaxshi ko'raman. Men xohlagan joyga borishga, hech kim bilan gaplashishga, har qanday savolni berishga tayyorman.

"Men narsalarga optimist ekanligimni tan olaman, ayniqsa, qachondir narsalar qanday birlashtirilganini tushuna olaman. Shunday qilib, ko'plab yoshlar u yoki bu yo'nalish bo'yicha ixtisoslashishga majbur bo'lmoqdalar, chunki yosh yigit bu qirg'oqni yopib qo'yishga qodir emas - faqat eski tuman, o'zini aldashga qodir.



Qora tuynuklarning kashfiyoti: nazariyadan aktuallikka

Cygnus X-1 nomli qora tuynuk materiyani yaqinidagi super ulkan ko'k yulduzdan tortib oladi. (Tasvir: NASA-CXC-M.Weiss/www.nasa.gov)

Eynshteyn qora tuynuklarni ishdan bo'shatdi

Garchi astronomlar va fiziklar umumiy nisbiylik kashf etilganidan buyon o'n besh yil ichida yulduzlar haqida ko'p narsalarni bilib olishgan bo'lsa -da, ehtimol oq mittilar va neytron yulduzlar mavjud bo'lsa ham - Albert Eynshteynning bu boradagi fikri deyarli o'zgarmadi.

1939 yilda u qora tuynuklar haqidagi "Ko'p tortishish massalaridan iborat sferik simmetriyaga ega statsionar tizimda" nomli birinchi va yagona maqolasini yozdi. Ushbu maqolada Eynshteyn zarralarning katta guruhi tortishish kuchi ostida qulab tushganda o'zini qanday tutishini hisoblashni rejalashtirgan.

Bu video seriyali transkript Eynshteyn nima xato qildi. Endi tomosha qiling, Wondriumda.

Albert Eynshteynning qora tuynuklar hech qachon tabiatda bo'lolmaydi, degan fikri nisbiylikka ixtisoslashgan ko'pchilik fiziklarni ko'p yillar davomida qora tuynuklar haqidagi barcha gaplarni rad etishga undagan. (Tasvir: Doris Ulmann/Jamoat mulki)

Eynshteynning ta'kidlashicha, zarrachalarning burchak momenti ularni abadiy qulab tushishiga to'sqinlik qiladi va bu qora tuynuk paydo bo'lishining oldini oladi. Bu xulosada u butunlay yanglishdi.

Eynshteynning qora tuynuklar tabiatda hech qachon bo'lishi mumkin emasligi haqidagi noto'g'ri qarashlari, uni barcha dalillardan, aksincha, o'z nazariyasining eng ajoyib qirralarini rad etishga olib keldi.

Eng yomoni, Eynshteynning fikri shunchalik yuqori baholanganki, nisbiylikka ixtisoslashgan ko'pchilik fiziklar ko'p yillar davomida qora tuynuklar haqidagi barcha gaplarni rad etishga moyil edilar. O'nlab yillar davomida bunday ob'ektlar ilmiy adabiyotlarda kamdan -kam uchraydi.

Bundan tashqari, bu davrda umumiy nisbiylikka qiziqish sezilarli darajada kamaydi. Fiziklar Eynshteyn nazariyasining to'g'riligiga shubha qilishgani uchun ular amaliy qo'llanmalar topa olishmadi.

Umumiy nisbiylik bashoratlari ko'p hollarda eski Nyuton bashoratlariga o'xshaydi. Bu nazariyani sinab ko'rish yoki uning oqibatlarini o'rganish uchun laboratoriyada ko'p narsa qilish mumkin emas edi.

Umumiy nisbiylikning Uyg'onishi

1955 yilda Eynshteyn vafotidan bir necha yil o'tgach, umumiy nisbiylikka qiziqish qayta tiklana boshladi. Butun dunyoda fiziklarning kichik guruhlari Eynshteynning umumiy nazariyasining chuqur va begona ta'sirini faol o'rgana boshladilar.

