கருந்துளை என்பது பிரபஞ்சத்தின் மிகவும் மர்மமான பொருள். மின்னேற்றத்துடன் கூடிய கருந்துளைகள் கருந்துளைகளுக்கு மின்சுமைகள் உள்ளதா?

விண்வெளி ஆய்வு என்ற தலைப்பில் பிரபலமான அறிவியல் திரைப்படங்களை உருவாக்குவதற்கான ஆர்வத்தின் ஒப்பீட்டளவில் சமீபத்திய வளர்ச்சியின் காரணமாக, நவீன பார்வையாளர்கள் ஒருமை அல்லது கருந்துளை போன்ற நிகழ்வுகளைப் பற்றி நிறைய கேள்விப்பட்டிருக்கிறார்கள். இருப்பினும், திரைப்படங்கள் வெளிப்படையாக இந்த நிகழ்வுகளின் முழு தன்மையை வெளிப்படுத்தவில்லை, மேலும் சில நேரங்களில் அதிக விளைவுக்காக கட்டமைக்கப்பட்ட அறிவியல் கோட்பாடுகளை சிதைக்கின்றன. இந்த காரணத்திற்காக, இந்த நிகழ்வுகளைப் பற்றிய பல நவீன மக்களின் புரிதல் முற்றிலும் மேலோட்டமானது அல்லது முற்றிலும் தவறானது. தற்போதுள்ள ஆராய்ச்சி முடிவுகளைப் புரிந்துகொண்டு, கருந்துளை என்றால் என்ன என்ற கேள்விக்கு பதிலளிக்க முயற்சிப்போம் இந்தக் கட்டுரையில் எழுந்துள்ள பிரச்சனைக்கான தீர்வுகளில் ஒன்று.

1784 ஆம் ஆண்டில், ஆங்கில பாதிரியாரும் இயற்கை ஆர்வலருமான ஜான் மைக்கேல், ராயல் சொசைட்டிக்கு எழுதிய கடிதத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட கற்பனையான பாரிய உடலைக் குறிப்பிட்டார், இது மிகவும் வலுவான ஈர்ப்பு ஈர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, அதன் இரண்டாவது தப்பிக்கும் வேகம் ஒளியின் வேகத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். இரண்டாவது தப்பிக்கும் வேகம் என்பது, ஒப்பீட்டளவில் சிறிய பொருள் ஒரு வான உடலின் ஈர்ப்பு ஈர்ப்பைக் கடக்க மற்றும் இந்த உடலைச் சுற்றியுள்ள மூடிய சுற்றுப்பாதைக்கு அப்பால் செல்ல வேண்டிய வேகமாகும். அவரது கணக்கீடுகளின்படி, சூரியனின் அடர்த்தி மற்றும் 500 சூரிய கதிர்களின் ஆரம் கொண்ட ஒரு உடல் அதன் மேற்பரப்பில் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமான இரண்டாவது அண்ட வேகத்தைக் கொண்டிருக்கும். இந்த விஷயத்தில், ஒளி கூட அத்தகைய உடலின் மேற்பரப்பை விட்டு வெளியேறாது, எனவே இந்த உடல் உள்வரும் ஒளியை மட்டுமே உறிஞ்சி, பார்வையாளருக்கு கண்ணுக்கு தெரியாததாக இருக்கும் - இருண்ட இடத்தின் பின்னணியில் ஒரு வகையான கரும்புள்ளி.

இருப்பினும், ஐன்ஸ்டீனின் படைப்புகள் வரை மைக்கேலின் மிகப்பெரிய உடல் பற்றிய கருத்து அதிக ஆர்வத்தை ஈர்க்கவில்லை. பிந்தையது ஒளியின் வேகத்தை தகவல் பரிமாற்றத்தின் அதிகபட்ச வேகமாக வரையறுத்ததை நினைவு கூர்வோம். கூடுதலாக, ஐன்ஸ்டீன் ஈர்ப்பு கோட்பாட்டை ஒளியின் வேகத்திற்கு நெருக்கமான வேகத்திற்கு விரிவுபடுத்தினார் (). இதன் விளைவாக, கருந்துளைகளுக்கு நியூட்டனின் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்துவது இனி பொருந்தாது.

ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு

கருந்துளைகளுக்கு பொது சார்பியலைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடுகளைத் தீர்ப்பதன் விளைவாக, கருந்துளையின் முக்கிய அளவுருக்கள் அடையாளம் காணப்பட்டன, அவற்றில் மூன்று மட்டுமே உள்ளன: நிறை, மின் கட்டணம் மற்றும் கோண உந்தம். "கருந்துளைகளின் கணிதக் கோட்பாடு" என்ற அடிப்படை மோனோகிராப்பை உருவாக்கிய இந்திய வானியற்பியல் விஞ்ஞானி சுப்ரமணியன் சந்திரசேகரின் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பைக் குறிப்பிடுவது மதிப்பு.

எனவே, ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடுகளுக்கான தீர்வு நான்கு சாத்தியமான கருந்துளைகளுக்கு நான்கு விருப்பங்களில் வழங்கப்படுகிறது:

• BH சுழற்சி இல்லாமல் மற்றும் கட்டணம் இல்லாமல் - Schwarzschild தீர்வு. கருந்துளையின் முதல் விளக்கங்களில் ஒன்று (1916) ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி, ஆனால் உடலின் மூன்று அளவுருக்களில் இரண்டைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாமல். ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் கார்ல் ஸ்வார்ஸ்சைல்டின் தீர்வு ஒரு கோள பாரிய உடலின் வெளிப்புற ஈர்ப்பு புலத்தை கணக்கிட அனுமதிக்கிறது. ஜேர்மன் விஞ்ஞானியின் கருந்துளைகள் என்ற கருத்தின் தனித்தன்மை ஒரு நிகழ்வு அடிவானத்தின் இருப்பு மற்றும் அதன் பின்னால் மறைந்திருக்கும். ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் புவியீர்ப்பு ஆரத்தை முதன்முதலில் கணக்கிட்டார், இது அவரது பெயரைப் பெற்றது, இது ஒரு குறிப்பிட்ட நிறை கொண்ட உடலுக்கு நிகழ்வு அடிவானம் அமைந்திருக்கும் கோளத்தின் ஆரம் தீர்மானிக்கிறது.
• கட்டணத்துடன் சுழற்சி இல்லாமல் BH - Reisner-Nordström தீர்வு. 1916-1918 இல் முன்வைக்கப்பட்ட ஒரு தீர்வு, கருந்துளையின் சாத்தியமான மின் கட்டணத்தை கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டது. இந்த கட்டணம் தன்னிச்சையாக பெரியதாக இருக்க முடியாது மற்றும் இதன் விளைவாக ஏற்படும் மின் விரட்டல் காரணமாக வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. பிந்தையது ஈர்ப்பு விசையால் ஈடுசெய்யப்பட வேண்டும்.
• BH சுழற்சியுடன் மற்றும் கட்டணம் இல்லாமல் - கெர்ரின் தீர்வு (1963). ஒரு சுழலும் கெர் கருந்துளை நிலையான ஒன்றிலிருந்து எர்கோஸ்பியர் என்று அழைக்கப்படுவதன் மூலம் வேறுபடுகிறது (இது மற்றும் கருந்துளையின் பிற கூறுகளைப் பற்றி மேலும் படிக்கவும்).
• BH உடன் சுழற்சி மற்றும் கட்டணம் - கெர்-நியூமன் தீர்வு. இந்த தீர்வு 1965 இல் கணக்கிடப்பட்டது மற்றும் தற்போது மிகவும் முழுமையானது, ஏனெனில் இது கருந்துளையின் மூன்று அளவுருக்களையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. இருப்பினும், இயற்கையில் கருந்துளைகள் ஒரு சிறிய மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டிருப்பதாக இன்னும் கருதப்படுகிறது.

கருந்துளை உருவாக்கம்

கருந்துளை எவ்வாறு உருவாகிறது மற்றும் தோன்றுகிறது என்பது பற்றி பல கோட்பாடுகள் உள்ளன, அவற்றில் மிகவும் பிரபலமானது, போதுமான நிறை கொண்ட ஒரு நட்சத்திரத்தின் ஈர்ப்பு சரிவின் விளைவாக எழுகிறது. இத்தகைய சுருக்கமானது மூன்றுக்கும் மேற்பட்ட சூரிய வெகுஜனங்களைக் கொண்ட நட்சத்திரங்களின் பரிணாமத்தை முடிவுக்குக் கொண்டுவரும். அத்தகைய நட்சத்திரங்களுக்குள் தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகள் முடிந்தவுடன், அவை அதிவேகமாக அதி அடர்த்தியான நட்சத்திரங்களாக சுருக்கத் தொடங்குகின்றன. ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரத்தின் வாயு அழுத்தம் ஈர்ப்பு விசைகளுக்கு ஈடுசெய்ய முடியாவிட்டால், அதாவது, நட்சத்திரத்தின் நிறை என்று அழைக்கப்படுவதைக் கடக்கிறது. ஓப்பன்ஹைமர்-வோல்காஃப் வரம்பு, பின்னர் சரிவு தொடர்கிறது, இதன் விளைவாக பொருள் கருந்துளைக்குள் சுருக்கப்படுகிறது.

கருந்துளையின் பிறப்பை விவரிக்கும் இரண்டாவது காட்சியானது புரோட்டோகலாக்டிக் வாயுவின் சுருக்கமாகும், அதாவது விண்மீன் அல்லது சில வகையான கிளஸ்டராக மாற்றும் கட்டத்தில் விண்மீன் வாயு. அதே ஈர்ப்பு விசைகளை ஈடுசெய்ய போதுமான உள் அழுத்தம் இல்லாவிட்டால், கருந்துளை எழலாம்.

இன்னும் இரண்டு காட்சிகள் அனுமானமாகவே உள்ளன:

• என்று அழைக்கப்படும் விளைவாக ஒரு கருந்துளை நிகழ்வு ஆதி கருந்துளைகள்.
• அதிக ஆற்றல்களில் நிகழும் அணுக்கரு வினைகளின் விளைவாக ஏற்படுதல். இத்தகைய எதிர்விளைவுகளுக்கு ஒரு உதாரணம் மோதல்களில் சோதனைகள் ஆகும்.

கருந்துளைகளின் அமைப்பு மற்றும் இயற்பியல்

Schwarzschild இன் படி கருந்துளையின் அமைப்பு முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட இரண்டு கூறுகளை மட்டுமே உள்ளடக்கியது: கருந்துளையின் ஒருமை மற்றும் நிகழ்வு அடிவானம். ஒருமைப்பாட்டைப் பற்றி சுருக்கமாகப் பேசினால், அதன் வழியாக ஒரு நேர்க்கோட்டை வரைய முடியாது என்பதையும், தற்போதுள்ள பெரும்பாலான இயற்பியல் கோட்பாடுகள் அதற்குள் வேலை செய்யாது என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ளலாம். எனவே, ஒருமையின் இயற்பியல் இன்று விஞ்ஞானிகளுக்கு ஒரு மர்மமாகவே உள்ளது. கருந்துளை என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட எல்லையாகும், அதைக் கடக்கும்போது ஒரு இயற்பியல் பொருள் அதன் வரம்புகளுக்கு அப்பால் திரும்புவதற்கான வாய்ப்பை இழக்கிறது மற்றும் நிச்சயமாக கருந்துளையின் ஒருமையில் "விழும்".

கருந்துளையின் அமைப்பு கெர் கரைசலில், அதாவது கருந்துளையின் சுழற்சியின் முன்னிலையில் சற்று சிக்கலானதாகிறது. கெர்ரின் தீர்வு துளைக்கு எர்கோஸ்பியர் இருப்பதாகக் கருதுகிறது. எர்கோஸ்பியர் என்பது நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு வெளியே அமைந்துள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதி, அதன் உள்ளே அனைத்து உடல்களும் கருந்துளையின் சுழற்சியின் திசையில் நகரும். இந்த பகுதி இன்னும் உற்சாகமாக இல்லை மற்றும் நிகழ்வு அடிவானத்தைப் போலல்லாமல் அதை விட்டு வெளியேற முடியும். எர்கோஸ்பியர் என்பது ஒரு திரட்டல் வட்டின் சில வகையான அனலாக் ஆகும், இது பாரிய உடல்களைச் சுற்றி சுழலும் பொருளைக் குறிக்கிறது. ஒரு நிலையான ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளை கருங்கோளமாக குறிப்பிடப்பட்டால், கெர்ரி கருந்துளை, எர்கோஸ்பியர் இருப்பதால், ஒரு ஓப்லேட் நீள்வட்ட வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதன் வடிவத்தில் நாம் பெரும்பாலும் கருந்துளைகளை வரைபடங்களில் பார்த்தோம். திரைப்படங்கள் அல்லது வீடியோ கேம்கள்.

