Ná Tarraing Poill Dubha (Níl, Dáiríre!)

Chuir poill dhubha spéis i measc lucht leanúna an spáis agus na heolaíochta le céad bliain, agus tá smaointe faoi nádúr na n-earraí enigmatacha seo athraithe thar na blianta. Thuar Albert Einstein na rudaí seo ar dtús, go mion, ina Theoiric Ghinearálta ar Choibhneas i 1916, ach téann smaointe faoi phoill dhubha siar níos faide ná a fhionnachtain cheannródaíoch.

I mbeagán focal, tá treoluas éalaithe aon choirp neamhaí - an treoluas ar a gcaithfidh réad taisteal chun domhantarraingt pláinéid, réalta nó coirp eile a éalú, ag brath ar mhais an choirp agus a trastomhas. Nuair a laghdaíonn réalta nó réad eile (agus an méid céanna maise á coinneáil aici), méadaíonn an treoluas éalaithe óna dromchla. Má shroicheann an treoluas éalaithe seo luas an tsolais (nach féidir le haon rud le mais scíthe a bhaint amach), ansin ní féidir le haon rud éalú ón gcorp. Chomh luath agus a sháraíonn an treoluas éalaithe luas an tsolais (dá ngairtear c), ansin ní fhéadfaidh fiú solas briseadh saor ó ghreim imtharraingthe an ruda, agus beirtear poll dubh.

Íomhá insamhalta de phlasma ard-sceitimíní timpeall ar pholl dubh sármhaith. Creidmheas íomhá: Ollscoil Arizona

Na Ceithre Bhlastán Poill Dubha

I lár poll dubh tá an t-uathúlacht, áit a bhfuil mais an ruda láraithe, agus áit a bhfuil cuaire an spáis-ama ar a mhéad.

Tá léaslíne imeachta timpeallaithe ag poill dhubha, limistéar ina bhfuil an treoluas éalaithe ón réad cothrom le luas an tsolais. Má thagann tú níos gaire ná an teorainn seo, tá sé dodhéanta éalú (ag glacadh leis go bhfuil tú níos mó ná cáithnín fo-adamhach - níos mó ná sin níos déanaí). Is laistigh den léaslíne imeachta seo atá poll dubh i ndáiríre dubh mar a fheictear ón taobh amuigh é.

Sa lá atá inniu ann, déanaimid poill dhubha a rangú i gceithre chineál - stellar, supermassive, idirmheánach agus primordial.

Poill Dubha Stellar - Is poill dhubha stellar an ceann is eolaí díobh seo, a cruthaíodh nuair a chliseann réaltaí ollmhóra (trí huaire níos mó ná an Ghrian ar a laghad) de réir mar a fhaigheann siad bás, agus nach bhfuil aon fhórsa dúlra in ann stop a chur lena dtitim. Tar éis sraith oireann agus tosaithe, titeann an réalta ina foirm dheiridh mar pholl dubh. Is dócha go bhfuil cúpla céad milliún de na poill dhubha seo i Réaltra Bhealach na Bó Finne.

Poill Dubha Supermassive - Faightear iad seo go hiondúil i lár beagnach gach réaltra. Féadann mais a bheith ag poill dhubh uachtaracha na milliúin nó na billiúin uaireanta níos mó ná ár nGrian féin. Níl aon duine cinnte cén chaoi a bhfoirmíonn siad, cé go bhféadfadh siad a bheith mar thoradh ar chumasc réaltaí iomadúla nó poill dhubha níos lú, a bheathaíonn gás agus deannach sa spás máguaird ansin.

Poill Dubha Idirmheánacha-Aifreann (IMBH) - Seo an cineál poll dubh is nua atá ar eolas ag fisiceoirí, agus an ceann is lú a thuigtear. Féadfaidh siad foirmiú ó imoibriú slabhrúil de bhraislí cruinne ag titim le chéile ina réad atá ag éirí níos ollmhór.

Ceann de na híomhánna is fearr de pholl dubh a chonacthas, roimh 2019. Is poll dubh idirmheánach an réad seo, NGC-2276–3c, atá suite 100 milliún solasbhliain ón Domhan. Creidmheas íomhá: X-gha: NASA / CXC / SAO / M.Mezcua et al & NASA / CXC / INAF / A.Wolter et al; Optúil: NASA / STScI agus DSS; Inset: Raidió: EVN / VLBI

“Bhí réalteolaithe ag breathnú go crua ar na poill dhubha mheánmhéide seo. Tugadh le tuiscint go bhfuil siad ann, ach tá na IMBHnna ag gníomhú mar ghaol caillte le fada nach bhfuil suim acu a bheith le fáil, ”a dúirt Tim Roberts ó Ollscoil Durham.