Umumiy nisbiylikning qayta tiklanishidagi asosiy shaxslardan biri yosh ingliz fizigi va matematiki Rojer Penrose edi. Penrose birinchi marta nisbiylik bilan qiziqdi, u London universitet kollejida bakalavr bo'lganida.

Biroq, bu davrda kam fiziklar umumiy nisbiylik haqida juda ko'p ma'lumotga ega edilar. Penrosning o'zi bu borada o'zini o'rgatishdan boshqa chorasi qolmadi, professor -o'qituvchilar o'rniga kitoblar va hujjatlardan umumiy nisbiylikni o'rganishga muvaffaq bo'ldi.

Penrose keyinchalik Kembrijda matematikani o'qidi, u erda doktorlik dissertatsiyasini himoya qildi, keyin Prinston, London, Sirakuza va Ostindagi Texas universitetida qisqacha izlanishlar olib bordi.

O'sha paytda Ostin umumiy nisbiylikni faol o'rganayotgan fiziklarning kam sonli kontsentratsiyasidan birining joylashgan joyi edi. Penrose Ostinda fizik Roy Kerr bilan uchrashdi.

Kerr Eynshteyn dala tenglamalariga Karl Shvartschildga qaraganda ancha umumiy va kuchliroq echim topa oldi. Xususan, Shvartschild natijasi faqat harakatsiz ob'ektlarni tasvirlab bergan bo'lsa, Kerrning yechimi qora tuynuklar aylanishi ehtimolini ham beradi.

Qora tuynuklar mavjudligini isbotlash

Britaniyalik fizik va matematik Rojer Penrose ma'lum bir sharoitda qulab tushuvchi yulduzga qora tuynuk hosil bo'lishini kafolatlashini isbotladi. (Tasvir: Bisvarup Ganguli/Jamoat mulki)

O'sha paytda kam sonli fiziklar qora tuynuklar haqiqatan ham mavjud deb o'ylashar edi, agar ular bu haqda umuman o'ylashsa. Ammo 1965 yilda Penrose bu nuqtai nazarni o'zgartiradigan kashfiyot qildi.

Eynshteyn ishlatganidan ancha farq qiladigan matematika turidan foydalanib, Penrose ma'lum bir sharoitda qulab tushuvchi yulduzga qora tuynuk hosil bo'lishini kafolatlashini qat'iy isbotlay oldi. Xususan, agar qulab tushayotgan yulduz etarlicha massali bo'lsa, u holda qora tuynuk paydo bo'lishi muqarrar.

1965 yil yanvar oyida Penrose "Gravitatsion kollaps va fazoviy vaqtning o'ziga xosliklari" nomli uch sahifali qisqa maqolani nashr etdi. O'sha paytda Penrose argumenti fizika hamjamiyatining an'anaviy donoligiga zid edi.

Ko'pchilik, Eynshteyn azaldan aytganidek, qulab tushayotgan yulduzlarning murakkabligi ularning qora tuynuk hosil bo'lishiga to'sqinlik qiladi, deb bahslashar edi.

Ammo Penrose ning matematik dalillari ishonarli edi. Keyingi bir necha yil ichida ko'plab fiziklarning fikri o'zgarib ketdi. 1960 -yillarning oxiriga kelib, qora tuynuklar, ehtimol, agar kafolatlanmagan bo'lsa, tabiatda mavjud bo'lishi mumkin degan fikrga aylandi.

Qora tuynuklar atrofdagi yulduzlarga qanday ta'sir qiladi

Ko'proq fiziklar qora tuynuklar borligiga ishonch hosil qilgach, bu ob'ektlarni aniqlash yoki kuzatish usullariga qiziqish kuchaya boshladi. Bu masalada birinchi bo'lib faol ishlagan olimlardan biri - rus fizigi Yakov Zeldovich.

