Is réigiún sféarúil nó sféaróideach é léaslíne imeachta poll dubh nach féidir le haon rud, nach fiú éadrom éalú uaidh. Ach lasmuigh de léaslíne na hócáide, meastar go scaoileann an poll dubh radaíocht. Creidmheas íomhá: NASA; Jörn Wilms (Tübingen) et al .; ESA.

Fiafraigh de Ethan: Cad a tharlaíonn nuair a imíonn uathúlacht poll dubh?

Mura mairfidh poill dhubha go deo, cad a tharlóidh nuair a théann an ceann deireanach?

“Nuair a fuair mé amach go scaoileann poill dhubha radaíocht fadhbanna tromchúiseacha comhsheasmhachta leis an gcuid eile den fhisic. Tá na fadhbanna seo réitithe agam anois, ach ní hé an freagra a raibh súil agam leis. " -Stephen Hawking

Tá sé deacair a shamhlú, i bhfianaise éagsúlacht iomlán na bhfoirmeacha atá tábhachtach sa Cruinne seo, nach raibh ach adaimh neodracha hidrigine agus gás héiliam ann leis na milliúin bliain. B’fhéidir go bhfuil sé chomh deacair a shamhlú go mbeidh na réaltaí go léir dorcha, ceithre huaire ó anois. Ní fhágfar ach na hiarsmaí dár Cruinne atá bríomhar anois, lena n-áirítear cuid de na rudaí is iontach ar fad: poill dhubha. Ach fiú amháin ní mhairfidh siad go deo. Ba mhaith le David Weber a fháil amach conas a tharlaíonn sé sin do Ask Ethan na seachtaine seo, ag fiosrú:

Cad a tharlaíonn nuair a bhíonn go leor fuinnimh caillte ag poll dubh mar gheall ar radaíocht seabhac nach dtacaíonn a dlús fuinnimh le huathachas le léaslíne imeachta a thuilleadh? Cuir bealach eile, cad a tharlaíonn nuair a scoireann poll dubh de bheith ina pholl dubh mar gheall ar radaíocht seabhac?

D’fhonn an cheist seo a fhreagairt, tá sé tábhachtach a thuiscint cad é poll dubh i ndáiríre.

Anatamaíocht réalta an-ollmhór ar feadh a saoil, ag críochnú le Supernova Cineál II nuair a ritheann an croí as breosla núicléach. Creidmheas íomhá: Nicole Rager Fuller / NSF.

De ghnáth cruthaíonn poill dhubha le linn titim croí réalta ollmhór, áit a scoireann an breosla núicléach caite ag comhleá in eilimintí níos troime. De réir mar a mhoillíonn agus a scoireann an comhleá, bíonn titim mhór i mbrú radaíochta sa chroí, agus ba é sin an t-aon rud a choinnigh an réalta i gcoinne titim imtharraingthe. Cé go mbíonn imoibriú comhleá rith chun srutha go minic ag na sraitheanna seachtracha, ag séideadh an réalta progenitor óna chéile in supernova, titeann an croí isteach i núicléas adamhach amháin - réalta neodrón - ach má tá an mhais ró-mhór, déanann na neodróin iad féin a chomhbhrú agus a thitim dá leithéid. stát dlúth a fhoirmíonn poll dubh. (Is féidir le poll dubh foirmiú freisin má fhabhraíonn réalta neodrón dóthain maise ó réalta chompánach, ag trasnú na tairsí is gá chun a bheith ina poll dubh.)

Nuair a bhailíonn réalta neodrón go leor ábhar, féadfaidh sí titim go poll dubh. Nuair a bhíonn tábhacht le poll dubh, fásann sé diosca breisiúcháin agus méadóidh sé a mhais de réir mar a dhéantar ábhar a shníomh isteach i léaslíne na hócáide. Creidmheas íomhá: Comhoibriú Teileascóp Spáis Hubble NASA / ESA.

Ó thaobh imtharraingthe de, ní gá ach a bheith ina pholl dubh chun dóthain maise a bhailiú i méid beag spáis nach féidir le solas éalú uaidh laistigh de réigiún áirithe. Tá treoluas éalaithe ag gach mais, lena n-áirítear an Domhan phláinéid: an luas a chaithfeá a bhaint amach chun éalú go hiomlán ón tarraingt imtharraingthe ag fad ar leith (m.sh., an fad ó lár an Domhain go dtí a dromchla) óna lár maise . Ach má tá go leor mais ann ionas gurb é an luas a theastódh uait a bhaint amach ag achar áirithe ó lár na maise ná luas an tsolais nó níos mó, ansin ní féidir le haon rud éalú uaidh, mar ní féidir le haon rud dul thar luas an tsolais.