Poill Dubha Primordial - Tar éis an Big Bang, d’fhéadfadh go mbeadh an spás atá ag leathnú go tapa tar éis teacht le chéile ar bhealach a chruthaigh poill bheaga bídeacha dubha, nach bhfuil chomh ollmhór ná an Ghrian.

Amlíne chun Poill Dubha a Thuiscint

Deireadh an 18ú haois - D’úsáid péire fealsúna nádúrtha, John Michell agus Pierre-Simon Laplace, dlíthe domhantarraingthe Newton chun a thuar go bhféadfadh domhantarraingt ar roinnt corp a bheith chomh mór sin nach bhféadfadh solas éalú, agus nach bhféadfaí iad a fheiceáil ó aon achar suntasach . Thagair Michell do na comhlachtaí seo mar “réaltaí dorcha.”

1801 - Tháinig nádúr tonn an tsolais i bhfabhar, rud a thug ar fhisiceoirí a chreidiúint nach ndéanfadh domhantarraingt difear don solas. Chuir sé seo damper ar staidéar a dhéanamh ar phoill dhubha a mhair 115 bliain.

Rinne Karl Schwarzschild (1873–1916) teoiricí Einstein a bheachtú mar iarracht níos mó a fhoghlaim faoi phoill dhubha. Íomhá fearann ​​poiblí.

1916 - Foilsíonn Albert Einstein a Theoiric Ghinearálta um Choibhneas, ag postáil am spáis warped den chéad uair. Bhí fianaise sna torthaí aige go bhféadfadh comhlachtaí a bhí ollmhór go leor, nó dlúth go leor, spás a shaothrú chomh mór sin nach bhféadfadh solas éalú óna ndromchlaí riamh. Taobh istigh de bhliain, fuair an fisiceoir Karl Schwarzschild conas a rachadh cothromóidí nua Einstein i bhfeidhm ar solas laistigh de réimse imtharraingthe. Fuair ​​sé amach freisin, den chéad uair, gur ticéad aon-bhealach d’aon taistealaí a bhí dóthanach chun a theorainn a thrasnú a thrasnú léaslíne imeachta poll dubh.

1933 - Seo nuair a d’éirigh rudaí casta i ndáiríre. Mar gheall ar nádúr aisteach an ama spáis choibhneasta, ní hionann imeachtaí a mbíonn breathnadóir amháin ag súil leo agus na himeachtaí céanna a fheiceann breathnadóir eile ag pointe difriúil in am spáis. Fuair ​​George Lemaître, den chéad uair, dá dtrasnódh duine amháin (ar thug sé Alice air) léaslíne imeachta poll dubh, nach dtabharfadh sí faoi deara aon ócáid ​​speisialta chun an ócáid ​​a cheiliúradh (seachas fórsaí taoide agus radaíocht, a chumhdófar níos déanaí i an t-alt). Mar sin féin, d’fheicfeadh breathnadóir seachtrach (Bob) Alice ag druidim leis an bpoll dubh ag ráta atá ag éirí níos moille, go dtí go bhfeicfeadh sé í ag stopadh díreach taobh amuigh de léaslíne na hócáide. Ní fheicfeadh Bob riamh Alice ag trasnú na teorann, cé go bhfeicfeadh Alice í féin ag trasnú na teorann (ag glacadh leis gur tháinig sí slán as an turas).

1 Meán Fómhair, 1939 - An lá céanna a thug Adolf Hitler ionradh ar an bPolainn, agus é ag spreagadh an Dara Cogadh Domhanda, d’fhoilsigh na fisiceoirí J Robert Oppenheimer agus Hartland Snyder On Continued Gravitational Contraction, inar oibrigh siad amach matamaitic réalta ag conradh faoina domhantarraingt féin, ag déanamh poll dubh. Meastar go bhfuil an páipéar seo ar cheann de na saothair is tábhachtaí a táirgeadh riamh i staidéar na gcomhlachtaí seo.

Cygnus X-1, le feiceáil i gcoincheap ealaíontóra, ag tarraingt ábhar óna chompánach stellar. Creidmheas íomhá: NASA / CXC / M.Weiss

1971 - Aimsítear an chéad pholl dubh, darb ainm Cygnus X-1, le roicéid atá feistithe le cuntair Geiger. Trí bliana ina dhiaidh sin, chuir an fisiceoir cáiliúil Stephen Hawking geall lena chomhthaighdeoir Kip Thorne nach poll dubh a bhí sa réad seo. Sa bhliain 1990, ghéill Hawking don geall.