• கருந்துளையின் எடை எவ்வளவு? - ஒரு கருந்துளையின் தோற்றம் பற்றிய மிகவும் கோட்பாட்டு பொருள் ஒரு நட்சத்திரத்தின் வீழ்ச்சியின் விளைவாக அதன் தோற்றத்தின் காட்சிக்கு கிடைக்கிறது. இந்த வழக்கில், ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரத்தின் அதிகபட்ச நிறை மற்றும் கருந்துளையின் குறைந்தபட்ச நிறை ஆகியவை Oppenheimer - Volkoff வரம்பால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன, அதன்படி கருந்துளையின் வெகுஜனத்தின் குறைந்த வரம்பு 2.5 - 3 சூரிய நிறைகள் ஆகும். கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மிகப் பெரிய கருந்துளை (என்ஜிசி 4889 விண்மீன் மண்டலத்தில்) 21 பில்லியன் சூரிய நிறை கொண்டது. இருப்பினும், கருந்துளைகளைப் பற்றி நாம் மறந்துவிடக் கூடாது, இது மோதலில் உள்ளவை போன்ற உயர் ஆற்றல்களில் அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் விளைவாக அனுமானமாக எழுகிறது. அத்தகைய குவாண்டம் கருந்துளைகளின் நிறை, வேறுவிதமாகக் கூறினால், "பிளாங்க் கருந்துளைகள்" அளவு வரிசை, அதாவது 2·10−5 கிராம்.
• கருந்துளை அளவு. கருந்துளையின் குறைந்தபட்ச ஆரம் குறைந்தபட்ச வெகுஜனத்திலிருந்து (2.5 - 3 சூரிய வெகுஜனங்கள்) கணக்கிடப்படலாம். சூரியனின் ஈர்ப்பு ஆரம், அதாவது நிகழ்வு அடிவானம் அமைந்துள்ள பகுதி, சுமார் 2.95 கிமீ என்றால், 3 சூரிய நிறை கொண்ட கருந்துளையின் குறைந்தபட்ச ஆரம் சுமார் ஒன்பது கிலோமீட்டராக இருக்கும். அத்தகைய ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவுகள் அவற்றைச் சுற்றியுள்ள அனைத்தையும் ஈர்க்கும் பாரிய பொருட்களைப் பற்றி பேசும்போது புரிந்துகொள்வது கடினம். இருப்பினும், குவாண்டம் கருந்துளைகளுக்கு ஆரம் 10 -35 மீ.
• கருந்துளையின் சராசரி அடர்த்தி இரண்டு அளவுருக்களைப் பொறுத்தது: நிறை மற்றும் ஆரம். மூன்று சூரிய நிறை கொண்ட கருந்துளையின் அடர்த்தி சுமார் 6 10 26 கிலோ/மீ³ ஆகும், அதே சமயம் நீரின் அடர்த்தி 1000 கிலோ/மீ³ ஆகும். இருப்பினும், அத்தகைய சிறிய கருந்துளைகள் விஞ்ஞானிகளால் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. கண்டறியப்பட்ட பெரும்பாலான கருந்துளைகள் 10 5 சூரிய நிறைகளை விட அதிகமான நிறை கொண்டவை. ஒரு சுவாரசியமான முறை உள்ளது, அதன்படி கருந்துளை எவ்வளவு பெரியதாக இருக்கும், அதன் அடர்த்தி குறைவாக இருக்கும். இந்த நிலையில், 11 ஆர்டர்கள் அளவு வெகுஜனத்தில் ஏற்படும் மாற்றம், அடர்த்தியில் 22 ஆர்டர்கள் அளவு மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, 1·10 9 சூரிய நிறை கொண்ட கருந்துளையானது 18.5 கிலோ/மீ³ அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளது, இது தங்கத்தின் அடர்த்தியை விட ஒன்று குறைவாகும். மேலும் 10 10க்கும் அதிகமான சூரிய நிறை கொண்ட கருந்துளைகள் காற்றை விட சராசரி அடர்த்தி குறைவாக இருக்கும். இந்த கணக்கீடுகளின் அடிப்படையில், கருந்துளை உருவானது பொருளின் சுருக்கத்தால் அல்ல, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட தொகுதியில் அதிக அளவு பொருள் குவிந்ததன் விளைவாக நிகழ்கிறது என்று கருதுவது தர்க்கரீதியானது. குவாண்டம் கருந்துளைகளின் விஷயத்தில், அவற்றின் அடர்த்தி சுமார் 10 94 கிலோ/மீ³ ஆக இருக்கும்.
• கருந்துளையின் வெப்பநிலையும் அதன் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்தது. இந்த வெப்பநிலை நேரடியாக தொடர்புடையது. இந்த கதிர்வீச்சின் ஸ்பெக்ட்ரம் முற்றிலும் கருப்பு உடலின் ஸ்பெக்ட்ரமுடன் ஒத்துப்போகிறது, அதாவது அனைத்து கதிர்வீச்சுகளையும் உறிஞ்சும் ஒரு உடல். முற்றிலும் கருப்பு உடலின் கதிர்வீச்சு நிறமாலை அதன் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, பின்னர் கருந்துளையின் வெப்பநிலையை ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு நிறமாலையில் இருந்து தீர்மானிக்க முடியும். மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, இந்த கதிர்வீச்சு சிறிய கருந்துளை மிகவும் சக்தி வாய்ந்தது. அதே நேரத்தில், ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு இன்னும் அனுமானமாகவே உள்ளது, ஏனெனில் இது இன்னும் வானியலாளர்களால் கவனிக்கப்படவில்லை. இதிலிருந்து ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு இருந்தால், கவனிக்கப்பட்ட கருந்துளைகளின் வெப்பநிலை மிகவும் குறைவாக இருப்பதால், இந்த கதிர்வீச்சைக் கண்டறிய அனுமதிக்காது. கணக்கீடுகளின்படி, சூரியனின் நிறை வரிசையில் வெகுஜனத்துடன் கூடிய துளையின் வெப்பநிலை கூட சிறியதாக இருக்கும் (1·10 -7 K அல்லது -272°C). குவாண்டம் கருந்துளைகளின் வெப்பநிலை சுமார் 10 12 K ஐ எட்டும், மேலும் அவற்றின் விரைவான ஆவியாதல் (சுமார் 1.5 நிமிடங்கள்), அத்தகைய கருந்துளைகள் சுமார் பத்து மில்லியன் அணுகுண்டுகளின் ஆற்றலை வெளியிடும். ஆனால், அதிர்ஷ்டவசமாக, அத்தகைய கற்பனையான பொருட்களை உருவாக்க, இன்று பெரிய ஹாட்ரான் மோதலில் அடைந்ததை விட 10 14 மடங்கு அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும். கூடுதலாக, இதுபோன்ற நிகழ்வுகள் வானியலாளர்களால் ஒருபோதும் கவனிக்கப்படவில்லை.

கருந்துளை எதைக் கொண்டுள்ளது?

மற்றொரு கேள்வி விஞ்ஞானிகளையும் வானியற்பியலில் ஆர்வமுள்ளவர்களையும் கவலையடையச் செய்கிறது - கருந்துளை எதைக் கொண்டுள்ளது? இந்த கேள்விக்கு தெளிவான பதில் இல்லை, ஏனென்றால் எந்த கருந்துளையையும் சுற்றியுள்ள நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு அப்பால் பார்க்க முடியாது. கூடுதலாக, முன்பு குறிப்பிட்டபடி, கருந்துளையின் கோட்பாட்டு மாதிரிகள் அதன் 3 கூறுகளை மட்டுமே வழங்குகின்றன: எர்கோஸ்பியர், நிகழ்வு அடிவானம் மற்றும் ஒருமைப்பாடு. கருந்துளையால் ஈர்க்கப்பட்ட பொருட்கள் மட்டுமே எர்கோஸ்பியரில் உள்ளன என்று கருதுவது தர்க்கரீதியானது மற்றும் இப்போது அதைச் சுற்றி வருகிறது - பல்வேறு வகையான அண்ட உடல்கள் மற்றும் காஸ்மிக் வாயு. நிகழ்வு அடிவானம் என்பது ஒரு மெல்லிய மறைமுக எல்லையாகும், அதைத் தாண்டியதும் அதே அண்ட உடல்கள் கருந்துளையின் கடைசி முக்கிய அங்கமான தனித்தன்மையை நோக்கி மீளமுடியாமல் ஈர்க்கப்படுகின்றன. ஒருமையின் தன்மை இன்று ஆய்வு செய்யப்படவில்லை மற்றும் அதன் கலவை பற்றி பேசுவதற்கு இது மிகவும் ஆரம்பமானது.

சில அனுமானங்களின்படி, கருந்துளையில் நியூட்ரான்கள் இருக்கலாம். ஒரு நட்சத்திரத்தை நியூட்ரான் நட்சத்திரமாக அதன் அடுத்தடுத்த சுருக்கத்துடன் அழுத்துவதன் விளைவாக கருந்துளை ஏற்படுவதற்கான சூழ்நிலையை நாம் பின்பற்றினால், கருந்துளையின் முக்கிய பகுதி நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, அதில் நியூட்ரான் நட்சத்திரமே உள்ளது. அமைதியாக. எளிமையான சொற்களில்: ஒரு நட்சத்திரம் வீழ்ச்சியடையும் போது, ​​​​அதன் அணுக்கள் எலக்ட்ரான்கள் புரோட்டான்களுடன் இணைந்து, நியூட்ரான்களை உருவாக்கும் வகையில் சுருக்கப்படுகின்றன. இதேபோன்ற எதிர்வினை உண்மையில் இயற்கையில் நிகழ்கிறது, மேலும் நியூட்ரான் உருவாவதோடு, நியூட்ரினோ கதிர்வீச்சு ஏற்படுகிறது. இருப்பினும், இவை வெறும் அனுமானங்கள்.

கருந்துளையில் விழுந்தால் என்ன ஆகும்?

ஒரு வானியற்பியல் கருந்துளையில் விழுவதால் உடல் நீட்டிக்கப்படுகிறது. ஒரு கற்பனையான தற்கொலை விண்வெளி வீரரைக் கவனியுங்கள், அவர் ஒரு கருந்துளைக்குள் ஒரு ஸ்பேஸ் சூட்டை மட்டும் அணிந்துகொண்டு, முதலில் கால்களை நோக்கிச் செல்கிறார். நிகழ்வு அடிவானத்தை கடந்து, விண்வெளி வீரர் எந்த மாற்றத்தையும் கவனிக்க மாட்டார், இருப்பினும் அவருக்கு இனி திரும்புவதற்கான வாய்ப்பு இல்லை. ஒரு கட்டத்தில், விண்வெளி வீரர் ஒரு புள்ளியை அடைவார் (நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு சற்று பின்னால்) அவரது உடலின் சிதைவு ஏற்படத் தொடங்கும். கருந்துளையின் ஈர்ப்புப் புலம் சீரற்றதாக இருப்பதாலும், மையத்தை நோக்கி அதிகரிக்கும் விசைச் சாய்வால் குறிப்பிடப்படுவதாலும், விண்வெளி வீரரின் கால்கள், எடுத்துக்காட்டாக, தலையை விட குறிப்பிடத்தக்க வகையில் அதிக ஈர்ப்புச் செல்வாக்கிற்கு உட்பட்டிருக்கும். பின்னர், ஈர்ப்பு அல்லது மாறாக அலை சக்திகள் காரணமாக, கால்கள் வேகமாக "விழும்". இதனால், உடல் படிப்படியாக நீளமாக நீட்டத் தொடங்குகிறது. இந்த நிகழ்வை விவரிக்க, வானியற்பியல் வல்லுநர்கள் ஒரு ஆக்கபூர்வமான சொல்லைக் கொண்டு வந்துள்ளனர் - ஸ்பாகெட்டிஃபிகேஷன். உடலை மேலும் நீட்டுவது ஒருவேளை அணுக்களாக சிதைந்துவிடும், இது விரைவில் அல்லது பின்னர் ஒரு தனித்தன்மையை அடையும். இந்த சூழ்நிலையில் ஒரு நபர் எப்படி உணருவார் என்பதை ஒருவர் மட்டுமே யூகிக்க முடியும். ஒரு உடலை நீட்டுவதன் விளைவு கருந்துளையின் வெகுஜனத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும் என்பது கவனிக்கத்தக்கது. அதாவது, மூன்று சூரியன்களின் நிறை கொண்ட ஒரு கருந்துளை உடனடியாக உடலை நீட்டினால்/கிழித்துவிட்டால், மிகப்பெரிய கருந்துளையானது குறைந்த அலை சக்திகளைக் கொண்டிருக்கும், மேலும் சில இயற்பியல் பொருட்கள் அவற்றின் கட்டமைப்பை இழக்காமல் அத்தகைய சிதைவை "சகித்துக் கொள்ளும்" பரிந்துரைகள் உள்ளன.

உங்களுக்குத் தெரியும், பாரிய பொருள்களுக்கு அருகில் நேரம் மெதுவாகப் பாய்கிறது, அதாவது தற்கொலை குண்டுதாரி விண்வெளி வீரரின் நேரம் பூமிக்குரியவர்களை விட மிக மெதுவாகப் பாயும். இந்த விஷயத்தில், ஒருவேளை அவர் தனது நண்பர்களை மட்டுமல்ல, பூமியையும் விட அதிகமாக வாழ்வார். ஒரு விண்வெளி வீரருக்கு எவ்வளவு நேரம் குறையும் என்பதைத் தீர்மானிக்க, கணக்கீடுகள் தேவைப்படும், ஆனால் மேலே இருந்து விண்வெளி வீரர் கருந்துளையில் மிக மெதுவாக விழுவார் என்று கருதலாம், ஒருவேளை, அவரது கணத்தை பார்க்க வாழ முடியாது. உடல் சிதைக்கத் தொடங்குகிறது.

வெளியில் இருந்து ஒரு பார்வையாளருக்கு, நிகழ்வு அடிவானம் வரை பறக்கும் அனைத்து உடல்களும் அவற்றின் உருவம் மறையும் வரை இந்த அடிவானத்தின் விளிம்பில் இருக்கும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இந்த நிகழ்வுக்கான காரணம் புவியீர்ப்பு சிவப்பு மாற்றம் ஆகும். சற்றே எளிமையாக்கினால், நிகழ்வு அடிவானத்தில் "உறைந்த" தற்கொலை விண்வெளி வீரரின் உடலில் விழும் ஒளி அதன் வேகம் குறைவதால் அதன் அதிர்வெண்ணை மாற்றும் என்று கூறலாம். நேரம் மெதுவாக செல்ல, ஒளியின் அதிர்வெண் குறைந்து அலைநீளம் அதிகரிக்கும். இந்த நிகழ்வின் விளைவாக, வெளியீட்டில், அதாவது, வெளிப்புற பார்வையாளருக்கு, ஒளி படிப்படியாக குறைந்த அதிர்வெண்ணை நோக்கி மாறும் - சிவப்பு. ஸ்பெக்ட்ரம் முழுவதும் ஒளியின் மாற்றம் நிகழும், ஏனெனில் தற்கொலை விண்வெளி வீரர் பார்வையாளரிடமிருந்து மேலும் மேலும் விலகிச் செல்கிறார், இருப்பினும் கிட்டத்தட்ட கண்ணுக்கு தெரியாததாக இருந்தாலும், அவரது நேரம் மேலும் மேலும் மெதுவாக பாய்கிறது. இதனால், அவரது உடலால் பிரதிபலிக்கும் ஒளி விரைவில் புலப்படும் நிறமாலைக்கு அப்பால் செல்லும் (படம் மறைந்துவிடும்), மேலும் எதிர்காலத்தில் விண்வெளி வீரரின் உடலை அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சு மண்டலத்தில் மட்டுமே கண்டறிய முடியும், பின்னர் ரேடியோ அலைவரிசையில், அதன் விளைவாக கதிர்வீச்சு முற்றிலும் மழுப்பலாக இருக்கும்.

மேற்கூறியவை இருந்தபோதிலும், மிகப் பெரிய பிரம்மாண்டமான கருந்துளைகளில், அலை சக்திகள் தூரத்துடன் அதிகம் மாறாது மற்றும் விழும் உடலில் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக செயல்படும் என்று கருதப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், விழும் விண்கலம் அதன் கட்டமைப்பைத் தக்க வைத்துக் கொள்ளும். ஒரு நியாயமான கேள்வி எழுகிறது: கருந்துளை எங்கே செல்கிறது? வார்ம்ஹோல்கள் மற்றும் கருந்துளைகள் போன்ற இரண்டு நிகழ்வுகளை இணைக்கும் சில விஞ்ஞானிகளின் பணியால் இந்த கேள்விக்கு பதிலளிக்க முடியும்.

