SME
Utorok, 2. marec, 2021 | Meniny má AnežkaKrížovkyKrížovky

Načítavam moment...
Momentálne nie ste prihlásený

Supermasívne čierne diery menia osud galaxií (Späť na článok)

Pridajte priamu reakciu k článku


Hodnoť

Zmena hmotnosti?

Dobrý deň.
Prečo pri "bežnej" hviezde z ktorej vznikne čierna diera ale aj pri supermasivnych hviezdach nepozorujeme horizont udalostí?
Čo sa zrazu stane, že sa pri premene hviezdy na čiernu dieru zrazu si myslíme, že má väčšiu príťažlivú silu ako pôvodná hviezda?
Ďakujem
 

Podla Hawkinga

sa materiál v ziariacej hviezde drzí v rovnováhe medzi prítazlivou silou a energiou "odpudivou", ktorá vychádza z premeny Vodíka na Hélium. (jadrová fúzia). Po vycerpaní vodíka (ked sa vsetok vodík uz premení na héluim) ziariaca "odpudivá" sila stratí, prevází prítazlivá sila, ktorá je tým väcsia, cím viac hviezda "zhasne" - az do kolapsu hmoty do formy ciernej diery. Príklad: vystrelený projektil zo zeme smerom dohora spadne spät na zem. Aby sa nevrátil, ale zostal na obeznej dráhe musí byt projektil vystrelený tzv. prvou kozmickou rýchlostou tj na zemi ca. 8 km/s. Z hmotnejsieho slnka by projektil uz musel byt vystrelený rýchlostou cez 600 km/s. Ked sa vycerpá vodík ako palivo slnka, tak hmota slnka skolabuje. Lenze slnko neskolabuje do ciernej diery, pretoze na to má malú hmotnost. Ak by ovsem bolo 3 x väcsie, tak skolabuje do ciernej diery s priemerom 30 km. A vtedy takto koncentrovaná obrovská hmota v tak malom priestore má takú prítazlivú silu, ze úniková rýchlost by bola ca. 300.000 km/s. A to je rýchlost svetla, ktoré az pri takejto hmotnosti potom nemá sancu uniknút. Takze nase slnko neskolabude do ciernej diery s touto prítazlivostou, ale sa premení na cerveného obra, co je uz ale mimo tohto clánku a mojho diskusného príspevku.
 

Info

Takže to znamená, že gravitačná sila je priamo úmerná polomeru?
Takže objekt o hmotnosti 1kg a polomeru 1m má menšiu gravitáciu ako objekt o hmotnosti 1kg a polomere 1cm a inak vplýva na zakrivenie časopriesoru?
Ďakujem
 

a to uz sme zas niekde inde

V mojom príspevku som reagoval na vznik ciernej diery vplyvom skolabovania hviezd tj. skolabovania rovnovázneho stavu odpudivej a gravitacnej sily tým, ze jedna zo síl - odpudivá - zanikne a gravitacná potom prevládne - co bola vasa povodná otázka, ze preco sa gravitacná sila navýsi. Tu teraz popisujete stav a gravitacné sily objektu - ako takého. To je popísané v casti mikro-ciernych dier z tzv ciernej hmoty. Aj ked som u Hawkinga túto cast tiez precítal, neporozumel som tomu úplne. Aj v tomto rozhovore je to povedané len ako okrajová téma zbytku ciernej hmoty co zostala vo vesmíre pri anihilovaní hmoty a antihmoty. Tie pomery vo vasom príklade sú ale daleko od skúmanej problematiky. Mikro-cierne diery si musíte predstavit, ze sa jedná o hmotnost napríklad mnozstva materiálu - dajme tomu - horstva Vysokých Tatier, skomprimovaných do velkosti protónu. Ja viem. Tazko sa to predstavuje a ja mám s tým tiez problém si niektoré veci pochopit.
 

Áno

V zásade je to presne tak. Keď si vezmete gravitačnú silu napríklad 1mm nad povrchom póvodného objektu a 1mm nad povrchom toho zhusteného, tak je to presne tak.
 

Teda podla newtona

úmerná od štvorca vzdialenosti..
 

Ten

proces samozrejme nekončí vyhorením vodíka, ale pokračuje ďalej premenou hélia na ďalšie prvky až myslím po železo alebo urán.
Keby hviezda končila vyhorením vodíka, neboli by vo vesmíre ďalšie prvky :-)
 

 

Len po železo, prípadne aj trochu nikel. Ťažšie prvky potom až pri kolapse hviezdy, supernove, prípadne pri zrážke a dekompresii neutrónovej hviezdy. Je to fascinujúce, čo všetko vzniká a ako.
 

ovsemze to nie je koniec

Ale to uz sme potom dalej od zaciatku diskusie ohladom vzniku ciernych dier, prítazlivých síl horizontu udalostí, Hawkingovho ziarenia atd. A okrem iného, ked uz hviezda skolabuje do ciernej diery, tak o materiále toho telesa sa nedá hovorit ako o prvkoch z periodickej sústavy (H2 He2, Fe)..., pretoze elektróny v Ciernej diere opustili svoje kvantové dráhy a orbitály. Inác by "materiál" nebol tak "kompaktný". Premena na tazsie - PRVKY - nastane az zas pri nejakom "dalsom Big Bang"...
 

