एक ब्लैक होल क्या है? घटना क्षितिज क्या है?

सवाल: एक ब्लैक होल क्या है?

ब्लैक होल क्या है? ब्लैक होल कब बनते हैं? क्या वैज्ञानिक एक ब्लैक होल देख सकते हैं? ब्लैक होल का "ईवेंट क्षितिज" क्या है?

उत्तर: एक ब्लैक होल एक सैद्धांतिक इकाई है जिसका पूर्वानुमान समीकरणों द्वारा किया जाता है सामान्य सापेक्षता. एक ब्लैक होल तब बनता है जब पर्याप्त द्रव्यमान का एक तारा गुरुत्वाकर्षण के पतन से गुजरता है, जिसमें अधिकांश या सभी द्रव्यमान होते हैं अंतरिक्ष के एक पर्याप्त छोटे क्षेत्र में संकुचित, जिससे उस बिंदु पर अनंत चंचल वक्रता पैदा होती है (ए "व्यक्तित्व")। इस तरह के एक विशाल स्थानिक वक्रता "घटना क्षितिज" या सीमा से बचने के लिए कुछ भी नहीं, प्रकाश भी नहीं की अनुमति देता है।

ब्लैक होल को कभी भी प्रत्यक्ष रूप से नहीं देखा गया है, हालांकि उनके प्रभावों की भविष्यवाणियों ने टिप्पणियों का मिलान किया है। इन अवलोकनों को समझाने के लिए वैकल्पिक सिद्धांत, जैसे कि मैग्नेटोस्फेरिक एटरली कोलैपिंग ऑब्जेक्ट्स (MECO) मौजूद हैं, जिनमें से अधिकांश स्पेसटाइम से बचते हैं ब्लैक होल के केंद्र में विलक्षणता, लेकिन अधिकांश भौतिकविदों का मानना ​​है कि ब्लैक होल का स्पष्टीकरण सबसे संभावित भौतिक प्रतिनिधित्व क्या है जगह लेना।

1700 के दशक में, कुछ ऐसे लोग थे जिन्होंने प्रस्तावित किया था कि एक सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट इसमें प्रकाश डाल सकता है। न्यूटोनियन ऑप्टिक्स प्रकाश का एक कण-सिद्धांत था, प्रकाश को कणों के रूप में व्यवहार करना।

जॉन माइकेल ने 1784 में एक पत्र प्रकाशित किया था जिसमें कहा गया था कि सूर्य के 500 गुना (लेकिन एक ही घनत्व) की त्रिज्या के साथ एक वस्तु का एक वेग वेग होगा प्रकाश की गति इसकी सतह पर, और इस तरह अदृश्य हो। 1900 के दशक में सिद्धांत में रुचि मर गई, हालांकि, प्रकाश के तरंग सिद्धांत को प्रमुखता मिली।

जब आधुनिक भौतिकी में शायद ही कभी संदर्भित किया जाता है, तो इन सैद्धांतिक संस्थाओं को सच्चे ब्लैक होल से अलग करने के लिए "डार्क स्टार" के रूप में संदर्भित किया जाता है।

1916 में आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के प्रकाशन के कुछ महीनों के भीतर, भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ट्जचाइल्ड ने एक गोलाकार द्रव्यमान के लिए आइंस्टीन के समीकरण का हल तैयार किया (जिसे कहा जाता है) श्वार्ट्ज़चिल्ड मेट्रिक)... अप्रत्याशित परिणामों के साथ।

त्रिज्या को व्यक्त करने वाले शब्द में एक गड़बड़ी थी। ऐसा लगता था कि एक निश्चित दायरे के लिए, शब्द का भाजक शून्य हो जाएगा, जो शब्द को गणितीय रूप से "उड़ा" देगा। इस त्रिज्या, के रूप में जाना जाता है श्वार्ट्जचाइल्ड त्रिज्या, आर_रों, की तरह परिभाषित किया गया है:

आर_रों = 2 जीएम/ सी²

जी गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, म द्रव्यमान है, और सी प्रकाश की गति है।

चूंकि श्वार्ट्जचाइल्ड के कार्य ब्लैक होल को समझने में महत्वपूर्ण साबित हुए, इसलिए यह एक अजीब संयोग है कि श्वार्टचाइल्ड नाम का अर्थ "ब्लैक शील्ड" है।