1935 ஆம் ஆண்டில், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் நாதன் ரோசன் ஆகியோர் வார்ம்ஹோல்ஸ் என்று அழைக்கப்படுவதைப் பற்றி ஒரு கருதுகோளை முன்வைத்தனர், பிந்தையவற்றின் குறிப்பிடத்தக்க வளைவின் இடங்கள் மூலம் விண்வெளி நேரத்தின் இரண்டு புள்ளிகளை இணைக்கின்றனர் - ஐன்ஸ்டீன்-ரோசன் பாலம் அல்லது வார்ம்ஹோல். விண்வெளியின் அத்தகைய சக்திவாய்ந்த வளைவுக்கு, பிரம்மாண்டமான நிறை கொண்ட உடல்கள் தேவைப்படும், அதன் பங்கு கருந்துளைகளால் முழுமையாக நிறைவேற்றப்படும்.

ஐன்ஸ்டீன்-ரோசன் பாலம் சிறிய அளவில் மற்றும் நிலையற்றதாக இருப்பதால், அது செல்ல முடியாத புழு துளையாகக் கருதப்படுகிறது.

கருப்பு மற்றும் வெள்ளை துளைகளின் கோட்பாட்டின் கட்டமைப்பிற்குள் ஒரு பயணிக்கக்கூடிய வார்ம்ஹோல் சாத்தியமாகும். வெள்ளை துளை என்பது கருந்துளையில் சிக்கிய தகவல்களின் வெளியீடு ஆகும். வெள்ளை துளை பொது சார்பியல் கட்டமைப்பிற்குள் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது, ஆனால் இன்று அனுமானமாக உள்ளது மற்றும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. வார்ம்ஹோலின் மற்றொரு மாதிரி அமெரிக்க விஞ்ஞானிகளான கிப் தோர்ன் மற்றும் அவரது பட்டதாரி மாணவர் மைக் மோரிஸ் ஆகியோரால் முன்மொழியப்பட்டது, இது கடந்து செல்லக்கூடியது. இருப்பினும், மோரிஸ்-தோர்ன் வார்ம்ஹோல் மற்றும் கருப்பு மற்றும் வெள்ளை துளைகள் இரண்டிலும், பயணத்தின் சாத்தியக்கூறுகள் எதிர்மறை ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கும் மற்றும் கற்பனையானதாக இருக்கும் அயல்நாட்டுப் பொருள் என்று அழைக்கப்படுபவை தேவைப்படுகிறது.

பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள்

கருந்துளைகளின் இருப்பு ஒப்பீட்டளவில் சமீபத்தில் (செப்டம்பர் 2015) உறுதிப்படுத்தப்பட்டது, ஆனால் அதற்கு முன்னர் கருந்துளைகளின் தன்மை குறித்து ஏற்கனவே நிறைய தத்துவார்த்த பொருட்கள் இருந்தன, அத்துடன் கருந்துளையின் பங்கிற்கான பல வேட்பாளர் பொருள்களும் இருந்தன. முதலில், கருந்துளையின் அளவை நீங்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும், ஏனெனில் நிகழ்வின் தன்மை அவற்றைப் பொறுத்தது:

• நட்சத்திர நிறை கருந்துளை. ஒரு நட்சத்திரத்தின் சரிவின் விளைவாக இத்தகைய பொருட்கள் உருவாகின்றன. முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, அத்தகைய கருந்துளையை உருவாக்கும் திறன் கொண்ட உடலின் குறைந்தபட்ச நிறை 2.5 - 3 சூரிய நிறைகள் ஆகும்.
• இடைநிலை நிறை கருந்துளைகள். வாயுக் கொத்து, அண்டை நட்சத்திரம் (இரண்டு நட்சத்திரங்களின் அமைப்புகளில்) மற்றும் பிற காஸ்மிக் உடல்கள் போன்ற அருகிலுள்ள பொருட்களின் உறிஞ்சுதலின் காரணமாக வளர்ந்த ஒரு நிபந்தனை இடைநிலை கருந்துளை.
• மிகப்பெரிய கருந்துளை. 10 5 -10 10 சூரிய நிறை கொண்ட சிறிய பொருள்கள். இத்தகைய கருந்துளைகளின் தனித்துவமான பண்புகள் அவற்றின் முரண்பாடான குறைந்த அடர்த்தி மற்றும் பலவீனமான அலை சக்திகள், அவை முன்னர் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன. இதுவே நமது பால்வீதி விண்மீன் மண்டலத்தின் (தனுசு A*, Sgr A*) மற்றும் பிற விண்மீன் திரள்களின் மையத்தில் உள்ள பிரம்மாண்டமான கருந்துளை ஆகும்.

ChDக்கான வேட்பாளர்கள்

அருகிலுள்ள கருந்துளை, அல்லது கருந்துளையின் பாத்திரத்திற்கான வேட்பாளர், ஒரு பொருள் (V616 மோனோசெரோஸ்), இது சூரியனிலிருந்து 3000 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் (நமது விண்மீன் மண்டலத்தில்) அமைந்துள்ளது. இது இரண்டு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது: சூரியனின் பாதி நிறை கொண்ட ஒரு நட்சத்திரம், அதே போல் 3-5 சூரிய நிறை கொண்ட கண்ணுக்கு தெரியாத சிறிய உடல். இந்த பொருள் நட்சத்திர நிறை கொண்ட ஒரு சிறிய கருந்துளையாக மாறினால், அது சரியாக அருகில் உள்ள கருந்துளையாக மாறும்.

இந்த பொருளைத் தொடர்ந்து, இரண்டாவது நெருங்கிய கருந்துளையானது சிக்னஸ் X-1 (Cyg X-1) என்ற பொருளாகும், இது கருந்துளையின் பாத்திரத்திற்கான முதல் வேட்பாளர் ஆகும். அதற்கான தூரம் தோராயமாக 6070 ஒளி ஆண்டுகள். நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்டது: இது 14.8 சூரிய நிறை மற்றும் நிகழ்வு அடிவானத்தின் ஆரம் சுமார் 26 கி.மீ.

சில ஆதாரங்களின்படி, கருந்துளையின் பங்கிற்கு மற்றொரு நெருங்கிய வேட்பாளர் V4641 Sagittarii (V4641 Sgr) நட்சத்திர அமைப்பில் உள்ள ஒரு உடலாக இருக்கலாம், இது 1999 இல் மதிப்பீடுகளின்படி, 1600 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் அமைந்துள்ளது. இருப்பினும், அடுத்தடுத்த ஆய்வுகள் இந்த தூரத்தை குறைந்தது 15 மடங்கு அதிகரித்துள்ளது.

நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் எத்தனை கருந்துளைகள் உள்ளன?

இந்தக் கேள்விக்கு சரியான பதில் இல்லை, ஏனெனில் அவற்றைக் கவனிப்பது மிகவும் கடினம், மேலும் வானத்தைப் படிக்கும் முழு காலகட்டத்திலும், விஞ்ஞானிகள் பால்வீதிக்குள் சுமார் ஒரு டஜன் கருந்துளைகளைக் கண்டுபிடிக்க முடிந்தது. கணக்கீடுகளில் ஈடுபடாமல், நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் சுமார் 100-400 பில்லியன் நட்சத்திரங்கள் இருப்பதையும், தோராயமாக ஒவ்வொரு ஆயிரத்தில் ஒரு நட்சத்திரமும் கருந்துளையை உருவாக்கும் அளவுக்கு நிறைவைக் கொண்டிருப்பதையும் கவனிக்கிறோம். பால்வீதி இருந்த காலத்தில் மில்லியன் கணக்கான கருந்துளைகள் உருவாகியிருக்கலாம். மிகப் பெரிய அளவிலான கருந்துளைகளைக் கண்டறிவது எளிதாக இருப்பதால், நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் உள்ள பெரும்பாலான கருந்துளைகள் மிகப் பெரியவை அல்ல என்று கருதுவது தர்க்கரீதியானது. 2005 ஆம் ஆண்டில் நாசாவின் ஆராய்ச்சியானது விண்மீனின் மையத்தைச் சுற்றி ஒரு முழு கருந்துளைகள் (10-20 ஆயிரம்) இருப்பதாகக் கூறுகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. கூடுதலாக, 2016 ஆம் ஆண்டில், ஜப்பானிய வானியற்பியல் வல்லுநர்கள் பொருள் * அருகே ஒரு பெரிய செயற்கைக்கோளைக் கண்டுபிடித்தனர் - ஒரு கருந்துளை, பால்வீதியின் மையப்பகுதி. இந்த உடலின் சிறிய ஆரம் (0.15 ஒளி ஆண்டுகள்) மற்றும் அதன் மகத்தான நிறை (100,000 சூரிய வெகுஜனங்கள்) காரணமாக, விஞ்ஞானிகள் இந்த பொருளும் ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளை என்று கருதுகின்றனர்.

நமது விண்மீனின் மையப்பகுதி, பால்வீதியின் கருந்துளை (தனுசு A*, Sgr A* அல்லது Sagittarius A*) மிகப்பெரியது மற்றும் 4.31 10 6 சூரிய நிறை மற்றும் 0.00071 ஒளி ஆண்டுகள் ஆரம் கொண்டது. அல்லது 6.75 பில்லியன் கிமீ). தனுசு A* இன் வெப்பநிலை, அதைச் சுற்றியுள்ள கொத்துகளுடன் சேர்ந்து, சுமார் 1·10 7 K ஆகும்.

மிகப்பெரிய கருந்துளை

விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்த பிரபஞ்சத்தின் மிகப்பெரிய கருந்துளை, பூமியில் இருந்து 1.2 10 10 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ள விண்மீன் S5 0014+81 மையத்தில் உள்ள ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளை, FSRQ பிளேசர் ஆகும். ஸ்விஃப்ட் விண்வெளி ஆய்வகத்தைப் பயன்படுத்தி பூர்வாங்க கண்காணிப்பு முடிவுகளின்படி, கருந்துளையின் நிறை 40 பில்லியன் (40·10 9) சூரிய நிறைகள், அத்தகைய துளையின் ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் ஆரம் 118.35 பில்லியன் கிலோமீட்டர்கள் (0.013 ஒளி ஆண்டுகள்) ஆகும். கூடுதலாக, கணக்கீடுகளின்படி, இது 12.1 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு எழுந்தது (பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு 1.6 பில்லியன் ஆண்டுகள்). இந்த மாபெரும் கருந்துளை அதைச் சுற்றியுள்ள பொருளை உறிஞ்சவில்லை என்றால், அது கருந்துளைகளின் சகாப்தத்தில் வாழும் - பிரபஞ்சத்தின் வளர்ச்சியின் காலங்களில் ஒன்று, கருந்துளைகள் அதில் ஆதிக்கம் செலுத்தும். விண்மீன் S5 0014+81 இன் மையப்பகுதி தொடர்ந்து வளர்ந்து கொண்டே இருந்தால், அது பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் கடைசி கருந்துளைகளில் ஒன்றாக மாறும்.

அறியப்பட்ட மற்ற இரண்டு கருந்துளைகள், அவற்றின் சொந்த பெயர்கள் இல்லாவிட்டாலும், கருந்துளைகள் பற்றிய ஆய்வுக்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை, ஏனெனில் அவை அவற்றின் இருப்பை சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தின, மேலும் புவியீர்ப்பு ஆய்வுக்கான முக்கியமான முடிவுகளை வழங்கின. நாம் GW150914 நிகழ்வைப் பற்றி பேசுகிறோம், இது இரண்டு கருந்துளைகள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதுகிறது. இந்த நிகழ்வு பதிவு செய்வதை சாத்தியமாக்கியது.

கருந்துளைகளைக் கண்டறிதல்

கருந்துளைகளைக் கண்டறிவதற்கான முறைகளைக் கருத்தில் கொள்வதற்கு முன், நாம் கேள்விக்கு பதிலளிக்க வேண்டும் - கருந்துளை ஏன் கருப்பு? - இதற்கான பதிலுக்கு வானியற்பியல் மற்றும் அண்டவியல் பற்றிய ஆழமான அறிவு தேவையில்லை. உண்மை என்னவென்றால், கருந்துளை அதன் மீது விழும் அனைத்து கதிர்வீச்சையும் உறிஞ்சி, நீங்கள் அனுமானத்தை கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாவிட்டால், அதை வெளியிடுவதில்லை. இந்த நிகழ்வை நாம் இன்னும் விரிவாகக் கருத்தில் கொண்டால், மின்காந்த கதிர்வீச்சு வடிவத்தில் ஆற்றல் வெளியீட்டிற்கு வழிவகுக்கும் செயல்முறைகள் கருந்துளைகளுக்குள் ஏற்படாது என்று நாம் கருதலாம். பின்னர், ஒரு கருந்துளை வெளிப்பட்டால், அது ஹாக்கிங் ஸ்பெக்ட்ரமில் (சூடான, முற்றிலும் கருப்பு உடலின் நிறமாலையுடன் ஒத்துப்போகிறது) அவ்வாறு செய்கிறது. இருப்பினும், முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, இந்த கதிர்வீச்சு கண்டறியப்படவில்லை, இது கருந்துளைகளின் வெப்பநிலை முற்றிலும் குறைவாக இருப்பதாகக் கூறுகிறது.

பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மற்றொரு கோட்பாடு மின்காந்த கதிர்வீச்சு நிகழ்வு அடிவானத்தை விட்டு வெளியேறும் திறன் கொண்டதல்ல என்று கூறுகிறது. ஃபோட்டான்கள் (ஒளியின் துகள்கள்) பாரிய பொருள்களால் ஈர்க்கப்படுவதில்லை, ஏனெனில், கோட்பாட்டின் படி, அவற்றுக்கு நிறை இல்லை. இருப்பினும், கருந்துளையானது விண்வெளி நேரத்தின் சிதைவின் மூலம் ஒளியின் ஃபோட்டான்களை "கவருகிறது". விண்வெளியில் ஒரு கருந்துளையை விண்வெளி நேரத்தின் மென்மையான மேற்பரப்பில் ஒரு வகையான மனச்சோர்வு என்று நாம் கற்பனை செய்தால், கருந்துளையின் மையத்திலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட தூரம் உள்ளது, அதை அணுகும் ஒளி இனி அதிலிருந்து விலகிச் செல்ல முடியாது. அதாவது, தோராயமாகச் சொன்னால், ஒளியானது "கீழே" கூட இல்லாத "துளை"க்குள் "விழ" தொடங்குகிறது.

