Heeft Black Holes Die?

{h1}

Astrofysicus paul sutter bespreekt de galactische monsters die zwarte gaten worden genoemd, die onthullen hoe ze konden oplossen... Na verloop van tijd.

Er zijn enkele dingen in het universum die je simpelweg niet kunt ontlopen. Dood. Belastingen. Zwarte gaten. Als je het goed doet, kun je alle drie tegelijk tegelijk ervaren.

Zwarte gaten worden gemaakt als compromisloze monsters, zwervende door de sterrenstelsels, en consumeren alles wat op hun pad komt. En hun naam is terecht verdiend: als je eenmaal valt, als je eenmaal de terminatorlijn van de gebeurtenissenhorizon bent gepasseerd, kom je niet naar buiten. Zelfs licht kan aan hun klauwen ontsnappen.

Maar in films heeft het enge monster een zwakte en als zwarte gaten de galactische monsters zijn, dan hebben ze zeker een kwetsbaarheid. Rechts?

Hawking tot de redding

In de jaren '70 maakte theoretische fysicus Stephen Hawking een opmerkelijke ontdekking van een geheim begraven onder de complexe wiskundige kruising van zwaartekracht en kwantummechanica: zwarte gaten gloeien, hoe dan ook lichtjes en gegeven genoeg tijd lossen ze uiteindelijk op. [Hawking wil de aarde voeden met mini- zwarte gaten: gek of legit?]

Wauw! Fantastisch nieuws! Het monster kan worden gedood! Maar hoe? Hoe werkt deze zogenaamde Hawking-straling?

Welnu, de algemene relativiteit, die beschrijft hoe zwaartekracht zich gedraagt, is een supercompliceerde wiskundige theorie. Kwantummechanica is net zo ingewikkeld. Het is een beetje onbevredigend om te reageren op 'Hoe?' met "Een hoop wiskunde", dus hier is de standaard uitleg: het vacuüm van de ruimte is gevuld met virtuele deeltjes, kleine bruisende paren van deeltjes die in en uit het bestaan ​​springen, enige energie uit het vacuüm stelen om te bestaan ​​gedurende de kortste momenten, alleen om met elkaar in botsing te komen en te verdampen, terugkerend naar het niets.

Af en toe duiken er een paar van deze deeltjes op in de buurt van een gebeurtenishorizon, waarbij één partner valt en de ander vrij is om te ontsnappen. Niet in staat om te botsen en te verdampen, de ontsnapte gaat op zijn vrolijke manier als een normaal niet-virtueel deeltje.

Voila! Het zwarte gat lijkt te gloeien als deeltjes en straling ontsnappen. Door het werk te doen om een ​​virtueel deeltjespaar te scheiden en een daarvan in de normale status te bevorderen, geeft het zwarte gat een deel van zijn eigen massa op. Subtiel, langzaam, over de eonen, lossen zwarte gaten op. Niet zo zwart meer, huh?

Hier is het ding: ik vind dat antwoord ook niet echt bevredigend. Ten eerste komt die uitleg niet voor in Hawking's originele 1974-document dat het proces onthulde, en voor een ander is het slechts een stelletje jargon dat een aantal paragrafen vult, maar het gaat niet echt een lange weg in het uitleggen van dit gedrag. Het is niet noodzakelijk fout, gewoon... onvolledig.

Laten we ingaan. Het zal leuk zijn.

De weg van het veld

Eerste dingen eerst: "Virtuele deeltjes" zijn noch virtueel, noch deeltjes. In de quantumveldentheorie - de moderne opvatting van wetenschappers over de manier waarop deeltjes en krachten werken - wordt elk soort deeltje geassocieerd met een veld- die alle ruimte-tijd doordringt. Deze velden zijn niet alleen eenvoudige boekhoudapparaten; ze zijn actief en leven. In feite zijn ze belangrijker dan deeltjes zelf. Je kunt deeltjes zien als eenvoudige excitaties - of 'vibraties' of 'afgeknipte stukjes', afhankelijk van je gemoedstoestand - van het onderliggende veld.

Soms beginnen de velden wiebelen, en die wiggles reizen van de ene plaats naar de andere. Dat is wat we een 'deeltje' noemen. Wanneer het elektroneveld wiebelt, krijgen we een elektron. Wanneer het elektromagnetische veld wiebelt, krijgen we een foton. Je snapt het idee.