 

nemá byť, že: ....skolabuje do čiernej diery s priemerom jej horizontu udalostí 30 km ... ?
 

Je to skvelá debata

o hypotézach. Ja som to pochopil tak, ze na to, aby gravitacná sila dosiahla tých 300.000 km/s musí byt skolabované teleso ciernej diery povodnej velikosti trojnásobku slnka r=30 km. Pokial je povodná hviezda mensia (ako napríklad nase slnko) nemoze skolabovat natolko, ze by vytvorilo potrebnú gravitácnú silu ciernej diery. Inými slovami: polomer (a povodná hmotnost) musí byt rovný, alebo väcsí nez 30 km . Takze supermasívne cierne diery sú pravdepodobne väcsie. No a horizont udalostí potom koncí az v "skrupine" NAD povrchom ciernej diery, kde gravitacná sila je mensia nez rýchlost svetla. (To nie je podla Hawkinga, ale tak, ako som to porozumel ja. PS: Netvrdím, ze je to tak, ale tak tomu rozumiem)
 

 

Nie, nemá. Čierna diera má dokonca *menšiu* hmotnosť, ako objekt, z ktorého vznikla -- nejaká časť hmoty/energie pri kolapse nutne unikne, buď priamo, alebo ako žiarenie.

No a ak sme od telesa s fixnou hmotnosťou M veľmi ďaleko (v porovnaní s jeho rozmermi), jeho gravitačný vplyv je prakticky rovnako veľký, či už to je hviezda, čierna diera alebo čokoľvek.

Ak nie sme ďaleko, potom si netreba mýliť silu v nejakom mieste (teda aby to nezáviselo od hmotnosti, presnejšie hovoríme o sile na jednotku hmotnosti, čiže intenzite gravitačného poľa) a to, aký je celkový gravitačný vplyv telesa (čiže vlastne jeho hmotnosť). Ak je teleso malé a husté, gravitačná sila na jeho povrchu môže byť omnoho väčšia, ako na povrchu telesa s oveľa väčšou hmotnosťou, ale s veľkým polomerom.
 
Hodnoť

 

Moj laicky pohlad je zmena hustoty, nie hmotnosti. A pri tej povodnej hmotnosti narvanej do zlomku povodneho objemu vytvori gravitacia take zakrivenie casopriestoru (horizon udalostí), z ktorého neunikne ani svetlo. Postupným vťahovaním ďalšej hmoty ten horizont rastie. Je však zaujímavá otázka ako sa správajú kvantovo previazané častice, keď je jedna z páru pohltená.
 

Aj na toto odpovedá Hawking.

A síce rozdvojením a spätným anihilovaním castíc hmoty a antihmoty. Ked sa takéto castice podelia na horizonte udalostí a jedna castica sa "nestihne" vrátit k svojmu páru, pretoze je pohltená ciernou dierou, tak tá druhá "odletí" sama do priestoru ako slbé ziarenie, cím skokoval Hawking fyzikov, ked ich po rokoch presvedcil o existencii absolutne ciernych dier vyhlásením, ze "cierna diera nie je absolutne cierna". To ziarenie zblúdilých castíc je to Hawkingovo ziarenie. Dobré, nie ? (Dúfam ze som pouzil dostatocne laický slovník na pochopenie Hawkingových myslienok :-) )
 

errata

...... cím sokoval Hawking fyzikova .... atd
 

Laicke dostatočne :-)

A nie, žeby som tomu neveril, akurát sa to bude pomerne ťažko experimentálne dokazovať..
 

 

Ak tomu niekto rozumie, tak poprosím o vysvetlenie: Hawking popisuje fluktuácie vákua ako náhodný vznik dvoch virtuálnych častíc (častica + antičastica). Hawkingovo žiaranie na povrchu horizontu udalostí vysvetľuje pohltením jednej častice zo vzniknutého páru tesne nad povrchom horizontu , kde jedna častica padne do pod horizont a druhá "odletí" do priestoru. Štatisticky ale musia častice "odlietať" v pomere 1:1 (častica aj antičastica rovnako), teda celkové žiarenie by malo byť štatisticky vo výsledku nulové, keďže ak padne do diery častica, príspevok k povrchu horizontu je kladný, ak antičastica, tak príspevok k povrchu horizontu je záporný. Alebo uvažujem zle?
 


Najčítanejšie na SME Tech