கூடுதலாக, ஈர்ப்பு சிவப்பு மாற்றத்தின் விளைவை நாம் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், கருந்துளையில் உள்ள ஒளி அதன் அதிர்வெண்ணை இழந்து, குறைந்த அதிர்வெண் கொண்ட நீண்ட அலை கதிர்வீச்சு பகுதிக்கு மாறும் வரை, அது ஆற்றலை முழுவதுமாக இழக்கும் வரை சாத்தியமாகும்.

எனவே, கருந்துளை கருப்பு நிறத்தில் இருப்பதால் விண்வெளியில் கண்டறிவது கடினம்.

கண்டறிதல் முறைகள்

கருந்துளையைக் கண்டறிய வானியலாளர்கள் பயன்படுத்தும் முறைகளைப் பார்ப்போம்:

மேலே குறிப்பிட்டுள்ள முறைகளுக்கு கூடுதலாக, விஞ்ஞானிகள் பெரும்பாலும் கருந்துளைகள் மற்றும் போன்ற பொருட்களை தொடர்புபடுத்துகின்றனர். குவாசர்கள் என்பது பிரபஞ்சத்தின் பிரகாசமான வானியல் பொருட்களில் உள்ள அண்ட உடல்கள் மற்றும் வாயுக்களின் சில கொத்துகள் ஆகும். அவை ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவுகளில் அதிக ஒளிர்வுத் தீவிரத்தைக் கொண்டிருப்பதால், இந்த பொருட்களின் மையம் ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளை, சுற்றியுள்ள பொருட்களை ஈர்க்கிறது என்று கருதுவதற்கு காரணம் உள்ளது. அத்தகைய சக்திவாய்ந்த ஈர்ப்பு ஈர்ப்பு காரணமாக, ஈர்க்கப்பட்ட பொருள் மிகவும் சூடாக இருக்கிறது, அது தீவிரமாக கதிர்வீசுகிறது. இத்தகைய பொருட்களின் கண்டுபிடிப்பு பொதுவாக கருந்துளையின் கண்டுபிடிப்புடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. சில நேரங்களில் குவாசர்கள் இரண்டு திசைகளில் சூடான பிளாஸ்மாவின் ஜெட்களை வெளியிடலாம் - சார்பியல் ஜெட்கள். இத்தகைய ஜெட் விமானங்கள் தோன்றுவதற்கான காரணங்கள் முற்றிலும் தெளிவாக இல்லை, ஆனால் அவை கருந்துளை மற்றும் திரட்டல் வட்டின் காந்தப்புலங்களின் தொடர்பு காரணமாக இருக்கலாம், மேலும் அவை நேரடி கருந்துளையால் உமிழப்படுவதில்லை.

கருந்துளையின் மையத்திலிருந்து M87 விண்மீன் படப்பிடிப்பில் ஜெட்

மேலே உள்ளவற்றைச் சுருக்கமாக, கற்பனை செய்யலாம், மூடலாம்: இது ஒரு கோள வடிவ கருப்புப் பொருளாகும், அதைச் சுற்றி அதிக சூடாக்கப்பட்ட பொருள் சுழன்று ஒளிரும் திரட்சி வட்டை உருவாக்குகிறது.

கருந்துளைகளின் இணைப்புகள் மற்றும் மோதல்கள்

வானியல் இயற்பியலில் மிகவும் சுவாரஸ்யமான நிகழ்வுகளில் ஒன்று கருந்துளைகளின் மோதல் ஆகும், இது அத்தகைய பாரிய வானியல் உடல்களைக் கண்டறிவதை சாத்தியமாக்குகிறது. இத்தகைய செயல்முறைகள் வானியற்பியல் வல்லுநர்களுக்கு மட்டுமல்ல, இயற்பியலாளர்களால் மோசமாக ஆய்வு செய்யப்பட்ட நிகழ்வுகளை விளைவிப்பதால் அவை ஆர்வமாக உள்ளன. மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க உதாரணம் GW150914 எனப்படும் முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட நிகழ்வாகும், இரண்டு கருந்துளைகள் மிக நெருக்கமாக வந்தபோது, ​​அவற்றின் பரஸ்பர ஈர்ப்பு ஈர்ப்பின் விளைவாக, அவை ஒன்றாக இணைந்தன. இந்த மோதலின் ஒரு முக்கியமான விளைவு ஈர்ப்பு அலைகளின் தோற்றம் ஆகும்.

வரையறையின்படி, ஈர்ப்பு அலைகள் என்பது புவியீர்ப்பு புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் ஆகும், அவை பாரிய நகரும் பொருட்களிலிருந்து அலை போன்ற முறையில் பரவுகின்றன. அத்தகைய இரண்டு பொருள்கள் நெருங்கி வரும்போது, ​​​​அவை ஒரு பொதுவான ஈர்ப்பு மையத்தைச் சுற்றி சுழலத் தொடங்குகின்றன. அவை நெருங்க நெருங்க, அவற்றின் சொந்த அச்சில் சுழற்சி அதிகரிக்கிறது. சில தருணங்களில் ஈர்ப்பு புலத்தின் இத்தகைய மாற்று அலைவுகள் ஒரு சக்திவாய்ந்த ஈர்ப்பு அலையை உருவாக்கலாம், இது மில்லியன் கணக்கான ஒளி ஆண்டுகளுக்கு விண்வெளியில் பரவுகிறது. இவ்வாறு, 1.3 பில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில், இரண்டு கருந்துளைகள் மோதி, சக்திவாய்ந்த ஈர்ப்பு அலையை உருவாக்கியது, இது செப்டம்பர் 14, 2015 அன்று பூமியை அடைந்தது மற்றும் LIGO மற்றும் VIRGO டிடெக்டர்களால் பதிவு செய்யப்பட்டது.

கருந்துளைகள் எவ்வாறு இறக்கின்றன?

வெளிப்படையாக, ஒரு கருந்துளை இருப்பதை நிறுத்த, அது அதன் நிறை முழுவதையும் இழக்க வேண்டும். இருப்பினும், அதன் வரையறையின்படி, கருந்துளை அதன் நிகழ்வு அடிவானத்தைத் தாண்டினால் எதுவும் வெளியேற முடியாது. கருந்துளையில் இருந்து துகள்கள் வெளியேறுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் சோவியத் தத்துவார்த்த இயற்பியலாளர் விளாடிமிர் கிரிபோவ், மற்றொரு சோவியத் விஞ்ஞானி யாகோவ் ஜெல்டோவிச்சுடன் தனது விவாதத்தில் முதலில் குறிப்பிடப்பட்டதாக அறியப்படுகிறது. குவாண்டம் இயக்கவியலின் பார்வையில், கருந்துளையானது சுரங்கப்பாதை விளைவு மூலம் துகள்களை வெளியிடும் திறன் கொண்டது என்று அவர் வாதிட்டார். பின்னர், குவாண்டம் இயக்கவியலைப் பயன்படுத்தி, ஆங்கில தத்துவார்த்த இயற்பியலாளர் ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் தனது சொந்த, சற்று வித்தியாசமான கோட்பாட்டை உருவாக்கினார். இந்த நிகழ்வைப் பற்றி நீங்கள் மேலும் படிக்கலாம். சுருக்கமாகச் சொன்னால், ஒரு வெற்றிடத்தில் மெய்நிகர் துகள்கள் என்று அழைக்கப்படுபவை உள்ளன, அவை தொடர்ந்து ஜோடிகளாகப் பிறந்து, வெளி உலகத்துடன் தொடர்பு கொள்ளாமல் ஒருவரையொருவர் நிர்மூலமாக்குகின்றன. ஆனால் அத்தகைய ஜோடிகள் கருந்துளையின் நிகழ்வு அடிவானத்தில் தோன்றினால், வலுவான புவியீர்ப்பு அவற்றைப் பிரிக்கும் திறன் கொண்டது, ஒரு துகள் கருந்துளைக்குள் விழும், மற்றொன்று கருந்துளையிலிருந்து விலகிச் செல்லும். மேலும் ஒரு துளையிலிருந்து ஒரு துகள் பறந்து செல்வதை அவதானிக்கலாம், அதனால் நேர்மறை ஆற்றல் இருப்பதால், ஒரு துளைக்குள் விழும் ஒரு துகள் எதிர்மறை ஆற்றலைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இதனால், கருந்துளை அதன் ஆற்றலை இழந்து ஒரு விளைவு ஏற்படும், இது கருந்துளை ஆவியாதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கருந்துளையின் தற்போதைய மாதிரிகளின்படி, முன்பு குறிப்பிட்டபடி, அதன் நிறை குறையும் போது, ​​அதன் கதிர்வீச்சு தீவிரமடைகிறது. கருந்துளையின் இறுதி கட்டத்தில், அது ஒரு குவாண்டம் கருந்துளையின் அளவிற்கு சுருங்கும்போது, ​​அது கதிர்வீச்சு வடிவத்தில் ஒரு பெரிய அளவிலான ஆற்றலை வெளியிடும், இது ஆயிரக்கணக்கான அல்லது மில்லியன் அணுக்களுக்கு சமமானதாக இருக்கலாம். குண்டுகள். இந்த நிகழ்வு அதே வெடிகுண்டு போன்ற கருந்துளையின் வெடிப்பை ஓரளவு நினைவூட்டுகிறது. கணக்கீடுகளின்படி, பிக் பேங்கின் விளைவாக ஆதிகால கருந்துளைகள் பிறந்திருக்கலாம், மேலும் அவற்றில் சுமார் 10 12 கிலோ நிறை கொண்டவை ஆவியாகி வெடித்திருக்கும். அது எப்படியிருந்தாலும், இதுபோன்ற வெடிப்புகள் வானியலாளர்களால் கவனிக்கப்படவில்லை.

கருந்துளைகளை அழிப்பதற்கான ஹாக்கிங்கின் முன்மொழியப்பட்ட வழிமுறை இருந்தபோதிலும், ஹாக்கிங்கின் கதிர்வீச்சின் பண்புகள் குவாண்டம் இயக்கவியலின் கட்டமைப்பிற்குள் ஒரு முரண்பாட்டை ஏற்படுத்துகின்றன. ஒரு கருந்துளை ஒரு குறிப்பிட்ட உடலை உறிஞ்சி, இந்த உடலை உறிஞ்சுவதன் விளைவாக வெகுஜனத்தை இழந்தால், உடலின் தன்மையைப் பொருட்படுத்தாமல், கருந்துளை உடலை உறிஞ்சுவதற்கு முன்பு இருந்ததிலிருந்து வேறுபடாது. இந்த வழக்கில், உடலைப் பற்றிய தகவல்கள் எப்போதும் இழக்கப்படுகின்றன. கோட்பாட்டு கணக்கீடுகளின் பார்வையில், ஆரம்ப தூய நிலையை விளைவான கலப்பு ("வெப்ப") நிலைக்கு மாற்றுவது தற்போதைய குவாண்டம் இயக்கவியலின் கோட்பாட்டுடன் ஒத்துப்போவதில்லை. இந்த முரண்பாடு சில நேரங்களில் கருந்துளையில் தகவல் காணாமல் போவது என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த முரண்பாட்டிற்கு ஒரு உறுதியான தீர்வு இதுவரை கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. முரண்பாட்டிற்கு அறியப்பட்ட தீர்வுகள்:

• ஹாக்கிங்கின் கோட்பாட்டின் செல்லாத தன்மை. இது கருந்துளை மற்றும் அதன் நிலையான வளர்ச்சியை அழிக்க இயலாது.
• வெள்ளை துளைகள் இருப்பது. இந்த வழக்கில், உறிஞ்சப்பட்ட தகவல் மறைந்துவிடாது, ஆனால் வெறுமனே மற்றொரு பிரபஞ்சத்தில் வீசப்படுகிறது.
• குவாண்டம் இயக்கவியலின் பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாட்டின் முரண்பாடு.

கருந்துளை இயற்பியலின் தீர்க்கப்படாத பிரச்சனை

முன்னர் விவரிக்கப்பட்ட அனைத்தையும் ஆராயும்போது, ​​கருந்துளைகள், அவை ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட காலமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டிருந்தாலும், இன்னும் பல அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றின் வழிமுறைகள் இன்னும் விஞ்ஞானிகளுக்குத் தெரியவில்லை.

• 1970 ஆம் ஆண்டில், ஒரு ஆங்கில விஞ்ஞானி என்று அழைக்கப்படுவதை உருவாக்கினார். "காஸ்மிக் சென்சார்ஷிப் கொள்கை" - "இயற்கை நிர்வாண ஒருமைப்பாட்டை வெறுக்கிறது." கருந்துளையின் மையம் போன்ற மறைந்த இடங்களில் மட்டுமே தனித்தன்மைகள் உருவாகின்றன என்பதே இதன் பொருள். இருப்பினும், இந்த கொள்கை இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை. கோட்பாட்டு கணக்கீடுகளும் உள்ளன, அதன்படி "நிர்வாண" ஒருமைப்பாடு எழலாம்.
• கருந்துளைகள் மூன்று அளவுருக்களை மட்டுமே கொண்ட “முடி தேற்றம் இல்லை” என்பதும் நிரூபிக்கப்படவில்லை.
• கருந்துளை காந்த மண்டலத்தின் முழுமையான கோட்பாடு உருவாக்கப்படவில்லை.
• ஈர்ப்பு ஒருமையின் தன்மை மற்றும் இயற்பியல் ஆய்வு செய்யப்படவில்லை.
• கருந்துளை இருப்பதற்கான இறுதி கட்டத்தில் என்ன நடக்கிறது, அதன் குவாண்டம் சிதைவுக்குப் பிறகு என்ன இருக்கிறது என்பது உறுதியாகத் தெரியவில்லை.

