கருந்துளைகள்: நமது பிரபஞ்சத்தின் மிகப் பெரிய மர்மம்

கருந்துளைகள் ஒருவேளை அறியப்பட்ட பிரபஞ்சத்தில் மிகப்பெரிய மர்மம்!

இப்போது வரை அவற்றைப் பற்றி எங்களுக்கு மிகக் குறைவாகவே தெரியும், ஏனென்றால் அவற்றின் பண்புகளை ஆழமாகப் படிக்க எங்கள் தொழில்நுட்பம் இன்னும் அனுமதிக்கவில்லை, முக்கியமாக அவை அனைத்தும் நமது சூரிய மண்டலத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் இருப்பதால்.

படிப்பது மிகவும் கடினமாக இருப்பதற்கு மற்றொரு காரணம் பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள், இவை நட்சத்திரங்களைப் போல ஒளி துடிப்புகளை வெளியிடுவதில்லை, மாறாக, அவற்றின் சக்திவாய்ந்த ஈர்ப்பு புலம் அருகிலுள்ள ஒளியைக் கூட உறிஞ்சும் திறன் கொண்டது, ஆனால் இதைப் பற்றி பின்னர் விளக்குவோம்.

இருப்பினும், 1970 முதல் மற்றும் முன்மொழியப்பட்ட கோட்பாடுகளுக்கு நன்றி ஸ்டீபன் ஹாக்கின்ஸ் கருந்துளைகளைப் பற்றி, அவற்றின் வடிவம், கலவை, உருவாக்கும் செயல்முறை மற்றும் தற்காலிக தொடர்ச்சியின் மாற்றங்களில் அவற்றின் உறவு பற்றிய நிரூபிக்கக்கூடிய தரவு உட்பட, அவற்றைப் பற்றி எங்களால் அதிகம் புரிந்து கொள்ள முடிந்தது.

வால் நட்சத்திரங்கள் கருந்துளைகளைப் போலவே சுவாரஸ்யமாக இருக்கும்! எங்கள் முழு கட்டுரையையும் தவறவிடாதீர்கள் ஒரு வால் நட்சத்திரத்தின் பாகங்கள்

ஆனால் கருந்துளைகள் பற்றி நமக்கு உண்மையில் என்ன தெரியும்?

கிறிஸ்டோபர் நோலன் திரைப்படத்தை நீங்கள் எப்போதாவது பார்த்திருந்தால்: இன்டர்ஸ்டெல்லர் (2010) நீங்கள் எதையும் புரிந்து கொள்ளாமல் விட்டுவிட்டீர்கள், அது உங்களுக்கு இன்னும் போதுமான அளவு தெரியாததால் தான் கருந்துளைகள்.

நான் உங்களுக்கு சொல்கிறேன், படம் ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது நமது பிரபஞ்சம் 3 பரிமாணங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை, ஆனால் 4 பரிமாணங்களைக் கொண்டுள்ளது, இது உண்மையின் விமானத்தில் நான்காவது பரிமாணமாகும். 

எனவே, உலகளாவிய இயக்கவியலின் விதிகள் ஒளி உட்பட நேரத்தைப் பாதிக்கின்றன. 

இந்த வழியில், நேரம் ஒரு உலகளாவிய மாறிலியாக இருக்காது, ஆனால் இயற்பியல் விதிகளின்படி, ஒரு மீள் இசைக்குழுவைப் போல சிதைக்கக்கூடிய, நீட்டிக்க அல்லது சுருக்கக்கூடிய ஒரு பரிமாணமாகும். புவியீர்ப்பு.

விண்வெளியில் உள்ள கருந்துளைகள் பற்றி மேலும் அறிய ஆர்வமா?

இந்த கட்டுரையை இறுதி வரை படிப்பதை நிறுத்த வேண்டாம், ஏனென்றால் இந்த சுவாரஸ்யமான தலைப்பைப் பற்றி நீங்கள் தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய அனைத்தையும் நாங்கள் விளக்குகிறோம், இதன் மூலம் அடுத்த முறை நீங்கள் இன்டர்ஸ்டெல்லரைப் பார்க்கும்போது, ​​​​நீங்கள் விண்வெளியில் தொலைந்து போவதை உணர மாட்டீர்கள்.