एक वस्तु जिसका पूरा द्रव्यमान हो म भीतर आता है आर_रों एक ब्लैक होल माना जाता है। घटना क्षितिज को दिया गया नाम है आर_रों, क्योंकि उस त्रिज्या से ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से बचने का वेग प्रकाश की गति है। ब्लैक होल्स गुरुत्वाकर्षण बलों के माध्यम से द्रव्यमान खींचना, लेकिन उस द्रव्यमान में से कोई भी कभी भी बच नहीं सकता है।

एक ब्लैक होल को अक्सर किसी वस्तु या द्रव्यमान के रूप में समझाया जाता है "यह" में गिर रहा है।

Y घड़ियाँ एक काले छेद में गिरती हैं

• Y एक्स को धीमा करते समय एक्स को धीमा करते हुए आदर्शित घड़ियों को देखता है आर_रों
• Y, एक्स रेडशिफ्ट से प्रकाश को देखता है, जो अनंत तक पहुंचता है आर_रों (इस प्रकार एक्स अदृश्य हो जाता है - फिर भी किसी तरह हम अभी भी उनकी घड़ियों को देख सकते हैं। नहीं है सैद्धांतिक भौतिकी भव्य?)
• X, ध्यान देने योग्य परिवर्तन को सिद्धांत में मानता है, हालांकि एक बार यह पार हो जाता है आर_रों ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से कभी बचना असंभव है। (यहां तक ​​कि प्रकाश घटना क्षितिज से बच नहीं सकता है।)

1920 के दशक में, भौतिकविदों सुब्रह्मण्यन चंद्रशेखर ने कहा कि कोई भी तारा 1.44 सौर ऊर्जा से अधिक विशाल है ( चद्रशेखर सीमा) सामान्य सापेक्षता के तहत ढहना चाहिए। भौतिक विज्ञानी आर्थर एडिंगटन का मानना ​​था कि कुछ संपत्ति के पतन को रोकेंगे। दोनों अपने अपने तरीके से सही थे।

रॉबर्ट ओपेनहाइमर 1939 में भविष्यवाणी की गई थी कि एक सुपरमैसिव स्टार का पतन हो सकता है, इस प्रकार प्रकृति में "फ्रोजन स्टार" बन सकता है, न कि केवल गणित में। पतन धीमा प्रतीत होता है, वास्तव में यह उस समय पार हो जाता है जब इसे पार किया जाता है आर_रों. तारे से प्रकाश एक भारी अनुभव होगा लाल शिफ्ट पर आर_रों.

दुर्भाग्य से, कई भौतिकविदों ने इसे केवल अत्यधिक सममित प्रकृति की विशेषता माना श्वार्टचाइल्ड मीट्रिक, यह विश्वास करते हुए कि प्रकृति में ऐसा पतन वास्तव में होने के कारण नहीं होगा विषमताओं।

यह 1967 तक नहीं था - की खोज के लगभग 50 साल बाद आर_रों - वह भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग और रोजर पेनरोज़ ने दिखाया कि न केवल ब्लैक होल सामान्य सापेक्षता का प्रत्यक्ष परिणाम थे, बल्कि यह भी कि इस तरह के पतन को रोकने का कोई तरीका नहीं था। पल्सर की खोज ने इस सिद्धांत का समर्थन किया और इसके तुरंत बाद, भौतिकशास्त्री जॉन व्हीलर ने 29 दिसंबर, 1967 के व्याख्यान में इस घटना के लिए "ब्लैक होल" शब्द गढ़ा।

इसके बाद के काम की खोज शामिल है हॉकिंग विकिरणजिसमें ब्लैक होल विकिरण का उत्सर्जन कर सकते हैं।

ब्लैक होल एक ऐसा क्षेत्र है जो सिद्धांतकारों और प्रयोगकर्ताओं को आकर्षित करता है जो एक चुनौती चाहते हैं। आज लगभग सार्वभौमिक समझौता है कि ब्लैक होल मौजूद हैं, हालांकि उनकी सटीक प्रकृति अभी भी सवाल में है। कुछ का मानना ​​है कि ब्लैक होल में गिरने वाली सामग्री ब्रह्मांड में कहीं और फिर से दिखाई दे सकती है, जैसा कि ए के मामले में वर्महोल.

ब्लैक होल के सिद्धांत के लिए एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त है हॉकिंग विकिरण, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी द्वारा विकसित स्टीफन हॉकिंग 1974 में।