கருந்துளைகள் பற்றிய சுவாரஸ்யமான உண்மைகள்

மேலே உள்ளவற்றைச் சுருக்கமாக, கருந்துளைகளின் தன்மையின் பல சுவாரஸ்யமான மற்றும் அசாதாரண அம்சங்களை நாம் முன்னிலைப்படுத்தலாம்:

• BH களில் மூன்று அளவுருக்கள் மட்டுமே உள்ளன: நிறை, மின் கட்டணம் மற்றும் கோண உந்தம். இந்த உடலின் இத்தகைய சிறிய எண்ணிக்கையிலான குணாதிசயங்களின் விளைவாக, இதைக் குறிப்பிடும் தேற்றம் "நோ-ஹேர் தேற்றம்" என்று அழைக்கப்படுகிறது. இங்குதான் "கருந்துளைக்கு முடி இல்லை" என்ற சொற்றொடர் வந்தது, அதாவது இரண்டு கருந்துளைகள் முற்றிலும் ஒரே மாதிரியானவை, அவற்றின் மூன்று அளவுருக்கள் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன.
• கருந்துளையின் அடர்த்தி காற்றின் அடர்த்தியை விட குறைவாக இருக்கும், மேலும் வெப்பநிலை பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் இருக்கும். இதிலிருந்து கருந்துளை உருவானது பொருளின் சுருக்கத்தால் ஏற்படவில்லை, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட தொகுதியில் அதிக அளவு பொருள் குவிந்ததன் விளைவாக ஏற்படுகிறது என்று நாம் கருதலாம்.
• வெளிப்புற பார்வையாளரை விட கருந்துளையால் உறிஞ்சப்படும் உடல்களுக்கு நேரம் மிகவும் மெதுவாக செல்கிறது. கூடுதலாக, உறிஞ்சப்பட்ட உடல்கள் கருந்துளையின் உள்ளே கணிசமாக நீண்டுள்ளது, இது விஞ்ஞானிகள் ஸ்பாகெட்டிஃபிகேஷன் என்று அழைக்கிறார்கள்.
• நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் சுமார் ஒரு மில்லியன் கருந்துளைகள் இருக்கலாம்.
• ஒவ்வொரு விண்மீன் மண்டலத்தின் மையத்திலும் ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளை இருக்கலாம்.
• எதிர்காலத்தில், கோட்பாட்டு மாதிரியின் படி, கருந்துளைகள் பிரபஞ்சத்தில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் உடல்களாக மாறும், கருந்துளைகளின் சகாப்தம் என்று அழைக்கப்படும் யுனிவர்ஸ் அடையும்.

1967 ஆம் ஆண்டின் இறுதியில், டிசம்பர் 29, 1967 அன்று "நமது பிரபஞ்சம்: அறியப்பட்ட மற்றும் அறியப்படாத" பொது விரிவுரையில் முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டது. முன்பு, இத்தகைய வானியற்பியல் பொருள்கள் "சரிவு நட்சத்திரங்கள்" அல்லது "கொலாப்சார்கள்" (ஆங்கிலத்திலிருந்து. சரிந்த நட்சத்திரங்கள்), அத்துடன் "உறைந்த நட்சத்திரங்கள்" (eng. உறைந்த நட்சத்திரங்கள்).

மேலே கொடுக்கப்பட்ட வரையறையின்படி கருந்துளைகளின் உண்மையான இருப்பு பற்றிய கேள்வியானது, ஈர்ப்புக் கோட்பாடு எவ்வளவு சரியானது என்பதுடன் தொடர்புடையது, அத்தகைய பொருள்களின் இருப்பு பின்வருமாறு. நவீன இயற்பியலில், ஈர்ப்பு விசையின் நிலையான கோட்பாடு, சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டது, பொதுவான சார்பியல் கோட்பாடு (ஜிடிஆர்), இருப்பினும் கருந்துளைகளின் இருப்பு மற்ற (அனைத்தும் அல்ல) ஈர்ப்பு விசையின் கோட்பாட்டு மாதிரிகளின் கட்டமைப்பிற்குள் சாத்தியமாகும் (பார்க்க: கோட்பாடுகள் புவியீர்ப்பு). எனவே, அவதானிப்புத் தரவு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு விளக்கப்படுகிறது, முதலில், அதன் சூழலில், கண்டிப்பாகச் சொன்னாலும், கருந்துளையின் உடனடி அருகாமையில் உள்ள விண்வெளி நேரத்தின் பகுதியுடன் தொடர்புடைய நிலைமைகளுக்கு இந்த கோட்பாடு சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்படவில்லை. எனவே, கருந்துளைகள் இருப்பதற்கான நேரடி ஆதாரங்கள் பற்றிய அறிக்கைகள், கீழே உள்ள இந்த கட்டுரை உட்பட, கண்டிப்பாகச் சொன்னால், மிகவும் அடர்த்தியான மற்றும் பாரிய பொருட்களின் இருப்பை உறுதிப்படுத்தும் அர்த்தத்தில் புரிந்து கொள்ளப்பட வேண்டும், அதே போல் வேறு சில கவனிக்கக்கூடிய பண்புகளும் உள்ளன. அவை கருந்துளைகள் பொது சார்பியல் கோட்பாடாக விளக்கப்படலாம்.

கூடுதலாக, கருந்துளைகள் பெரும்பாலும் மேலே கொடுக்கப்பட்ட வரையறைக்கு பொருந்தாத பொருள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஆனால் அவற்றின் பண்புகளில் அத்தகைய பொது சார்பியல் கருந்துளைக்கு மட்டுமே அணுகுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, சரிவின் பிற்பகுதியில் நட்சத்திரங்கள் சரிந்துவிடும். நவீன வானியல் இயற்பியலில், "கிட்டத்தட்ட சரிந்த" ("உறைந்த") நட்சத்திரம் மற்றும் "உண்மையான" கருந்துளை ஆகியவற்றின் அவதானிப்பு வெளிப்பாடுகள் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், இந்த வேறுபாடு அதிக முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்படவில்லை.

கருந்துளைகள் பற்றிய கருத்துகளின் வரலாறு

கருந்துளைகள் பற்றிய கருத்துகளின் வரலாற்றில், மூன்று காலங்கள் வேறுபடுகின்றன:

• முதல் காலகட்டத்தின் ஆரம்பம் 1784 இல் வெளியிடப்பட்ட ஜான் மைக்கேலின் பணியுடன் தொடர்புடையது, இது கவனிப்புக்கு அணுக முடியாத ஒரு பொருளின் நிறை கணக்கீட்டை கோடிட்டுக் காட்டியது.
• இரண்டாவது காலகட்டம் பொதுவான சார்பியல் கோட்பாட்டின் வளர்ச்சியுடன் தொடர்புடையது, இதன் சமன்பாடுகளின் நிலையான தீர்வு 1915 இல் கார்ல் ஸ்வார்ஸ்சைல்டால் பெறப்பட்டது.
• ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்கின் படைப்புகளின் 1975 இல் வெளியீடு, அதில் அவர் கருந்துளைகளிலிருந்து கதிர்வீச்சு யோசனையை முன்மொழிந்தார், இது மூன்றாவது காலகட்டத்தைத் தொடங்குகிறது. இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாவது காலகட்டங்களுக்கு இடையிலான எல்லை தன்னிச்சையானது, ஏனெனில் ஹாக்கிங்கின் கண்டுபிடிப்பின் அனைத்து விளைவுகளும் உடனடியாக தெளிவாகத் தெரியவில்லை, அதன் ஆய்வு இன்னும் நடந்து கொண்டிருக்கிறது.

"பிளாக் ஸ்டார்" மைக்கேல்

"பிளாக் ஹோல்" மைக்கேல்

நியூட்டனின் ஈர்ப்பு புலத்தில், ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, முடிவிலியில் ஓய்வில் இருக்கும் துகள்களுக்கு:

,

.

ஈர்ப்பு ஆரம் என்பது ஈர்ப்பு வெகுஜனத்திலிருந்து தூரமாக இருக்கட்டும், அதில் துகள் வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமாக மாறும். பிறகு .

ஈர்ப்பு விசையை கடக்க தேவையான வேகம் (இரண்டாவது தப்பிக்கும் வேகம்) ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமாகவோ அல்லது அதிகமாகவோ இருக்கும் ஒரு பாரிய உடலின் கருத்து, 1784 ஆம் ஆண்டில் ஜான் மைக்கேல் அவர் அனுப்பிய கடிதத்தில் முன்மொழிந்தார். ராயல் சொசைட்டி. 500 சூரிய ஆரங்கள் மற்றும் சூரியனின் அடர்த்தி கொண்ட ஒரு உடலுக்கு, அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள இரண்டாவது தப்பிக்கும் வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமாக இருக்கும் என்று அந்தக் கடிதத்தில் ஒரு கணக்கீடு இருந்தது. இதனால், ஒளி இந்த உடலை விட்டு வெளியேற முடியாது, அது கண்ணுக்கு தெரியாததாக இருக்கும். விண்வெளியில் இதுபோன்ற அணுக முடியாத பல பொருட்கள் இருக்கக்கூடும் என்று மைக்கேல் பரிந்துரைத்தார். 1796 ஆம் ஆண்டில், லாப்லேஸ் தனது எக்ஸ்போசிஷன் டு சிஸ்டம் டு மொண்டேவில் இந்தக் கருத்தைப் பற்றிய விவாதத்தைச் சேர்த்தார், ஆனால் இந்த பகுதி அடுத்தடுத்த பதிப்புகளில் தவிர்க்கப்பட்டது.

லாப்லேஸுக்குப் பிறகு, ஸ்வார்ஸ்சைல்டுக்கு முன்

19 ஆம் நூற்றாண்டு முழுவதும், அவற்றின் பாரிய தன்மையால் கண்ணுக்கு தெரியாத உடல்கள் பற்றிய யோசனை விஞ்ஞானிகளிடையே அதிக ஆர்வத்தை ஈர்க்கவில்லை. கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் கட்டமைப்பிற்குள், ஒளியின் வேகத்திற்கு அடிப்படை அர்த்தம் இல்லை என்பதே இதற்குக் காரணம். இருப்பினும், 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் - 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், ஜே. மேக்ஸ்வெல் வடிவமைத்த மின் இயக்கவியல் விதிகள், ஒருபுறம், அனைத்து நிலைமக் குறிப்புச் சட்டங்களிலும் திருப்தி அடைகின்றன, மறுபுறம் கலிலியன் மாற்றங்களின் கீழ் மாறுபாடு இல்லை. இதன் பொருள் இயற்பியலில் ஒரு செயலற்ற குறிப்பு அமைப்பிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்றத்தின் தன்மை பற்றிய கருத்துக்கள் குறிப்பிடத்தக்க சரிசெய்தல் தேவை.

எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் மேலும் வளர்ச்சியின் போக்கில், ஜி. லோரென்ட்ஸ் விண்வெளி-நேர ஒருங்கிணைப்புகளின் (இன்று லோரென்ட்ஸ் உருமாற்றங்கள் என அறியப்படுகிறது) மாற்றங்களின் ஒரு புதிய முறையை முன்மொழிந்தார், இது தொடர்பாக மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் மாறாமல் இருந்தன. லோரென்ட்ஸின் யோசனைகளை உருவாக்கி, மற்ற அனைத்து இயற்பியல் விதிகளும் இந்த மாற்றங்களைப் பொறுத்து மாறாதவை என்று ஏ. பாய்ன்கேரே கருதினார்.

இடத்தின் வளைவு

(போலி) ரீமேனியன் இடைவெளிகள், சிறிய அளவுகளில், சாதாரண (போலி) யூக்ளிடியன் போன்ற "கிட்டத்தட்ட" செயல்படும் இடைவெளிகள். எனவே, கோளத்தின் சிறிய பகுதிகளில், பித்தகோரியன் தேற்றம் மற்றும் யூக்ளிடியன் வடிவவியலின் பிற உண்மைகள் மிக உயர்ந்த துல்லியத்துடன் பூர்த்தி செய்யப்படுகின்றன. ஒரு காலத்தில், இந்த சூழ்நிலையானது பூமியின் மேற்பரப்பின் அவதானிப்புகளின் அடிப்படையில் யூக்ளிடியன் வடிவவியலை உருவாக்குவதை சாத்தியமாக்கியது (உண்மையில் இது தட்டையானது அல்ல, ஆனால் கோளத்திற்கு அருகில் உள்ளது). பொதுச் சார்பியல் கொள்கையின் முக்கியப் பொருளாக போலி-ரீமான்னியன் (மற்றும் வேறு எதுவும் இல்லை) இடைவெளிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதையும் அதே சூழ்நிலை தீர்மானித்தது: விண்வெளி நேரத்தின் சிறிய பிரிவுகளின் பண்புகள் சிறப்பு சார்பியல் மூலம் அறியப்பட்டவற்றிலிருந்து அதிகம் வேறுபடக்கூடாது.

இருப்பினும், பெரிய அளவில், ரீமான்னியன் இடைவெளிகள் யூக்ளிடியன் இடைவெளிகளிலிருந்து மிகவும் வித்தியாசமாக இருக்கும். அத்தகைய வேறுபாட்டின் முக்கிய பண்புகளில் ஒன்று வளைவு என்ற கருத்து. அதன் சாராம்சம் பின்வருமாறு: யூக்ளிடியன் இடைவெளிகளுக்கு சொத்து உள்ளது முழுமையான இணைநிலை: திசையன் எக்ஸ்", வெக்டரின் இணையான மொழிபெயர்ப்பின் விளைவாக பெறப்பட்டது எக்ஸ்எந்த மூடிய பாதையிலும், அசல் வெக்டருடன் ஒத்துப்போகிறது எக்ஸ். ரைமான்னியன் இடைவெளிகளுக்கு இது எப்போதும் இருக்காது, இதை பின்வரும் எடுத்துக்காட்டில் எளிதாகக் காட்டலாம். பார்வையாளர் பூமத்திய ரேகையின் குறுக்குவெட்டில் முதன்மை மெரிடியனுடன் நின்று, கிழக்கு நோக்கி நின்று பூமத்திய ரேகையுடன் செல்லத் தொடங்கினார் என்று வைத்துக்கொள்வோம். 180° தீர்க்கரேகை கொண்ட ஒரு புள்ளியை அடைந்த அவர், இயக்கத்தின் திசையை மாற்றி, தனது பார்வையின் திசையை மாற்றாமல், வடக்கு நோக்கி மெரிடியனுடன் நகரத் தொடங்கினார் (அதாவது, இப்போது அவர் வழியில் வலதுபுறம் பார்க்கிறார்) . இவ்வாறு அவர் வட துருவத்தைக் கடந்து, தனது தொடக்கப் புள்ளிக்குத் திரும்பும்போது, ​​அவர் மேற்குப் பக்கத்தை (கிழக்கு அல்ல, முதலில்) பார்த்திருப்பார். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், பார்வையாளரின் பாதையில் இணையாக மாற்றப்பட்ட திசையன், அசல் திசையனுடன் தொடர்புடைய "ஸ்க்ரோல்". அத்தகைய "ஸ்க்ரோலிங்" அளவின் சிறப்பியல்பு வளைவு ஆகும்.