O'z faoliyati davomida Zel ’dovich fizika va astronomiyaning deyarli barcha sohalariga, jumladan, materialshunoslik, zarrachalar fizikasi, nisbiylik, astrofizika, kosmologiya va yadro fizikasiga katta hissa qo'shdi, shu jumladan Sovet qurollari dasturida qilgan ishlari.

Rossiyalik fizik Yakov Zeldovich qora tuynukni yaqin atrofdagi yulduzlarning harakatini o'rganish orqali aniqlashni taklif qildi. (Rasm: MARKA nashriyot va savdo markazi/jamoat mulki)

1960 -yillarning boshlarida Zeldovich qora tuynuklar borligini bilvosita yaqin atrofdagi boshqa yulduzlarning harakatini o'rganish orqali xulosa qilish mumkinligini taklif qildi. Uning so'zlariga ko'ra, ko'rinmas qora tuynuk, o'z quyosh sistemasidagi boshqa yulduzni muntazam davr bilan oldinga va orqaga silkitib qo'yishiga olib keladi.

Agar olimlar qandaydir tarzda aylanayotgan yulduzni qandaydir tarzda kuzata olsalar edi, ular qora tuynukni aniqlab, hatto uning massasini o'lchashlari mumkin edi.

Shu bilan bir qatorda, Zeldovichning aytishicha, ma'lum sharoitlarda qora tuynuk atrofdagi materialga keskin ta'sir ko'rsatishi mumkin. Barcha astrofizik jismlar tortishish kuchi orqali moddalarni o'ziga tortadi va to'playdi.

Ammo oddiy yulduzlar yoki sayyoralardan farqli o'laroq, qora tuynukka tushadigan materiya yorug'lik tezligiga yaqinlashadi. Qolaversa, bu to'kilgan material qora tuynuk atrofida drenajdan oqib tushadigan suyuqlik kabi aylanadi.

Bu material deyarli yorug'lik tezligida harakat qilgani uchun u millionlab darajadagi haroratga etadi. Zeldovichning ta'kidlashicha, bunday tizimlar juda katta energiya chiqaradi va ularni astronomlar, hatto juda uzoq masofalarda ham kuzatishi mumkin.

Cygnus X-1 siri

Cygnus X-1 deb nomlanuvchi g'aroyib astronomik ob'ektning sirlari astronomlarni hayratda qoldirdi. Birinchi marta 1964 yilda astronomlar tomonidan aniqlangan, 1970 yilda bu ob'ektni kuzatishlar uning g'alati xususiyatlarini ochib bergan.

Cygnus X-1 har soniyada bir necha marta rentgen nurlarining juda yorqin miltillashini ko'rsatdi. Bu rentgen nurining qisqa davomiyligi shuni ko'rsatadiki, ular chiqaradigan narsa astronomik me'yorlar bo'yicha unchalik katta emas-yorug'lik soniyasining bir qismidan oshmaydi.

Boshqacha aytganda, ob'ekt 100 ming kilometrdan oshmaydi. Rentgen nurlari faqat millionlab darajalarda juda issiq muhitda ishlab chiqariladi.

Keyingi yili Cygnus X-1 yo'nalishidagi radio kuzatuvlar ko'k supergigant yulduzni topdi. Biroq, bu yulduz kuzatilgan rentgen nurlarining tez miltillashi uchun juda katta.

Astronomlar kuzatilgan rentgen nurlarini ishlab chiqarishni tushuntirish uchun bu yulduz gazining bir qismi qandaydir tarzda yirtilib, keyin juda yuqori haroratgacha qizdirilganini aniqladilar. O'sha yili, boshqa kuzatuvlar, Zeldovich bundan o'n yil oldin aytganidek, ko'k supergigantning chayqalishini aniqlay boshladi.

Kuzatilgan tebranishdan astronomlarga yaqin atrofdagi ob'ekt juda katta ekanligi, hatto neytron yulduz bo'lish uchun ham juda katta ekanligi aniq bo'ldi.

