En parlant de trous noirs, le terme trous noirs n'a été inventé qu'au 19ème siècle, par le scientifique américain (John Wheeler) comme une idée qui existait depuis deux cents ans plus tôt, quand il y avait deux théories sur la lumière - la dualité de la lumière, c'est-à-dire que la lumière pouvait se comporter comme un ondes et particules (particules).
À ce moment-là, l'hypothèse du trou noir s'est heurtée à une résistance parce que les scientifiques n'avaient pas suffisamment de preuves pour cela. En 1915, Albert Einstein a publié sa plus grande découverte (Théorie de la relativité) qui suggérait que la gravité pouvait plier la dimension espace-temps et c'est pourquoi les particules de lumière (photons) qui ont une masse proche de zéro peuvent être affectées par la gravité, ce qui conduit au phénomène des trous noirs. .
Pas un trou
Un trou noir n'est pas un trou (creux) dans l'univers (espace-temps), contrairement à ce que vous pensez! Un trou noir est une étoile (avec un petit rayon mais une masse extrêmement grande et comprimée) qui s'est effondrée sous sa propre gravité lorsque le «carburant» de l'étoile a été épuisé et que sa masse a diminué plusieurs fois depuis le début (assurez-vous de bien comprendre le cycle de vie. étoiles pour comprendre les origines des trous noirs). Il est appelé un trou noir à cause de 2 choses, à savoir:
- Cet objet compressé aspire tout matériau qui se trouve à proximité, comme un trou - oui, c'est un aspirateur!
- Toute matière (disons la lumière), la lumière qui a été aspirée ne pourra pas en ressortir. Cela concorde avec la description du rayonnement du corps noir - il absorbe complètement la lumière (e = 1).
Il est impossible pour aucune matière de s'échapper d'un trou noir, (un faisceau) de lumière seule est incapable, sans parler d'autre matière, n'existe pas! - parce que rien ne peut dépasser la vitesse de la lumière (selon la théorie de la relativité) alors tout ne peut pas s'échapper (et ne vous attendez jamais à échapper à l'étreinte d'un trou noir!).
Actuellement, les scientifiques réfléchissent à ce que nous pouvons créer une substance / matière qui peut avoir une vitesse (dans le vide ) qui dépasse la vitesse de la lumière ? (et on ne sait pas comment la lumière répondra à la gravité.)
Comment trouver un trou noir si la lumière seule ne peut en sortir? (Rappelez-vous que nous ne pouvons pas voir un objet sans l'aide de la lumière et que l'univers est très sombre et froid.) Des trous noirs peuvent être trouvés à l'aide de matériaux dans l'espace extra-atmosphérique, une matière proche du trou noir tournera et l'entourera également. , un disque plat appelé disque d' accrétion sera créé à la suite de cela.
Cette matière en rotation perd son énergie puis «crache» un rayonnement sous forme de rayons X ainsi que de rayonnement électromagnétique, avant de finalement traverser l'horizon des événements.Le trou noir nommé Cygnus X-1 se trouve dans un système stellaire binaire (deux étoiles en orbite autour de l'autre) qui se comporte si étrangement que les astronomes sont confus et se demandent pourquoi? Après une étude plus approfondie, il s'est avéré que l'étoile encerclait en fait un trou noir (Cygnus X-1) situé à 6000 années-lumière de la Terre.
Sur la base de la théorie générale de la relativité, il est dit que la gravité peut plier l'espace-temps. La Terre tourne autour du Soleil (en totalité) en 365,25 jours. Cela est dû (au résultat de la courbure) de la gravité du Soleil qui fait que la Terre tourne autour d'elle.Et la terre déforme également l'espace-temps qui l'entoure et donc la lune tourne autour d'elle (suivant la courbure).
Lisez aussi: Où est la vieille Zélande?La gravité de cet objet en (grand) mode déforme l'espace-temps qui l'entoure, par conséquent, tout objet proche de lui orbitera de sorte qu'il crée un chemin orbital (planètes, lunes, etc.) et à différentes périodes pour en compléter un. rotation complète (360 °). Dans l'image ci-dessus (Fig. 1.2), faites attention aux lignes qui composent le web, c'est ce qu'on appelle l' espace-temps .
Imaginez simplement que vous et votre ami étirez un morceau de tissu (entre vous) et placez une bille (elle pointera vers le centre du tissu), puis il y aura un arc, non? C'est la vraie force de gravité, la force gravitationnelle d'un trou noir est très, très forte par rapport au Soleil ou à une étoile à neutrons (Fig. 1.1).
A présent, nous savons qu'un trou noir n'est pas un trou creux dans l'univers! (Un trou noir est une étoile qui s'est effondrée et qui a une attraction gravitationnelle si forte que même la lumière ne peut pas s'en échapper!)
Alors, qu'est-ce qu'un «trou» noir?
Les trous noirs ont en fait 3 parties, à savoir; Ergosphère, horizon événementiel et singularité. ( En approchant de chacune de ces parties, nous ressentirons un effet différent.) Si nous nous approchons d'un trou noir, nous rencontrerons d'abord l'ergosphère avant de rencontrer l'horizon des événements et la singularité à la fin.