கருந்துளைகளுக்கான ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடுகளின் தீர்வுகள்

பொது சார்பியல் கட்டமைப்பிற்குள் கருந்துளைகளுக்கான நிலையான தீர்வுகள் மூன்று அளவுருக்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: நிறை ( எம்), கோண உந்தம் ( எல்) மற்றும் மின் கட்டணம் ( கே), இது உடல்களின் தொடர்புடைய பண்புகள் மற்றும் அதில் விழுந்த கதிர்வீச்சு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. எந்தவொரு கருந்துளையும் வெளிப்புற தாக்கங்கள் இல்லாத நிலையில் நிலையானதாக மாறும், இது பல கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்களின் முயற்சிகளால் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, அவர்களில் நோபல் பரிசு பெற்ற சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகரின் பங்களிப்பு குறிப்பாக கவனிக்கத்தக்கது, அவர் "கருந்துளைகளின் கணிதக் கோட்பாடு" என்ற மோனோகிராஃப் எழுதியவர். , இந்த திசைக்கான அடிப்படை.

கருந்துளைகளுக்கான ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடுகளின் தீர்வுகள் தொடர்புடைய பண்புகளுடன்:

சுழலும் கருந்துளைக்கான தீர்வு மிகவும் கடினமானது. "உடல் பரிசீலனைகளில்" இருந்து கெர் மூலம் மிகவும் சிக்கலான தீர்வு "யூகிக்கப்பட்டது" என்பது சுவாரஸ்யமானது. கெர்ரின் தீர்வுக்கான முதல் நிலையான வழித்தோன்றல் பதினைந்து ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு எஸ்.சந்திரசேகரால் முதலில் செய்யப்பட்டது. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைகள் விரைவாக மின்னூட்டத்தை இழக்கும், எதிர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் மற்றும் விண்வெளியில் இருந்து தூசிகளை ஈர்க்கும் மற்றும் உறிஞ்சும் என்பதால், கெர்ரின் தீர்வு வானியல் இயற்பியலுக்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது என்று நம்பப்படுகிறது. ஒரு வெற்றிடத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடிகளின் பிறப்பு மற்றும் இரண்டாவது முடிவிலிக்கு செல்லும் துகள்களில் ஒன்று துளை மீது விழுவதன் மூலம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைகளை வெடிக்கும் நடுநிலைப்படுத்தும் செயல்முறையுடன் காமா-கதிர் வெடிப்புகளை இணைக்கும் ஒரு கோட்பாடு உள்ளது. ருஃபினி மற்றும் சக ஊழியர்கள்).

ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வு

ஸ்க்வார்ஸ்சைல்ட் ஆரத்திற்கு மிக அருகில் இருக்கும் ஆனால் இன்னும் கருந்துளைகள் இல்லாத பொருள்கள் நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களாகும்.

கருந்துளையின் "சராசரி அடர்த்தி" என்ற கருத்தை, நிகழ்வின் அடிவானத்தின் கீழ் உள்ள தொகுதியால் அதன் வெகுஜனத்தைப் பிரிப்பதன் மூலம் நீங்கள் அறிமுகப்படுத்தலாம்:

கருந்துளையின் நிறை அதிகரிக்கும் போது சராசரி அடர்த்தி குறைகிறது. எனவே, சூரியனின் வரிசையில் நிறை கொண்ட கருந்துளை அணுக்கரு அடர்த்தியை விட அதிக அடர்த்தியைக் கொண்டிருந்தால், 10 9 சூரிய வெகுஜனங்களைக் கொண்ட (குவாசர்களில் இத்தகைய கருந்துளைகள் இருப்பதாக சந்தேகிக்கப்படுகிறது) ஒரு சூப்பர்மாசிவ் கருந்துளை உள்ளது. 20 கிலோ/மீ³ வரிசையின் சராசரி அடர்த்தி, இது நீரின் அடர்த்தியை விட கணிசமாகக் குறைவு!

இவ்வாறு, ஒரு கருந்துளையை தற்போதுள்ள பொருளின் அளவை சுருக்கி மட்டும் பெற முடியாது, ஆனால் ஒரு பெரிய அளவிலான பொருளைக் குவிப்பதன் மூலம் விரிவான வழியிலும் பெறலாம்.

உண்மையான கருந்துளைகளை துல்லியமாக விவரிக்க, குவாண்டம் திருத்தங்களையும், கோண உந்தத்தின் இருப்பையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம். நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு அருகில், பொருள் புலங்களுடன் தொடர்புடைய குவாண்டம் விளைவுகள் (மின்காந்தம், நியூட்ரினோ போன்றவை) வலுவானவை. இதைக் கருத்தில் கொண்டு, கோட்பாடு (அதாவது, பொது சார்பியல், இதில் ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடுகளின் வலது பக்கம் ஆற்றல்-உந்தம் டென்சரின் குவாண்டம் நிலைக்கு சராசரியாக இருக்கும்) பொதுவாக "செமிக்ளாசிக்கல் ஈர்ப்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வு

இது ஐன்ஸ்டீனின் கோள சமச்சீர் கருந்துளைக்கான சமன்பாடுகளுக்கு நிலையான தீர்வாகும்.

ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் கருந்துளை அளவீடு:

c- ஒளியின் வேகம், m/s, டி− நேர ஒருங்கிணைப்பு (எல்லையற்ற தொலைதூர கடிகாரத்தில் அளவிடப்படும் நேரம்), நொடிகளில், ஆர்− ரேடியல் ஒருங்கிணைப்பு ("பூமத்திய ரேகையின்" நீளம் 2π ஆல் வகுக்கப்படுகிறது), மீட்டரில், θ - புவியியல் அட்சரேகை (வடக்கிலிருந்து கோணம்), ரேடியன்களில், − தீர்க்கரேகை, ரேடியன்களில், ஆர் கள்− நிறை கொண்ட உடலின் ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் ஆரம் (மீட்டரில்). எம் , ஆர் கேமின் கட்டணத்துடன் தொடர்புடைய நீள அளவு (மீட்டரில்). கே(ஸ்க்வார்ஸ்சைல்ட் ஆரத்தின் அனலாக், வெகுஜனத்திற்கு மட்டும் அல்ல, ஆனால் கட்டணத்திற்காக) என வரையறுக்கப்படுகிறது கூலம்ப் மாறிலி எங்கே.

கருந்துளையின் அளவுருக்கள் தன்னிச்சையாக இருக்க முடியாது. ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் கருந்துளையின் அதிகபட்ச கட்டணம் , எங்கே இ- எலக்ட்ரான் சார்ஜ். இது பூஜ்ஜிய கோண உந்தம் கொண்ட கருந்துளைக்கான கெர்-நியூமன் தடையின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வு ( ஜே= 0, அதாவது சுழற்சி இல்லாமல்).

எவ்வாறாயினும், யதார்த்தமான சூழ்நிலைகளில் (பார்க்க: அண்ட தணிக்கை கொள்கை) கருந்துளைகள் குறிப்பிடத்தக்க அளவிற்கு சார்ஜ் செய்யப்படக்கூடாது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

கேரின் தீர்வு

கெர் கருந்துளை பல குறிப்பிடத்தக்க பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. நிகழ்வு அடிவானத்தைச் சுற்றி எர்கோஸ்பியர் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு பகுதி உள்ளது, அதன் உள்ளே ஒப்பீட்டளவில் தொலைதூர பார்வையாளர்கள் ஓய்வெடுக்க முடியாது, ஆனால் கருந்துளையைச் சுற்றி அதன் சுழற்சியின் திசையில் மட்டுமே சுழற்ற முடியும். இந்த விளைவு "குறிப்பின் செயலற்ற சட்டத்தின் இழுவை" (eng. சட்ட-இழுத்தல்) மற்றும் பூமி அல்லது சூரியன் போன்ற எந்த சுழலும் பாரிய உடலைச் சுற்றியும் கவனிக்கப்படுகிறது, ஆனால் உள்ளே மிகவும்குறைந்த அளவிற்கு. இருப்பினும், எர்கோஸ்பியரை இன்னும் விட்டுவிடலாம், இந்த பகுதி உற்சாகமாக இல்லை. எர்கோஸ்பியரின் பரிமாணங்கள் சுழற்சியின் கோண உந்தத்தைப் பொறுத்தது.

கருந்துளையின் அளவுருக்கள் தன்னிச்சையாக இருக்க முடியாது (பார்க்க: அண்ட தணிக்கை கொள்கை). மணிக்கு ஜே மீஅஎக்ஸ் = எம் 2 மெட்ரிக் கெர் வரம்பு தீர்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது கெர்-நியூமன் தடையின் ஒரு சிறப்பு வழக்கு, பூஜ்ஜிய கட்டணம் கொண்ட கருந்துளை ( கே = 0 ).

இதுவும் மற்ற கருந்துளை தீர்வுகளும் அற்புதமான விண்வெளி-நேர வடிவவியலுக்கு வழிவகுக்கும். இருப்பினும், தொடர்புடைய உள்ளமைவின் நிலைத்தன்மையின் பகுப்பாய்வு தேவைப்படுகிறது, இது குவாண்டம் புலங்கள் மற்றும் பிற விளைவுகளுடனான தொடர்பு காரணமாக சீர்குலைக்கப்படலாம்.

கெர் விண்வெளி நேரத்தைப் பொறுத்தவரை, இந்த பகுப்பாய்வு சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகரால் மேற்கொள்ளப்பட்டது மற்றும் கெர் கருந்துளை - அதன் வெளிப்புற பகுதி - நிலையானது என்று கண்டறியப்பட்டது. இதேபோல், சிறப்பு நிகழ்வுகளாக, ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் மற்றும் ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் துளைகள் நிலையானதாக மாறியது. இருப்பினும், கெர்-நியூமன் விண்வெளி-நேரத்தின் பகுப்பாய்வு பெரிய கணித சிக்கல்களால் இன்னும் மேற்கொள்ளப்படவில்லை.

கெர்-நியூமன் தீர்வு

மூன்று அளவுருக்கள் கெர்-நியூமன் குடும்பம் கருந்துளையின் இறுதி சமநிலை நிலைக்கு ஒத்த பொதுவான தீர்வாகும். Boyer - Lindquist coordinates இல், Kerr - Newman மெட்ரிக் கொடுக்கப்பட்டது:

இந்த எளிய சூத்திரத்திலிருந்து நிகழ்வு அடிவானம் ஆரத்தில் அமைந்துள்ளது என்பதை எளிதாகப் பின்பற்றுகிறது: .

எனவே கருந்துளையின் அளவுருக்கள் தன்னிச்சையாக இருக்க முடியாது. மின் கட்டணம் மற்றும் கோண உந்தம் நிகழ்வு அடிவானத்தின் மறைவுடன் தொடர்புடைய மதிப்புகளை விட அதிகமாக இருக்க முடியாது. பின்வரும் கட்டுப்பாடுகள் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும்:

- இது கெர்-நியூமன் கட்டுப்பாடு.

இந்த கட்டுப்பாடுகள் மீறப்பட்டால், நிகழ்வு அடிவானம் மறைந்துவிடும், மேலும் கருந்துளைக்கு பதிலாக தீர்வு "நிர்வாண" ஒருமைப்பாடு என்று அழைக்கப்படும், ஆனால் பிரபலமான நம்பிக்கையின்படி, அத்தகைய பொருள்கள் உண்மையான பிரபஞ்சத்தில் இருக்கக்கூடாது. (பார்க்க: காஸ்மிக் தணிக்கை கொள்கை, ஆனால் அது இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை).

கருந்துளையில் எண்ணற்ற பல "சுயாதீனமான" இடைவெளிகளை இணைக்க கெர்-நியூமன் மெட்ரிக்கை பகுப்பாய்வு ரீதியாக நீட்டிக்க முடியும். இவை "பிற" பிரபஞ்சங்கள் மற்றும் நமது பிரபஞ்சத்தின் தொலைதூர பகுதிகளாக இருக்கலாம். இதன் விளைவாக வரும் இடைவெளிகளில் மூடிய நேரம் போன்ற வளைவுகள் உள்ளன: பயணி, கொள்கையளவில், தனது கடந்த காலத்தை அடைய முடியும், அதாவது, தன்னை சந்திக்க முடியும். சுழலும் கருந்துளையின் நிகழ்வு அடிவானத்தைச் சுற்றி எர்கோஸ்பியர் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு பகுதி உள்ளது, இது நடைமுறையில் கெர்ரின் கரைசலில் இருந்து எர்கோஸ்பியருக்கு சமமானதாகும்; அங்கு அமைந்துள்ள ஒரு நிலையான பார்வையாளர் நேர்மறை கோண வேகத்துடன் (கருந்துளையின் சுழற்சியின் திசையில்) சுழல வேண்டும்.

கருந்துளைகளின் வெப்ப இயக்கவியல் மற்றும் ஆவியாதல்

கருந்துளையை முற்றிலும் உறிஞ்சும் பொருளாக கருதுவது 1975 இல் எஸ். ஹாக்கிங்கால் சரி செய்யப்பட்டது. கருந்துளைக்கு அருகில் உள்ள குவாண்டம் புலங்களின் நடத்தையை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், கருந்துளையானது துகள்களை விண்வெளியில் செலுத்தி அதன் மூலம் வெகுஜனத்தை இழக்கிறது என்று அவர் கணித்தார். இந்த விளைவு ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு (ஆவியாதல்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. எளிமையாகச் சொல்வதானால், ஈர்ப்பு புலம் வெற்றிடத்தை துருவப்படுத்துகிறது, இதன் விளைவாக மெய்நிகர் மட்டுமல்ல, உண்மையான துகள்-எதிர்ப்பு ஜோடிகளின் உருவாக்கம் சாத்தியமாகும். துகள்களில் ஒன்று, நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு சற்று கீழே, கருந்துளையில் விழுகிறது, மற்றொன்று, அடிவானத்திற்கு சற்று மேலே, கருந்துளையின் ஆற்றலை (அதாவது, வெகுஜனத்தின் ஒரு பகுதி) எடுத்துச் செல்கிறது. கருந்துளையின் கதிர்வீச்சு சக்திக்கு சமம்

கதிர்வீச்சின் கலவை கருந்துளையின் அளவைப் பொறுத்தது: பெரிய கருந்துளைகளுக்கு இது முக்கியமாக ஃபோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள், மற்றும் கனமான துகள்கள் ஒளி கருந்துளைகளின் நிறமாலையில் இருக்கத் தொடங்குகின்றன. ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சின் ஸ்பெக்ட்ரம் முற்றிலும் கருப்பு உடலின் கதிர்வீச்சுடன் கண்டிப்பாக ஒத்துப்போகிறது, இது கருந்துளைக்கு வெப்பநிலையை ஒதுக்குவதை சாத்தியமாக்கியது.