Keyingi yillar davomida kuzatuvlar sifati yaxshilanishda davom etar ekan, Cygnus X-1 qora tuynuk ekanligi aniq bo'ldi. 70 -yillarning oxiriga kelib, astrofiziklarning ko'pchiligi bu xulosani, shuningdek, qora tuynuklar haqiqatan ham bizning koinotda mavjud degan xulosani qabul qilishdi.

Cygnus X-1, qora tuynuk bizdan taxminan 6000 yorug'lik yili uzoqlikda (o'ngda) HDE 226868. (Quyosh massasidan 30 barobar katta) yaqinidagi super gigant yulduzdan gaz so'radi (Tasvir: ESA-Hubble/www.nasa. gov)

Ma'lum bo'lishicha, Cygnus X-1-bizdan 6000 yorug'lik yili uzoqlikdagi qora tuynuk va massasi Quyoshdan 15 baravar katta. Bu massada, bu qora tuynukning Shvarshild radiusi taxminan 44 kilometrni tashkil qiladi.

Bu radiusdagi hamma narsa bizning nazarimizda abadiy yo'qoladi. Va, qaysidir ma'noda, bizning koinotimizdan yo'qolgan.

Atrofimizdagi qora tuynuklar

Cygnus X-1 qora tuynuk ekanligi aniqlanganidan keyin o'n yilliklar o'tib, astronomlar va astrofiziklar bizning koinotimizda boshqa ko'plab qora tuynuklarni topdilar. Bunga bir paytlar Cygnus X-1 ga o'xshash katta yulduzlar deb hisoblangan o'nlab qora tuynuklar kiradi.

Bundan tashqari, juda katta va katta qora tuynuklar topilgan. Masalan, Somon Yo'li galaktikasining markazi - massasi Quyosh massasidan qariyb to'rt million marta katta bo'lgan qora tuynuk.

Bizning Somon Yo'li galaktikasining markazida ulkan qora tuynuk joylashgan bo'lib, uning massasi Quyosh massasidan qariyb to'rt million marta katta. (Tasvir: ESA - C. Carreau/www.nasa.gov)

Hozirgi kunda ko'pchilik spiral va elliptik galaktikalar markazlarida juda katta qora tuynuk bor deb o'ylashadi.

Garchi bu super massali qora tuynuklarning aksariyati Somon Yo'li markazidagi massaga o'xshash bo'lsa -da, ba'zi galaktikalarda kattaroq qora tuynuklar bor, ularning massasi millionlab emas, balki milliardlab quyosh massasi bilan o'lchanadi.

Qora tuynuklar Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasining natijasidir. Biroq, Eynshteyn hech qachon qora tuynuklar bizning koinotimizda mavjud emasligini va hatto mavjudligini ham qabul qilmagan.

Qora tuynuklar kashfiyoti haqida umumiy savollar

Eynshteynning umumiy nisbiyligi qora tuynuklarni bashorat qilgan bo'lsa -da, Karl Shvartschild ularni ko'pincha kashf qilgan. Hatto bu haqiqatni ham aniq aytish qiyin, lekin Kerr undan keyin qora tuynuklar nima ekanligini yaxshiroq aniqlagan. Aynan Rojer Penrose qulagan yulduzlar sifatida mavjudligini isbotlagan.

Olimlarning hisob -kitoblariga ko'ra, deyarli barcha yirik galaktikalarning markazida juda katta qora tuynuklar bor, buning natijasida milliardlab milliardlar paydo bo'ladi.

Ha. Olimlar Somon yo'li markazida juda katta qora tuynuk borligini tasdiqladilar.

Olimlarning fikricha, galaktika paydo bo'lganda, uning qora tuynugi bir vaqtning o'zida hosil bo'ladi.


Videoni tomosha qiling: Как Эйнштейн доказал Бога!!!