Is é mais poll dubh an t-aon fhachtóir cinntitheach de gha léaslíne na hócáide, i gcás poll dubh neamh-rothlach, iargúlta. Creidmheas íomhá: foireann SXS; Bohn et al 2015.

Sainmhíníonn an fad sin ó lár na maise ina bhfuil an treoluas éalaithe luas an tsolais - glaoimid R air - sainmhínítear méid léaslíne imeachta an phoill dhubh. Ach tá iarmhairt eile ag an bhfíric go bhfuil ábhar taobh istigh faoi na coinníollacha seo nach bhfuil meas chomh maith air: caithfidh an t-ábhar seo titim anuas go huile. D’fhéadfá smaoineamh go bhféadfadh staid a bheith seasmhach agus méid teoranta laistigh de léaslíne na hócáide, ach níl sé sin indéanta go fisiciúil.

D’fhonn fórsa amach a fheidhmiú, chaithfeadh cáithnín istigh cáithnín a iompraíonn fórsa a sheoladh amach ó lár na maise agus níos gaire do léaslíne na hócáide. Ach tá an cáithnín sin a iompraíonn fórsa teoranta freisin ag luas an tsolais, agus is cuma cá bhfuil tú taobh istigh de léaslíne na hócáide, déantar gach cuair atá cosúil le solas a fhoirceannadh ag an ionad. Tá an scéal níos measa fós maidir le cáithníní ollmhóra níos moille. Chomh luath agus a fhoirmíonn tú poll dubh le léaslíne imeachta, bíonn an t-ábhar go léir istigh crunched go huile.

Is furasta an t-am spáis taobh amuigh do pholl dubh Schwarzschild, ar a dtugtar Paraboloid Flamm, a ríomh. Ach taobh istigh de léaslínte imeachta, bíonn an t-uathúlacht lárnach mar thoradh ar gach geodasaí. Creidmheas íomhá: úsáideoir Wikimedia Commons AllenMcC.

Agus ós rud é nach féidir le haon rud éalú, b’fhéidir go gceapfá go bhfanfadh poll dubh ina pholl dubh go deo. Murab amhlaidh don fhisic chandamach, sin go díreach a tharlóidh. Ach san fhisic chandamach, tá méid fuinnimh neamh-nialas ann is gné dhílis den spás féin: an folús chandamach. I spás cuartha, glacann an folús chandamach airíonna atá beagán difriúil ná i spás comhréidh, agus níl aon réigiún ann ina bhfuil an cuaire níos mó ná gar do uathúlacht poll dubh. Nuair a chuirtear an dá dhlí dúlra seo le chéile - fisic chandamach agus an t-am spáis Coibhneasta Ginearálta timpeall ar pholl dubh - tugtar feiniméan na radaíochta Hawking dúinn.

Taispeánann léirshamhlú ar QCD an chaoi a n-imíonn péirí cáithníní / antiparticle as an bhfolús chandamach ar feadh méideanna an-bheag ama mar thoradh ar éiginnteacht Heisenberg. Creidmheas íomhá: Derek B. Leinweber.

Is réiteach iontais é an ríomh teoirice réimse chandamach a dhéanamh i spás cuartha: go n-astaítear radaíocht theirmeach, duine dubh sa spás timpeall ar léaslíne imeachta poll dubh. Agus is lú léaslíne na hócáide, is mó cuaire an spáis gar do léaslíne na hócáide, agus dá bhrí sin is mó an ráta radaíochta Hawking. Dá mba pholl dubh a bheadh ​​inár nGrian, bheadh ​​teocht na radaíochta Hawking thart ar 62 nanokelvin; dá dtógfá an poll dubh i lár ár réaltra, 4,000,000 uair chomh ollmhór, bheadh ​​an teocht thart ar 15 femtokelvin, nó díreach 0.000025% teocht an cheann is lú ollmhór.

Íomhá ilchodach X-gha / Infridhearg den pholl dubh i lár ár réaltra: Saighdeoir A *. Tá mais de thart ar cheithre mhilliún Gréine aige, agus faightear timpeall air le gás astaithe X-gha te. Mar sin féin, astaíonn sé radaíocht Hawking (do-thuigte), ag teochtaí i bhfad níos ísle. Creidmheas íomhá: X-gha: NASA / UMass / D.Wang et al., IR: NASA / STScI.