,

குறைக்கப்பட்ட பிளாங்க் மாறிலி எங்கே, c- ஒளியின் வேகம், கே- போல்ட்ஸ்மேன் நிலையான, ஜி- ஈர்ப்பு மாறிலி, எம்- கருந்துளையின் நிறை.

இந்த அடிப்படையில், கருந்துளைகளின் வெப்ப இயக்கவியல் கட்டப்பட்டது, இதில் கருந்துளையின் என்ட்ரோபியின் முக்கிய கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, இது அதன் நிகழ்வு அடிவானத்தின் பகுதிக்கு விகிதாசாரமாக மாறியது:

எங்கே ஏ- நிகழ்வு அடிவானத்தின் பகுதி.

கருந்துளையின் ஆவியாதல் விகிதம் அதிகமாக இருக்கும், அதன் அளவு சிறியது. விண்மீன் (மற்றும் குறிப்பாக விண்மீன்) செதில்களின் கருந்துளைகளின் ஆவியாதல் புறக்கணிக்கப்படலாம், இருப்பினும், முதன்மை மற்றும் குறிப்பாக குவாண்டம் கருந்துளைகளுக்கு, ஆவியாதல் செயல்முறைகள் மையமாகின்றன.

ஆவியாதல் காரணமாக, அனைத்து கருந்துளைகளும் வெகுஜனத்தை இழக்கின்றன மற்றும் அவற்றின் வாழ்நாள் வரையறுக்கப்பட்டதாக மாறும்:

இந்த வழக்கில், ஆவியாதல் தீவிரம் ஒரு பனிச்சரிவு போல் அதிகரிக்கிறது, மற்றும் பரிணாம வளர்ச்சியின் இறுதி நிலை வெடிப்பின் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக, 1000 டன் எடையுள்ள கருந்துளை சுமார் 84 வினாடிகளில் ஆவியாகி, வெடிப்புக்கு சமமான ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. சராசரி ஆற்றல் கொண்ட பத்து மில்லியன் அணுகுண்டுகள்.

அதே நேரத்தில், பிரபஞ்சத்தின் அண்ட நுண்ணலை பின்னணி கதிர்வீச்சின் வெப்பநிலையை விட (2.7 K) வெப்பநிலை குறைவாக இருக்கும் பெரிய கருந்துளைகள், பிரபஞ்சத்தின் வளர்ச்சியின் தற்போதைய கட்டத்தில், அவை வெளியிடும் கதிர்வீச்சு மட்டுமே வளர முடியும். அவை உறிஞ்சும் கதிர்வீச்சை விட குறைவான ஆற்றல். பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தின் விளைவாக காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி கதிர்வீச்சின் ஃபோட்டான் வாயு குளிர்ச்சியடையும் வரை இந்த செயல்முறை நீடிக்கும்.

ஈர்ப்பு விசையின் குவாண்டம் கோட்பாடு இல்லாமல், கருந்துளைகள் நுண்ணிய (குவாண்டம்) ஆகும்போது, ​​ஆவியாதல் இறுதி கட்டத்தை விவரிக்க இயலாது. சில கோட்பாடுகளின்படி, ஆவியாக்கப்பட்ட பிறகு ஒரு "சிண்டர்" இருக்க வேண்டும் - குறைந்தபட்ச பிளாங்க் கருந்துளை.

"முடி இல்லை" கோட்பாடுகள்

கருந்துளையின் "முடி இல்லை" பற்றிய கோட்பாடுகள் முடி தேற்றம் இல்லை) ஒரு நிலையான கருந்துளையானது நிறை, கோண உந்தம் மற்றும் சில கட்டணங்கள் (பல்வேறு பொருள் புலங்களுக்கு குறிப்பிட்டது) தவிர வேறு வெளிப்புற குணாதிசயங்களைக் கொண்டிருக்க முடியாது என்றும், சரிவின் போது பொருள் பற்றிய விரிவான தகவல்கள் இழக்கப்படும் (மற்றும் பகுதியளவு வெளியில் உமிழப்படும்) என்றும் கூறுகின்றனர். பிராண்டன் கார்ட்டர், வெர்னர் இஸ்ரேல், ரோஜர் பென்ரோஸ், பியோட்டர் க்ருஷீல் மற்றும் மார்கஸ் ஹியூஸ்லர் ஆகியோர் பல்வேறு இயற்பியல் துறைகளுக்கு ஒத்த கோட்பாடுகளை நிரூபிப்பதில் பெரும் பங்களிப்பைச் செய்தனர். தற்போது அறியப்பட்ட புலங்களுக்கு இந்த தேற்றம் உண்மையாக இருப்பதாக இப்போது தோன்றுகிறது, இருப்பினும் சில கவர்ச்சியான நிகழ்வுகளில், இயற்கையில் எந்த ஒப்புமைகளும் காணப்படவில்லை, இது மீறப்படுகிறது.

கருந்துளைக்குள் விழுதல்

ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளையில் விழுவது எப்படி இருக்கும் என்று கற்பனை செய்யலாம். புவியீர்ப்பு செல்வாக்கின் கீழ் சுதந்திரமாக விழும் உடல் எடையற்ற நிலையில் உள்ளது. ஒரு விழும் உடல் அலை சக்திகளை அனுபவிக்கும், ரேடியல் திசையில் உடலை நீட்டுகிறது மற்றும் தொடு திசையில் அதை அழுத்துகிறது. இந்த சக்திகளின் அளவு வளர்ந்து, முடிவில் முடிவிலிக்கு முனைகிறது. அதன் சொந்த நேரத்தில் ஒரு கட்டத்தில், உடல் நிகழ்வு அடிவானத்தை கடக்கும். உடலுடன் சேர்ந்து விழும் பார்வையாளரின் பார்வையில், இந்த தருணம் எதையும் முன்னிலைப்படுத்தவில்லை, ஆனால் இப்போது திரும்பவில்லை. உடல் ஒரு தொண்டையில் தன்னைக் காண்கிறது (உடல் அமைந்துள்ள இடத்தில் அதன் ஆரம்), மிக விரைவாக அமுக்கி, இறுதி சரிவின் தருணத்திற்கு முன்பு அதிலிருந்து பறந்து செல்ல முடியாது (இது ஒருமை), நகரும் ஒளியின் வேகம்.

ஒரு கருந்துளைக்குள் ஒரு உடல் விழும் செயல்முறையை ஒரு தொலை பார்வையாளரின் பார்வையில் இருந்து இப்போது கருத்தில் கொள்வோம். உதாரணமாக, உடல் ஒளிரும் மற்றும் கூடுதலாக, ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணுடன் மீண்டும் சமிக்ஞைகளை அனுப்பலாம். முதலில், ஒரு தொலைநிலை பார்வையாளர் உடல், இலவச வீழ்ச்சியின் செயல்பாட்டில் இருப்பதால், மையத்தை நோக்கி ஈர்ப்பு செல்வாக்கின் கீழ் படிப்படியாக முடுக்கிவிடுவதைக் காண்பார். உடல் நிறம் மாறாது, கண்டறியப்பட்ட சமிக்ஞைகளின் அதிர்வெண் கிட்டத்தட்ட நிலையானது. இருப்பினும், உடல் நிகழ்வு அடிவானத்தை நெருங்கத் தொடங்கும் போது, ​​உடலில் இருந்து வரும் ஃபோட்டான்கள் அதிக மற்றும் அதிக ஈர்ப்பு விசை சிவப்பு மாற்றத்தை அனுபவிக்கும். கூடுதலாக, ஈர்ப்பு புலம் காரணமாக, தொலைநிலை பார்வையாளரின் பார்வையில் ஒளி மற்றும் அனைத்து உடல் செயல்முறைகளும் மெதுவாகவும் மெதுவாகவும் செல்லும். உடல் - மிகவும் தட்டையான வடிவத்தில் - இருக்கும் என்று தோன்றும் வேகத்தை குறை, நிகழ்வு அடிவானத்தை நெருங்கி, இறுதியில், நடைமுறையில் நின்றுவிடும். சமிக்ஞை அதிர்வெண் கடுமையாக குறையும். உடலால் உமிழப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் வேகமாக அதிகரிக்கும், இதனால் ஒளியானது விரைவாக ரேடியோ அலைகளாகவும் பின்னர் குறைந்த அதிர்வெண் கொண்ட மின்காந்த அதிர்வுகளாகவும் மாறும், அதை இனி கண்டறிய முடியாது. உடல் நிகழ்வு அடிவானத்தை கடப்பதை பார்வையாளர் ஒருபோதும் பார்க்க மாட்டார், இந்த அர்த்தத்தில், கருந்துளைக்குள் விழுவது காலவரையின்றி நீடிக்கும். எவ்வாறாயினும், ஒரு தொலைநிலை பார்வையாளரால் வீழ்ச்சியுறும் உடலை பாதிக்க முடியாது. இந்த உடலுக்குப் பிறகு அனுப்பப்பட்ட ஒளிக்கதிர் ஒன்று அதை ஒருபோதும் பிடிக்காது, அல்லது அடிவானத்திற்கு அப்பால் ஏற்கனவே அதைப் பிடிக்கும்.

புவியீர்ப்பு சரிவு செயல்முறை தொலைதூர பார்வையாளரைப் போலவே இருக்கும். முதலில், விஷயம் மையத்தை நோக்கி விரைகிறது, ஆனால் நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு அருகில் அது கூர்மையாக மெதுவாகத் தொடங்கும், அதன் கதிர்வீச்சு ரேடியோ வரம்பிற்குள் செல்லும், இதன் விளைவாக, தொலைதூர பார்வையாளர் நட்சத்திரம் வெளியேறியிருப்பதைக் காண்பார். .

சரம் கோட்பாடு மாதிரி

சமீர் மாத்தூரின் குழு பல கருந்துளை மாதிரிகளின் அளவை தங்கள் சொந்த முறையைப் பயன்படுத்தி கணக்கிட்டது. பெறப்பட்ட முடிவுகள் பாரம்பரிய கோட்பாட்டில் "நிகழ்வு அடிவானத்தின்" பரிமாணங்களுடன் ஒத்துப்போகின்றன.

இது சம்பந்தமாக, மாத்தூர், நிகழ்வு அடிவானம் என்பது, கடுமையாக வரையறுக்கப்பட்ட எல்லையைக் காட்டிலும், நுரையடிக்கும் சரங்கள் என்று பரிந்துரைத்தார்.

எனவே, இந்த மாதிரியின் படி, கருந்துளைகளில் ஒருமைப்பாடு இல்லாததால், கருந்துளை உண்மையில் தகவலை அழிக்காது. சரங்களின் நிறை நிகழ்வு அடிவானம் வரை தொகுதி முழுவதும் விநியோகிக்கப்படுகிறது, மேலும் தகவல் சரங்களில் சேமிக்கப்பட்டு வெளிச்செல்லும் ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு மூலம் அனுப்பப்படும் (எனவே நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு அப்பால் செல்லவும்).

சாண்டா பார்பராவில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த கேரி ஹொரோவிட்ஸ் மற்றும் பிரின்ஸ்டன் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் அட்வான்ஸ்டு ஸ்டடியிலிருந்து ஜுவான் மால்டசேனா ஆகியோர் மற்றொரு விருப்பத்தை முன்மொழிந்தனர். இந்த ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, கருந்துளையின் மையத்தில் ஒரு தனித்தன்மை உள்ளது, ஆனால் தகவல் வெறுமனே அதற்குள் வராது: விஷயம் ஒருமைக்குள் செல்கிறது, மேலும் தகவல் - குவாண்டம் டெலிபோர்ட்டேஷன் மூலம் - ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சில் பதிக்கப்படுகிறது.

பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள்

கருந்துளைகளின் கோட்பாட்டு கணிப்பு முதல், அவற்றின் இருப்பு பற்றிய கேள்வி திறந்தே உள்ளது, ஏனெனில் "கருந்துளை" வகை தீர்வு பிரபஞ்சத்தில் அத்தகைய பொருட்களை உருவாக்குவதற்கான வழிமுறைகள் உள்ளன என்பதற்கு உத்தரவாதம் அளிக்காது. இருப்பினும், அறியப்பட்ட வழிமுறைகள் உள்ளன, அவை சிலவற்றிற்கு வழிவகுக்கும் பிராந்தியம்விண்வெளி-நேரம் தொடர்புடைய அதே பண்புகளை (அதே வடிவியல்) கொண்டிருக்கும் பிராந்தியம்ஒரு கருந்துளையில். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நட்சத்திரத்தின் வீழ்ச்சியின் விளைவாக, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள விண்வெளி நேரத்தை உருவாக்க முடியும்.

மனிதன் விண்வெளியை ஆராயத் தொடங்கியபோது, ​​அவன் ஒரு மர்மமான நிகழ்வை எதிர்கொண்டான். இது "கருந்துளை" என்று அழைக்கப்பட்டது. விண்வெளி நேரத்தில் அதிக ஈர்ப்பு ஈர்ப்பு கொண்ட ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதி உள்ளது என்று மாறிவிடும். இதன் விளைவாக, ஒளியின் வேகத்தில் நகரும் பொருள்கள் கூட அதிலிருந்து தப்ப முடியாது.

நாம் ஒளியின் அளவைப் பற்றியும் பேசுகிறோம். இந்த பகுதிகள் உண்மையிலேயே கருப்பு, சுற்றியுள்ள அனைத்தையும் உறிஞ்சி, ஒருபோதும் வெளியிடுவதில்லை. அவர்களின் இயல்பு மற்றும் திறன்களைப் பற்றி மட்டுமே நாம் யூகிக்க முடியும், மேலும் இந்த நிகழ்வைப் பற்றிய தகவல்களின் பற்றாக்குறை சில கட்டுக்கதைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

கருந்துளைகள் பற்றிய கட்டுக்கதைகள்

கருந்துளைகள் இருப்பதை முதலில் அறிவித்தவர் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன்.இந்த சிறந்த விஞ்ஞானி, நேரம் மற்றும் விண்வெளியின் கோட்பாட்டாளர் இல்லையென்றால், கருந்துளைகள் இருப்பதை யார் அறிவிக்க வேண்டும் என்று தோன்றுகிறது? உண்மையில், அத்தகைய அனுமானத்தை முதலில் செய்தவர் அவர் அல்ல, ஆனால் ஜான் மிட்செல். இது 1783 இல் மீண்டும் நடந்தது, ஐன்ஸ்டீன் 1916 இல் தனது கோட்பாட்டை உருவாக்கினார். இருப்பினும், அந்த நேரத்தில் கோட்பாடு உரிமை கோரப்படாததாக மாறியது; ஆங்கில பாதிரியார் மிட்செல் அதற்கான பயன்பாட்டைக் கண்டுபிடிக்கவில்லை. ஒளியின் தன்மை பற்றிய நியூட்டனின் போதனைகளை ஏற்று கருந்துளைகள் பற்றி அவரே சிந்திக்கத் தொடங்கினார். அந்த நாட்களில் இது மிகச்சிறிய பொருள் துகள்களான ஃபோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது என்று நம்பப்பட்டது. அவற்றின் இயக்கத்தைப் பற்றி யோசித்த மிட்செல், துகள்கள் தங்கள் பயணத்தைத் தொடங்கிய நட்சத்திரத்தின் ஈர்ப்புப் புலத்தையே முழுமையாகச் சார்ந்துள்ளது என்பதை உணர்ந்தார். புவியீர்ப்புப் புலம் மிகவும் வலுவாக இருந்தால், அது எந்த ஒளியையும் வெளியிடாது என்றால், ஃபோட்டான்களுக்கு என்ன நடக்கும் என்று விஞ்ஞானி ஆச்சரியப்பட்டார். சுவாரஸ்யமாக, மிட்செல் தான் நில அதிர்வு அறிவியலின் நிறுவனராகக் கருதப்படுகிறார். முதலில் பரிந்துரைத்தவர் ஆங்கிலேய பாதிரியார். நிலநடுக்கங்கள் அலைகள் போல மேற்பரப்பில் பயணிக்கின்றன.