Ergosphère: est la partie la plus externe de l'horizon des événements rotatifs, où l'espace-temps sera déformé en raison de cette force de cisaillement (rotation).
Horizon des événements (horizon des événements): c'est la frontière entre l'espace-temps à l'intérieur du trou noir, tous les événements qui se produisent (ici) ne peuvent plus être influencés .
Singularité: est le point central du trou noir, dans la singularité de la densité de masse et l'infini de la courbure de l'espace-temps .
Tout matériau qui se trouve dans l'ergosphère peut encore s'échapper à l'aide des forces de rotation (qui sont très rapides) de l'ergosphère elle-même. Cependant, si elle est entrée dans l'horizon des événements, aucune matière ne pourra s'échapper, toute matière sera de plus en plus pressée par la force gravitationnelle du trou noir et au final elle sera dans une singularité (elle sera là pour toujours!).
Dans la singularité, toutes les lois de la physique que nous avons connues jusqu'à présent ne s'appliqueront plus! - et il y a unification des forces fondamentales de l'univers (force gravitationnelle, force électromagnétique, force nucléaire forte et force nucléaire faible) . On ne sait pas comment se déroule le schéma des unions forces / composants, et on ne peut pas expliquer ce qui est réellement dans la singularité.
À ce stade, nous savons déjà un par un ce que signifient réellement l'ergosphère, l'horizon des événements et la singularité. En supposant qu'un trou noir est une boule solide, il doit avoir un rayon et un diamètre, non?
Ce rayon est la distance entre la singularité et l'horizon des événements (Fig. 1.3), appelé le rayon de Schwarszchild (tiré d'un scientifique à qui on attribue le développement de la théorie du trou noir). Le rayon du schwarszchild dépend de la valeur de la masse, plus la masse est grande, plus le rayon est grand.
Le rayon de Schwarszchild explique qu'il y a deux énergies (importantes) à l'œuvre lorsque dans un trou noir, ces deux énergies sont l'énergie cinétique et l'énergie potentielle gravitationnelle. Oui, ils sont très étroitement liés. On constate que la formule pour le rayon de schwarzschild est R = 2GM / c², comment obtenir la formule? Ne vous inquiétez pas, cela vient de la relation entre l'énergie cinétique (Ek) et l'énergie potentielle gravitationnelle (Ep). Il est donné que Ek est la quantité d'énergie due au mouvement et Ep est l'énergie (totale) au repos.
Ek = Ep1 / 2mv² = GMm / R
1 / 2v² = GM / R
v² = 2GM / R
car dans le vide, alors v = c.
c² = 2GM / R
R = 2GM / c².
(C'est ainsi que vient la formule du rayon de schwarszchild.)
En utilisant les calculs de la formule, si nous voulons faire de la Terre un trou noir, la Terre n'a que la taille d'un petit pois (plus tard) mais contient toute la masse de la Terre, imaginez? Et si c'était le soleil, il n'aurait qu'un rayon de 3 km. (Bien que la terre soit aussi grosse qu'une graine de pois si elle devient un trou noir, je parie que vous ne pourrez pas la soulever!)
Lisez aussi: Qu'est-ce que le rayon infrarouge?Nous devons poser la question suivante: «si quelqu'un entre dans un trou noir, quel sera le sort de l'affaire?». Toute matière qui est entrée dans le trou noir pourrait être les deux prochaines possibilités, et il le fera;
- Rejoignez le trou noir pour que la masse du trou noir s'agrandisse aussi, ou
- Être dans la singularité pour un temps inconnu (cela est déjà expliqué en physique quantique).
Même si les trous noirs sont incroyablement puissants, en fait, les trous noirs n'existent pas pour toujours, ils ont également le même cycle que les humains - ils sont «nés» et ils n'existeront certainement pas. Comment meurt un trou noir? N'oubliez pas que les trous noirs tournent également et certains sont fixes ou stationnaires.
Selon le physicien russe Yakov Zeldovich (Яков Зелдовичь) et ses collègues ont déclaré que selon le principe d'incertitude de la mécanique quantique, les objets en rotation doivent produire et émettre des particules.
Le physicien Stephen Hawking a également fait valoir que les trous noirs ont dû émettre un certain rayonnement - ce rayonnement est devenu connu sous le nom de rayonnement de colportage, qui est un rayonnement causé par des effets quantiques autour de l'horizon des événements.
Plus il tourne, plus le rayonnement est libéré, en conséquence, un trou noir va diminuer en masse et rétrécir, ce qui à la fin il disparaît; mourir! Cependant, en tant qu'humains, nous n'assisterons jamais à la mort d'un trou noir, car avec sa masse massive, il faut beaucoup de temps pour qu'un trou noir se rétrécisse, plus la masse est grande, plus sa durée de vie est longue.
Les trous noirs ont de nombreux mystères - ce sont des trous noirs! Il est une férocité dans les ténèbres de l'univers. En tant qu'humain, vous ne pouvez connaître que l'apparence extérieure et bien sûr les trous noirs sont beaucoup plus terrifiants que ce que j'ai décrit ici. Oui, au moins, nous savons déjà ce que sont et comment sont les trous noirs, pourquoi et pourquoi.
C'est assez, j'espère utile et merci.
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