Ciallaíonn sé seo go lobhadh na poill dhubha is lú, agus is iad na cinn is mó a mhaireann an ceann is faide. Ag déanamh na matamaitice, bheadh ​​poll dubh mais gréine beo ar feadh thart ar 10⁶⁷ bliain sula galódh sé, ach bheadh ​​an poll dubh i lár ár réaltra beo 10²⁰ uair chomh fada sula lobhadh sé. Is é an rud craiceáilte faoi ar fad ná go bhfuil léaslíne imeachta fós ag an bpoll dubh go dtí an codán deiridh den soicind. Chomh luath agus a fhoirmíonn tú uathúlacht, fanann tú ina n-uathúlacht - agus coinníonn tú léaslíne imeachta - suas go dtí an nóiméad a dtéann do mhais go nialas.

Is dosheachanta radaíocht Hawking ó thuar na fisice chandamach san am cuartha timpeall ar léaslíne imeachta poll dubh. Creidmheas íomhá: E. Siegel.

Mar thoradh ar an dara deiridh sin de shaol poll dubh, scaoilfear fuinneamh an-sonrach agus an-mhór. Nuair a thiteann an mhais síos go 228 tonna méadrach, sin an comhartha go bhfanann soicind go díreach. Is é méid léaslíne na hócáide ag an am ná 340 yoctóiméadar, nó 3.4 × 10 ^ -22 méadar: méid tonnfhaid amháin fótóin le fuinneamh níos mó ná aon cháithnín a tháirg an LHC riamh. Sa dara soicind deiridh sin, scaoilfear iomlán 2.05 × 10²² Joules fuinnimh, arb ionann é agus cúig mhilliún meigeatón de TNT. Tá sé mar a d’imigh milliún buama comhleá núicléach go léir ag an am céanna i limistéar beag bídeach spáis; sin an chéim dheiridh de ghalú poll dubh.

De réir mar a laghdaíonn poll dubh i mais agus ga, éiríonn an radaíocht Hawking a thagann uaidh níos mó agus níos mó i dteocht agus i gcumhacht. Creidmheas íomhá: NASA.

Cad atá fágtha? Radaíocht díreach ag dul as oifig. De bharr an méid roimhe seo, bhí uathúlacht sa spás ina raibh mais, agus b’fhéidir móiminteam luchtaithe agus uilleach ann i méid beag gan teorainn, anois níl aon cheann ann. Tá an spás curtha ar ais ina staid neamh-uatha roimhe seo, tar éis an chuma a bhí air mar shíoraíocht: dóthain ama don Cruinne gach a bhfuil déanta aige a dhéanamh chun trilliúin a dhéanamh go dtí seo ar thrilliúin uaireanta. Ní bheidh réaltaí nó foinsí solais eile fágtha nuair a tharlóidh sé seo den chéad uair inár Cruinne; ní bheidh aon duine ann chun an pléascadh iontach seo a fheiceáil. Ach níl aon “tairseach” ann nuair a tharlaíonn sé seo. Ina ionad sin, ní mór don pholl dubh galú go hiomlán. Nuair a dhéantar é, chomh fada agus is eol dúinn, ní bheidh aon rud fágtha ar chor ar bith ach radaíocht atá ag dul as oifig.

I bhfianaise chúlra síoraí de dhorchadas síoraí, tiocfaidh splanc solais amháin chun cinn: galú an phoill dhubh dheireanaigh sa Cruinne. Creidmheas íomhá: ortega-pictures / pixabay.

Is é sin le rá, dá bhféadfá féachaint ar an bpoll dubh deireanach inár Cruinne ag galú, d’fheicfeá neamhní folamh de spás, nach raibh solas ná comharthaí gníomhaíochta ann ar feadh 10¹⁰⁰ bliana nó níos mó b’fhéidir. Go tobann, bheadh ​​ráig mhór radaíochta de speictream agus de mhéid an-áirithe le feiceáil, rud a fhágfadh pointe amháin sa spás ag 300,000 km / s. Don uair dheireanach inár Cruinne inbhraite, tharlódh teagmhas chun an Cruinne a chur ag radaíocht. Ba é an galú deireanach poll dubh ar fad, ar bhealach fileata, an t-am deiridh a déarfadh na Cruinne riamh, “Bíodh solas ann!”

Seol isteach do chuid ceisteanna Iarr ar Ethan chuig startwithabang ag gmail dot com!

Tá Starts With A Bang ar Forbes anois, agus athfhoilsithe ar Meán a bhuíochas lenár lucht tacaíochta Patreon. Tá dhá leabhar ag Ethan, Beyond The Galaxy, agus Treknology: The Science of Star Trek ó Tricorders go Warp Drive!