கருந்துளைகள் என்றால் என்ன?

கருந்துளைகள் உண்மையில் துளைகள் அல்ல, அது உங்களுக்குத் தெரியுமா?

உண்மையில், தேற்றத்தின் படி ஹாக்கின்ஸ் மற்றும் எல்லிஸ் 1970 முதல், கருந்துளைகள் அவற்றின் சொந்த ஈர்ப்பு விசையின் செயல்பாட்டின் காரணமாக அவற்றின் மையத்தை நோக்கி அவற்றின் சொந்த வெகுஜன ஈர்ப்பு காரணமாக கோள வடிவத்தில் இருப்பதாக நம்பப்படுகிறது. நட்சத்திரங்களுடனும் நடக்கும் அதே விஷயம், ஆனால் மில்லியன் கணக்கான மடங்கு அதிகமாகும்.

கருந்துளைகள் என்பது விண்வெளியில் உள்ள ஒரு புள்ளியாகும், இது மிகவும் அடர்த்தியான நிறை கொண்ட ஒரு கொத்து ஆகும், இது ஒரு ஈர்ப்பு விசையை உருவாக்குகிறது, அது விண்வெளி நேரத்தின் தொடர்ச்சியில் ஒரு வளைவை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது.

கருந்துளைகளின் ஈர்ப்பு புலம் மிகவும் வலிமையானது, எந்தப் பொருளின் துகளும் மிக அருகில் சென்றால் சிதைவிலிருந்து தப்பிக்க முடியாது. உண்மையில், ஈர்ப்பு மிகவும் சக்தி வாய்ந்தது, அது சூரிய ஒளியின் கதிர்களை உருவாக்கும் ஃபோட்டான் துகள்களை உறிஞ்சும் திறன் கொண்டது.

அது சரி, அவை கருந்துளைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனென்றால் அவை சுற்றியுள்ள ஒளியை உண்மையில் விழுங்கும் திறன் கொண்டவை.

கருந்துளைகள் எவ்வளவு அடர்த்தியானவை?

கொடுக்கிறது உடல் பண்பு மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் அவற்றின் ஈர்ப்பு மற்றும் வெப்ப பண்புகள், அவை ஒரு ஒப்பீட்டளவில் சிறிய இடைவெளியில் கொண்டிருக்கும் பொருளின் தீவிர அடர்த்தி ஆகும். 

ஒரு வான உடலின் (அல்லது வேறு ஏதேனும் ஒரு பொருளின்) பொருளின் அடர்த்தி, கொடுக்கப்பட்ட இடைவெளியில் குவிந்து கிடக்கும் பருப்பொருள் துகள்களின் எண்ணிக்கைக்கு ஒத்திருக்கிறது. அதிக துகள்கள் ஒரு சிறிய அளவிலான இடத்தில் ஒருங்கிணைக்கப்படுவதால், உடல் அடர்த்தியாக இருக்கும்.

நமது சொந்த நட்சத்திரத்தை உருவாக்கும் பொருளின் அளவு கருந்துளையாக மாற, அது 1.300 மில்லியன் கிலோமீட்டர் அளவுள்ள அதன் அனைத்து துகள்களையும் சுருக்கி, ஒரு தீவிர வழியில் தன்னைத்தானே மடித்துக் கொள்ள வேண்டும். விட்டம் 2 கிலோமீட்டருக்கு மேல் இல்லாத இடத்திற்கு.

எனவே, சூரியன் அதன் அளவை கிட்டத்தட்ட 900.000 மடங்கு குறைக்க வேண்டும், ஆனால் அதை உருவாக்கும் எந்தவொரு பொருளையும் வீணாக்காமல்.

விண்வெளி நேர வளைவு

கருந்துளை எவ்வாறு நேரத்தை குறைக்கும் திறன் கொண்டது என்று நீங்கள் எப்போதாவது யோசித்திருக்கிறீர்களா?

நினைவிருக்கிறதா கர்கன்டுவா en உடுக்குழுக்களிடை?