Soms gaan die kronkels echter nergens heen. Ze flitsen uit voordat ze iets interessants gaan doen. Ruimte-tijd zit vol met de constant knetterende velden.

Wat heeft dit met zwarte gaten te maken? Welnu, wanneer iemand zich vormt, kunnen sommige van de fonkelende kwantumvelden vast komen te zitten - sommige permanent, en verschijnen binnen de nieuw ontdekte gebeurtenishorizon. Velden die fizzled in de buurt de gebeurtenishorizon eindigt met overleven en ontsnappen. Maar vanwege de intense aantrekkingskracht van de zwaartekrachttijd - wat zegt dat hoe sneller je reist, hoe meer tijd het lijkt te vertragen - in de buurt van het zwarte gat lijken ze veel later in de toekomst tevoorschijn te komen. [8 manieren waarop je de relativiteitstheorie van Einstein in het echte leven kunt zien]

In hun complexe interactie en gedeeltelijke beknelling met het nieuw gevormde zwarte gat, worden de tijdelijk sissende velden "gepromoveerd" tot normale, alledaagse rimpelingen - met andere woorden, deeltjes.

Dus Hawking-straling gaat niet zozeer over deeltjes die ontstaan ​​in de buurt van een hedendaags zwart gat, maar eerder het resultaat van een complexe interactie bij de geboorte van een zwart gat dat tot vandaag blijft bestaan. Je kunt die complexe interactie bedenken om te voorkomen dat het zwarte gat ooit zoveel mogelijk groeit - zelfs bij de geboorte was het gedoemd te verdwijnen.

Geduld, kind

Op de een of andere manier, voor zover we kunnen zien, lossen zwarte gaten op. Ik benadruk het "voor zover we kunnen vertellen" beetje omdat, zoals ik aan het begin al zei, algemeenheid allerlei soorten harde is, en kwantumveldentheorie een beest is. Zet de twee samen, en er is zeker een wiskundig misverstand.

Maar met dat voorbehoud kunnen we nog steeds naar de cijfers kijken, en die cijfers vertellen ons dat we ons geen zorgen hoeven te maken dat zwarte gaten binnenkort zullen sterven. Een zwart gat met de massa van de zon zal een verschrompelde 10 ^ 67 jaar duren.Gezien het feit dat de huidige leeftijd van ons universum een ​​schamele 13,8 * 10 ^ 9 jaar is, is dat een goede hoeveelheid tijd. Maar als je toevallig de Eiffeltoren in een zwart gat veranderde, zou het in slechts ongeveer een dag verdampen. Ik weet niet waarom je zou doen, maar daar ga je.

Meer informatie door te luisteren naar de aflevering "Gaan zwarte gaten dood?" op de Ask A Spaceman-podcast, beschikbaar op iTunes en op internet op askaspaceman.com. Met dank aan Andy, Rowan H., @MarkRiepe, @ChattaboxReilly en @Just_Rachel voor de vragen die hebben geleid tot dit stuk! Stel je eigen vraag op Twitter met #ASkASpaceman of door Paul @ PaulMattSutter en facebook.com/PaulMattSutter te volgen.


Video Supplement: Black Holes Explained – From Birth to Death.




Onderzoek


Hoe Het Manhattan-Project Werkte
Hoe Het Manhattan-Project Werkte

Viral Hoax Beweert Dat Mars Dit Weekend Even Groot Zal Zijn Als De Maan
Viral Hoax Beweert Dat Mars Dit Weekend Even Groot Zal Zijn Als De Maan

Science Nieuws


Through Their Eyes: Awesome Photos Show How Animals See The World
Through Their Eyes: Awesome Photos Show How Animals See The World

Waarom Slaan Zoveel Grote Aardbevingen Japan?
Waarom Slaan Zoveel Grote Aardbevingen Japan?

Testikels: Feiten, Functie En Ziekten
Testikels: Feiten, Functie En Ziekten

Weather Prediction Is Een Lang Verhaal Sinds Super Bowl I (Op-Ed)
Weather Prediction Is Een Lang Verhaal Sinds Super Bowl I (Op-Ed)

Cali-Bevingen Kwamen Voor Bij Kruising Van Storingen
Cali-Bevingen Kwamen Voor Bij Kruising Van Storingen


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com