1973 - Úsáidtear an t-ainm “poll dubh” in úsáid go ginearálta den chéad uair tar éis alt irise, The Four Laws of Black Hole Mechanics, le James Bardeen, Brandon Carter, agus Stephen Hawking a fhoilsiú.

2015 - Ba iad réalteolaithe a úsáideann réadlann LIGO na tonnta imtharraingthe a bhrath an chéad fhianaise dhíreach ar phoill dhubha. Fuarthas na tonnta ag teacht ó phéire poill dhénártha dhubha ag fithisiú a chéile, ag téamh spáis le linn a gcuid damhsa timpeall a chéile.

2019 - Scaoiltear grianghraf, a chruthaigh líonra de theileascóip raidió ar a dtugtar Teileascóp Event Horizon, den chéad uair ag taispeáint an réigiúin timpeall ar pholl dubh. Fiú sular eisíodh í, bhí an íomhá seo á rá mar cheann de na pictiúir is tábhachtaí a tógadh riamh sa réalteolaíocht.

Feictear Saighdeoir A *, an poll dubh sármhaith i lár ár Réaltra Bhealach na Bó Finne, anseo in íomhá ilchodach a cruthaíodh i solas X-gha agus infridhearg. Creidmheas íomhá: X-gha: NASA / UMass / D.Wang et al., IR: NASA / STScI

Ní féidir grianghraf a dhéanamh de pholl dubh riamh (mura bhfuil tú taobh istigh de léaslíne na hócáide, agus sa chás sin ní bheidh tú in ann an grianghraf a sheoladh chuig aon duine eile). Mar sin féin, tá an réigiún timpeall ar pholl dubh, lena n-áirítear bíseach an ábhair ag sníomh isteach ann (ar a dtugtar an diosca breisiúcháin, a fheictear go minic i scannáin ficsean eolaíochta), á samhlú anois den chéad uair ag réalteolaithe.

“De réir mar a luasghéaraíonn agus a théiteann an t-ábhar a mheallann sé, astaíonn sé x-ghathanna a radaíonn isteach sa spás. Tugann fionnachtana le déanaí roinnt fianaise thaitneamhach go bhfuil tionchar drámatúil ag poill dhubha ar na comharsanachtaí timpeall orthu - pléascthaí gáma-gha cumhachtacha a astú, réaltaí in aice láimhe a chaitheamh, agus fás réaltaí nua a spreagadh i gceantair áirithe agus iad a staonadh i gceantair eile, ”a mhíníonn oifigigh NASA ar Comhroinn an Eolaíocht.

Ins agus Eachtraí na bPoll Dubh

Bheadh ​​duine nó spásárthach ar bith a bheadh ​​ag druidim le poll dubh sínte ó fhórsaí taoide, mar go mbeadh fórsa domhantarraingthe ag deireadh a gceird is gaire don pholl dubh i bhfad níos mó ná mar a bheadh ​​sa cheann cúil. Mar thoradh air seo, leathnófaí an spásárthach agus paisinéirí trua ar bith i bpróiseas ar a dtugtar “spaghettification” do réalteolaithe agus fisiceoirí.

Go dtí le déanaí, creidtear go maródh na fórsaí taoide seo aon duine a bheadh ​​amadán go leor le dul chuig poll dubh. Mar sin féin, in 2012, chinn taighdeoirí go bhfuil léaslíne imeachta poll dubh ina bhalla radaíochta chomh cumhachtach go maródh sé go furasta aon fhoirm beatha a rinne iarracht dúnadh leis an gcorp i bhfad sula dtarraingeodh fórsaí taoide píosaí dóibh.

Oddly, tá bealach amháin ann do cháithníní fo-adamhacha éalú ó ghreim torrential na bpoll dubh. Deir meicnic chandamach go bhfuil frithcháithnín meaitseála ag gabháil le gach cáithnín sa Cruinne. Má chruthaítear na péirí seo díreach ar léaslíne imeachta poll dubh, is féidir le leath titim i dtreo na huatha, agus briseann a pháirtí saor. Is féidir leis an bpróiseas seo, ar a dtugtar radaíocht Hawking, galú poill dhubha thar thréimhse thar a bheith fada.

Ní choinníonn domhantarraingt poill dhubha ach rudaí atá trua go leor chun teacht orthu. Murab ionann agus folús, ní tharraingíonn siad rudaí i dtreo iad trí chumhacht súchán. Dá bhrí sin, is cuma cad a deir duine ar bith, ní tarraingíonn poill dhubha.