திரைப்படத்தில், விண்கலம் பொறுமை வாழ்க்கையின் கண்ணோட்டத்தில் தரவுகளை சேகரிப்பதை நிறுத்த வேண்டிய கட்டாயத்தில் உள்ளது மில்லர் கிரகம், தற்செயலாக a க்கு மிக அருகில் சுற்றுகிறது மிகப்பெரிய கருந்துளை கர்கன்டுவா என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இதன் காரணமாக, குழுவினர் ஒரு வானியற்பியல் சங்கடத்தை எதிர்கொள்கிறார்கள்: கர்கன்டுவாவுக்கு அருகாமையில் இருப்பதால், பூமியை விட கிரகத்தில் நேரம் மிகவும் மெதுவாக செல்கிறது, எனவே தேடல் பணி, பூமியில் பல மணிநேரங்கள் எடுக்கும். ஆண்டுகள்.

ஆனால் இது எப்படி சாத்தியம்?

உங்களுக்கு இது ஒரு விசித்திரமான கருத்தாகத் தோன்றினால், அதற்குக் காரணம், நேரத்தைப் பிரபஞ்சத்தின் மாறாத மாறிலியாகக் கருதுவதற்குப் பழகிவிட்டதால், மற்ற யதார்த்தத் தளங்களைப் போலவே, அதைச் சிதைக்கும் எந்தக் கருவியும் நம்மிடம் இல்லாததால்தான்.

இருப்பினும், 1915 ஆம் ஆண்டில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனால் முன்மொழியப்பட்ட பொது சார்பியல் கோட்பாடு, நேரம் என்பது X மற்றும் Y விமானங்களில் (அகலம் மற்றும் நீளத்தின் பரிமாணங்கள்) விரிவடையும் யதார்த்தத்தின் ஒரு பரிமாணம் என்று கூறுகிறது. 

எனவே, நிறை கொண்ட ஒரு உடல் யதார்த்தத்தின் தளத்தில் ஒரு செயலைச் செய்தால், அது முதல் இரண்டையும் சிதைக்கக்கூடிய Z (ஆழம்) பரிமாணத்தின் மாறியை உருவாக்கும், எனவே, காலப்போக்கில் அதைச் செய்யலாம்.

அதை இப்படிப் பார்ப்போம்: 

நீங்கள் ஒரு துணியை நீட்டி, ஒரு தட்டையான இடத்தை உருவாக்குகிறீர்கள் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள் (பரிமாணங்கள் X மற்றும் Y); மற்றும் துணி மீது நீங்கள் ஒரு பந்து கைவிட. துணி மீது பந்தின் எடையின் செயல் விமானத்தின் ஒரு குழிவான அடிப்பகுதியை உருவாக்கும். 

இந்த விளைவுதான் வானியற்பியலில் அழைக்கப்படுகிறது விண்வெளி நேரத்தின் வளைவு.

இப்போது, ​​இயற்பியல் விதிகள் காரணமாக, விமானத்தில் வைக்கப்படும் பொருள் கனமானது, அதன் மீது அதன் செயல்பாடு அதிகமாகக் குறிக்கப்படுகிறது, எனவே வளைவு ஆழமாக இருக்கும்.

இதுவே சரியாக நடக்கிறது கருந்துளைகள் மற்றும் வளைந்த நேரம். 

வரம்பிற்குள் சுருக்கப்பட்டால், கருந்துளைகள் நம்பமுடியாத அளவிற்கு அடர்த்தியான பொருள்களாக மாறும் - எனவே கனமானவை, எனவே அவை எக்ஸ் மற்றும் ஒய் விமானங்களில் செலுத்தும் செயல் மிகவும் தீவிரமானது.

கருந்துளைகளால் ஏற்படும் வளைவு மிகவும் வலுவானது, அது உள்ளே நுழையும் பொருளைத் தப்பிக்க அனுமதிக்காது, இது நமக்குத் தெரிந்த ஒரு இட-நேர ஒருமைத்தன்மையை ஏற்படுத்துகிறது. நிகழ்வுத் பரப்பெல்லை.

கருந்துளைகள் உருவாக்கும் வளைவு மிகவும் "ஆழமானது" மற்றும் அவற்றின் ஈர்ப்பு ஈர்ப்பு மிகவும் சக்தி வாய்ந்தது, அவை அவற்றின் அருகில் வரும் அனைத்தையும் உறிஞ்சும், எனவே, விண்வெளியின் வார்ப்பிங் சுழலில் இருப்பது கர்கன்டுவா, கோள் மில்லர் கர்கன்டுவாவின் நிகழ்வுத் தொடுவானில் நுழைய வேண்டியதன் மூலம் அவர் தனது நேரத் தொடர்ச்சியில் ஒரு சிதைவை அனுபவித்துக்கொண்டிருந்தார்.

உண்மையில், சரியான எண்ணிக்கை என்னவென்றால், ஒவ்வொரு மணிநேரமும் செலவிடப்படுகிறது மில்லர் இது 7 பூமி ஆண்டுகளுக்குச் சமம்.

ஒரு சுவாரஸ்யமான உண்மையாக, 1 கிமீ உயர அலைகள் முழு மேற்பரப்பையும் உள்ளடக்கியது மில்லர், கிரகத்தின் கருந்துளையால் செலுத்தப்படும் ஈர்ப்பு சக்தியின் விளைவு என்றும் அவை விளக்கப்படும்.

கருந்துளைகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன?

கருந்துளைகள் நட்சத்திரங்கள் இறந்த பிறகு விட்டுச்செல்லும் எச்சம் என்று கூறலாம். 

இரண்டு தசாப்தங்களுக்கு முன்பு வரை, பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப கட்டங்களில் கருந்துளைகள் உருவாகின்றன என்றும், இந்த நிகழ்வு மீண்டும் நடக்காது என்றும் நம்பப்பட்டது. 

இருப்பினும், ஆய்வு காலத்தின் வரலாறு: பெருவெடிப்பிலிருந்து கருந்துளைகள் வரை, ஹாக்கிங்ஸ், ஓப்பன்ஹைமர் மற்றும் ரோஜர் பென்ரோஸ் ஆகியோரின் ஒத்துழைப்புடன் உருவாக்கப்பட்டது, கருந்துளைகள் ஒரு செயல்பாட்டில் உருவாக்கப்படுகின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது ஈர்ப்பு சரிவு. 

கருந்துளைகள் உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும் புவியீர்ப்பு சரிவை புரிந்து கொள்ள, நட்சத்திரங்களின் இறப்பு செயல்முறைக்கு நாம் சற்று பின்னோக்கி செல்ல வேண்டும்.

ஒருவருக்கு எப்போது மஞ்சள் நட்சத்திரம் (நமது சூரியனைப் போல) அதன் ஹைட்ரஜன் இருப்புக்களைக் குறைக்கிறது, அது மிகவும் தீவிரமான அணுக்கரு இணைவு செயல்பாட்டில், அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள ஹீலியம் துகள்களை எரிக்கத் தொடங்குகிறது. இந்த செயல்முறை தொடர்வதால், வாழ்க்கையின் கடைசி கட்டத்தை நெருங்கும் நட்சத்திரம், அதன் அளவை 300 மடங்கு அதிகரித்து, அதன் நிறத்தை மாற்றி, ஆக மாறும். சிவப்பு ராட்சத நட்சத்திரம்.

அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள அனைத்து எரிபொருளையும் உட்கொள்வதன் மூலம், அணுக்கரு இணைவு செயல்முறைகள் நிறுத்தப்படும், மேலும் அதன் சொந்த ஈர்ப்பு விசையை எதிர்க்கும் எந்த செயல்முறையும் இல்லாமல், அதன் அனைத்து துகள்களும் அதன் சொந்த மையத்தை நோக்கி இழுக்கத் தொடங்கும், அதன் அளவை மீண்டும் குறைத்து, எதை உருவாக்குகின்றன. என நாம் அறிவோம் வெள்ளை குள்ள நட்சத்திரம்ஒரு இறந்த நட்சத்திரம்

எவ்வாறாயினும், ஒரு நட்சத்திரத்தின் அதிக அளவு நிறை இந்த செயல்முறையை தீவிரமான நிலைக்கு கொண்டு செல்லலாம், வெள்ளை குள்ளை அதன் சொந்த வரம்புகளுக்கு அப்பால் சுருக்கி, நம்பமுடியாத சிறிய இடத்தில் இன்னும் அதிக செறிவூட்டப்பட்ட நிறை கொண்ட உடலை உருவாக்குகிறது.

இது உங்கள் வாகனத்தின் டிக்கியில் வைக்கும் அளவுக்கு நமது சூரியனை வளைக்க முயற்சிப்பது போன்றது. 

இந்த கடைசிப் படியானது விளைந்த ஈர்ப்புப் புலத்தை மிகவும் சக்தி வாய்ந்ததாக ஆக்குகிறது, அது அதன் சொந்த ஒளியை விழுங்கத் தொடங்குகிறது, அது முடிவடைகிறது. ஒரு நட்சத்திரத்தை கருந்துளையாக மாற்றவும்.

கருந்துளைகளின் வகைகள்

வேறு உள்ளன கருந்துளைகளின் வகைகள் மேலும் இவை அவற்றின் அளவு மற்றும் அவை கொண்டிருக்கும் நிறை அளவைப் பொறுத்து வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

மிகப்பெரிய கருந்துளை

சூப்பர்மாசிவ் கருந்துளைகள் மிகப்பெரிய மற்றும் மிகவும் சக்திவாய்ந்தவை. இவை 2 அல்லது 3 மடங்கு பெரிய இடத்தில் நமது சூரியனை விட பல மில்லியன் மடங்கு நிறையை கொண்டிருக்கும், மேலும் அவை மிகவும் சக்தி வாய்ந்ததாக இருக்கும்.

பல பெரிய விண்மீன் திரள்களின், குறிப்பாக நீள்வட்ட விண்மீன் திரள்களின் மையங்களில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் சூப்பர்மாசிவ் கருந்துளைகளைக் கண்டறிவது பொதுவானது. பால்வெளி சுற்றி வருவதால், ஒரு தெளிவான உதாரணத்தை வீட்டில் காணலாம் தனுசு ஏ, 120 AU அளவுள்ள மிகப் பெரிய கருந்துளை.

இடைநிலை நிறை கருந்துளைகள்

அவை அவற்றின் நிறைக்கு ஏற்ப அடுத்ததாக இருக்கும். அவை மிகப்பெரிய கருந்துளைகளை விட குறைவான அடர்த்தி கொண்டவை, ஆனால் அவை இன்னும் மிகவும் ஈர்க்கக்கூடியவை.

100 மற்றும் 1.000.000 சூரிய வெகுஜனங்களுக்கு சமமான நிறை கொண்ட கருந்துளைகள் இந்த வகைப்பாட்டிற்குள் அடங்கும்.

நட்சத்திர நிறை கருந்துளைகள்

அவை மிகவும் பொதுவானவை மற்றும் பூமியின் கிரகத்திலிருந்து இந்த வகைப்பாட்டிற்கு பொருந்தக்கூடிய பல கருந்துளைகளை நாம் அவதானிக்க முடிந்தது.

நட்சத்திர நிறை கருந்துளைகள் அவற்றின் உட்புறத்தில் 30 முதல் 70 சூரிய வெகுஜனங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. இவை வானியற்பியலில் அறியப்படும் பாரிய நட்சத்திரங்களின் ஈர்ப்புச் சரிவிலிருந்து உருவாகின்றன சூப்பர்நோவாக்கள்.

மைக்ரோ கருந்துளைகள்

மைக்ரோ கருந்துளைகள் இந்த வகைப்பாட்டின் ஒரு வகையாகும், இருப்பினும், அவை ஒரு கருதுகோளாகவே இருக்கின்றன.

படி ஹாக்கின்ஸ் கோட்பாடு கருந்துளைகளைப் பற்றி, இந்த மைக்ரோ கருந்துளைகள் மிகச்சிறிய இடத்தில் வியக்கத்தக்க அளவு பொருட்களைக் கொண்டிருக்கும், எனவே அவற்றின் உள்ளே இருக்கும் விஷயம் குவாண்டம் இயற்பியல் விதிகளால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது.

CERN இல் உள்ள பெரிய ஹாட்ரான் மோதலின் பணிகளில் ஒன்று, குவாண்டம் இயற்பியல் பற்றிய பல கோட்பாடுகள் சோதிக்கப்படலாம் அல்லது இறுதியில், ஒரு துகள் தனிமைப்படுத்தப்படும் ஒரு செயற்கை நுண்ணிய கருந்துளையை உருவாக்கும் தனிமங்களை உருவாக்குவதாகும். இருண்ட விஷயம்.