கருப்பு நட்சத்திரங்கள் இடத்தை உறிஞ்சாது.இடத்தை ரப்பர் தாளாகக் கற்பனை செய்யலாம். அப்போது கிரகங்கள் அவர் மீது அழுத்தம் கொடுக்கும் ஒருவித பந்துகளாக இருக்கும். இதன் விளைவாக, சிதைவு ஏற்படுகிறது மற்றும் நேர் கோடுகள் மறைந்துவிடும். ஈர்ப்பு விசை எவ்வாறு தோன்றுகிறது, இது நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள கிரகங்களின் இயக்கத்தை விளக்குகிறது. நிறை அதிகரிக்கும் போது, ​​சிதைவு மட்டுமே அதிகரிக்கிறது. கூடுதல் புல தொந்தரவுகள் தோன்றும், இது ஈர்ப்பு சக்தியை தீர்மானிக்கிறது. சுற்றுப்பாதை வேகம் அதிகரிக்கிறது, இது ஒரு பொருளைச் சுற்றி உடல்கள் வேகமாகவும் வேகமாகவும் நகர்வதைக் குறிக்கிறது. உதாரணமாக, புதன் கிரகம் சூரியனைச் சுற்றி 48 கிமீ/வி வேகத்தில் நகர்கிறது, மேலும் நட்சத்திரங்கள் கருந்துளைகளுக்கு அருகில் விண்வெளியில் 100 மடங்கு வேகமாக நகரும்! வலுவான ஈர்ப்பு விசையின் விஷயத்தில், செயற்கைக்கோள் மற்றும் பெரிய பொருட்களுக்கு இடையே மோதல் சாத்தியமாகும். இந்த நிறை அனைத்தும் மையத்திற்கு - கருந்துளைக்கு செல்கிறது.

எல்லா கருந்துளைகளும் ஒன்றே.இந்த சொல் அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியான பொருட்களுக்கு சொந்தமானது என்று நம்மில் பலருக்கு தோன்றுகிறது. இருப்பினும், கருந்துளைகள் பல வகைகளில் வருகின்றன என்ற முடிவுக்கு வானியலாளர்கள் வந்துள்ளனர். சில துளைகள் சுழல்கின்றன, சிலவற்றில் மின் கட்டணம் உள்ளது, மற்றவை இரண்டு அம்சங்களையும் கொண்டிருக்கின்றன. பொதுவாக, அத்தகைய பொருள்கள் பொருளை உறிஞ்சுவதன் மூலம் தோன்றும், அதே நேரத்தில் இரண்டு சாதாரண கருந்துளைகள் ஒன்றிணைக்கும்போது சுழலும் கருந்துளை தோன்றும். விண்வெளியின் அதிகரித்த இடையூறு காரணமாக, இத்தகைய வடிவங்கள் அதிக ஆற்றலைப் பயன்படுத்தத் தொடங்குகின்றன. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளை ஒரு பெரிய துகள் முடுக்கியாக மாறுகிறது. இந்த வகுப்பின் ஒரு பொருளின் சிறந்த உதாரணம் GRS 1915+105 ஆகும். இந்த கருந்துளை வினாடிக்கு 950 புரட்சிகள் வேகத்தில் சுழல்கிறது, மேலும் இது நமது கிரகத்தில் இருந்து 35 ஆயிரம் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் அமைந்துள்ளது.

கருந்துளைகளின் அடர்த்தி குறைவாக உள்ளது.இந்த பொருள்கள், அவற்றின் அளவைக் கருத்தில் கொண்டு, அவைகளுக்குள் ஒளியை வைத்திருக்க ஈர்க்கும் சக்தியை உருவாக்க மிகவும் கனமாக இருக்க வேண்டும். எனவே, பூமியின் நிறை கருந்துளையின் அடர்த்திக்கு சுருக்கப்பட்டால், 9 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்ட ஒரு பந்து கிடைக்கும். சூரியனை விட 4 மில்லியன் மடங்கு நிறை கொண்ட ஒரு இருண்ட பொருள் புதனுக்கும் நமது நட்சத்திரத்திற்கும் இடையில் பொருந்தும். விண்மீன் திரள்களின் மையத்தில் இருக்கும் கருந்துளைகள் சூரியனை விட 10-30 மில்லியன் மடங்கு எடை கொண்டவை. ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவில் இத்தகைய பிரம்மாண்டமான நிறை கருந்துளைகள் ஒரு பெரிய அடர்த்தி மற்றும் உள்ளே நிகழும் செயல்முறைகள் மிகவும் வலுவானவை என்று அர்த்தம்.

கருந்துளை மிகவும் அமைதியானது.ஒரு பெரிய இருண்ட பொருள், தன்னைச் சுற்றியுள்ள அனைத்தையும் உறிஞ்சி, சத்தமாக இருந்தது என்று கற்பனை செய்வது கடினம். உண்மையில், இந்த பள்ளத்தில் விழும் அனைத்தும் நிலையான முடுக்கத்துடன் நகரும். இதன் விளைவாக, ஒளியின் வரையறுக்கப்பட்ட வேகத்தின் காரணமாக நாம் இன்னும் உணரக்கூடிய விண்வெளி நேரத்தின் எல்லையில், துகள்கள் கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்திற்கு முடுக்கிவிடுகின்றன. பொருள் அதீத வேகத்திற்கு நகரத் தொடங்கும் போது, ​​ஒரு கர்ஜனை ஒலி தோன்றும். இது இயக்க ஆற்றலை ஒலி அலைகளாக மாற்றுவதன் விளைவாகும். இதன் விளைவாக, கருந்துளை மிகவும் சத்தமில்லாத பொருளாக மாறும். 2003 ஆம் ஆண்டில், சந்திரா எக்ஸ்ரே ஆய்வகத்தில் பணிபுரியும் வானியலாளர்கள் ஒரு பெரிய கருந்துளையிலிருந்து வெளிப்படும் ஒலி அலைகளைக் கண்டறிய முடிந்தது. ஆனால் இது எங்களிடமிருந்து 250 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் அமைந்துள்ளது, இது அத்தகைய பொருட்களின் சத்தத்தை மீண்டும் குறிக்கிறது.

கருந்துளைகளின் இழுப்பிலிருந்து எதுவும் தப்ப முடியாது.இந்தக் கூற்று உண்மைதான். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, சில பெரிய அல்லது சிறிய பொருள்கள் கருந்துளைக்கு அருகில் தங்களைக் கண்டால், அவை நிச்சயமாக அதன் ஈர்ப்பு விசையால் பிடிக்கப்படுகின்றன. மேலும், இது ஒரு சிறிய துகள் அல்லது ஒரு கிரகம், நட்சத்திரம் அல்லது ஒரு விண்மீன் கூட இருக்கலாம். இருப்பினும், இந்த பொருள் கருந்துளையின் ஈர்ப்பு விசையை விட அதிகமான விசைக்கு உட்பட்டால், அது மரண சிறைப்பிடிப்பைத் தவிர்க்க முடியும். உதாரணமாக, இது ஒரு ராக்கெட்டாக இருக்கலாம். ஆனால் ஒளி இன்னும் சிறையிலிருந்து தப்பிக்க முடியும் போது, ​​பொருள் நிகழ்வு அடிவானத்தை அடையும் முன் இது சாத்தியமாகும். இந்த எல்லைக்குப் பிறகு, அனைத்தையும் நுகரும் விண்வெளி அரக்கனின் அரவணைப்பிலிருந்து இனி தப்பிக்க முடியாது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, அடிவானத்திற்கு அப்பால் தப்பிக்க, நீங்கள் ஒளியின் வேகத்தை விட அதிக வேகத்தை உருவாக்க வேண்டும். மேலும் இது கோட்பாட்டளவில் கூட சாத்தியமற்றது. எனவே கருந்துளைகள் உண்மையிலேயே கருப்பு - ஒளி ஒருபோதும் வெளியேற முடியாது என்பதால், இந்த மர்மமான பொருளை நம்மால் பார்க்க முடியாது. ஒரு சிறிய கருந்துளை கூட நிகழ்வு அடிவானத்தை அடைவதற்கு முன் அறியாத பார்வையாளரை துகள்களாக கிழித்துவிடும் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர். கிரகம் மற்றும் நட்சத்திரத்தின் மையத்தை நெருங்கும் போது மட்டுமல்ல, கருந்துளையை நெருங்கும் போதும் ஈர்ப்பு விசை அதிகரிக்கிறது. நீங்கள் உங்கள் கால்களை முன்னோக்கி கொண்டு அதை நோக்கி பறந்தால், கால்களில் ஈர்ப்பு விசை தலையை விட அதிகமாக இருக்கும், மேலும் உடலின் உடனடி சிதைவுக்கு வழிவகுக்கும்.

கருந்துளை நேரத்தை மாற்றாது.நிகழ்வு அடிவானத்தைச் சுற்றி ஒளி வளைகிறது, ஆனால் இறுதியில் அது ஊடுருவி மறதிக்குள் மறைந்துவிடும். அப்படியென்றால் கடிகாரம் கருந்துளையில் விழுந்து அங்கேயே தன் வேலையைத் தொடர்ந்தால் என்ன நடக்கும்? அவர்கள் நிகழ்வு அடிவானத்தை நெருங்கும்போது, ​​அவர்கள் இறுதியாக நிறுத்தும் வரை மெதுவாகத் தொடங்குவார்கள். நேரம் போன்ற ஒரு நிறுத்தம் அதன் ஈர்ப்பு மந்தநிலையுடன் தொடர்புடையது, இது ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கோட்பாட்டால் விளக்கப்படுகிறது. ஒரு கருந்துளையானது மிகவும் வலுவான ஈர்ப்பு விசையைக் கொண்டுள்ளது, அது நேரத்தை மெதுவாக்கும். கடிகாரத்தின் பார்வையில், எதுவும் மாறாது, ஆனால் அது பார்வையில் இருந்து மறைந்துவிடும், மேலும் அதிலிருந்து வரும் ஒளி ஒரு கனமான பொருளின் செல்வாக்கின் கீழ் நீட்டிக்கப்படும். ஒளி சிவப்பு நிறமாலைக்குள் செல்லத் தொடங்கும், அதன் அலைநீளம் அதிகரிக்கும். இதன் விளைவாக, அவர் இறுதியாக கண்ணுக்கு தெரியாதவராக மாறுவார்.

கருந்துளை எந்த ஆற்றலையும் உற்பத்தி செய்யாது.இந்த பொருள்கள் சுற்றியுள்ள வெகுஜனத்தை முழுவதுமாக இழுக்கின்றன என்பது அறியப்படுகிறது. அணுக்களுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி கூட குறைக்கப்படும் அளவுக்கு உள்ளே உள்ள அனைத்தும் சுருக்கப்பட்டதாக விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர். இதன் விளைவாக, வெளியே பறக்கக்கூடிய துணை அணு துகள்கள் பிறக்கின்றன. இதில் அவை நிகழ்வு அடிவானத்தைக் கடக்கும் காந்தப்புலக் கோடுகளால் உதவுகின்றன. இதன் விளைவாக, அத்தகைய துகள்களின் வெளியீடு ஆற்றலை உருவாக்குகிறது, மேலும் முறை மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். இந்த விஷயத்தில் வெகுஜனத்தை ஆற்றலாக மாற்றுவது அணுக்கரு இணைவின் போது 50 மடங்கு அதிக வருமானத்தை அளிக்கிறது. கருந்துளையே ஒரு பெரிய அணுஉலையாகத் தோன்றுகிறது.

நட்சத்திரங்களுக்கும் கருந்துளைகளின் எண்ணிக்கைக்கும் எந்த தொடர்பும் இல்லை.பிரபல வானியற்பியல் விஞ்ஞானி கார்ல் சாகன் ஒருமுறை, உலகம் முழுவதிலும் உள்ள கடற்கரைகளில் மணல் துகள்கள் இருப்பதை விட பிரபஞ்சத்தில் அதிக நட்சத்திரங்கள் இருப்பதாகக் கூறினார். விஞ்ஞானிகள் இந்த எண் இன்னும் வரையறுக்கப்பட்டதாகவும், 10 க்கு 22 இன் சக்தியாகவும் இருப்பதாக நம்புகிறார்கள். கருந்துளைகளுக்கும் இதற்கும் என்ன சம்பந்தம்? அவற்றின் எண்ணிக்கையே நட்சத்திரங்களின் எண்ணிக்கையை தீர்மானிக்கிறது. கருப்பு பொருள்களால் வெளியிடப்படும் துகள்களின் நீரோடைகள் குமிழிகளாக விரிவடைகின்றன, அவை நட்சத்திர உருவாக்கம் தளங்கள் வழியாக பரவுகின்றன. இந்த பகுதிகள் வாயு மேகங்களில் அமைந்துள்ளன, அவை குளிர்ச்சியடையும் போது, ​​வெளிச்சங்களை உருவாக்குகின்றன. மேலும் துகள்களின் நீரோடைகள் வாயு மேகங்களை வெப்பமாக்கி புதிய நட்சத்திரங்கள் தோன்றுவதைத் தடுக்கின்றன. இதன் விளைவாக, கருந்துளைகளின் செயல்பாடு மற்றும் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்களின் எண்ணிக்கை ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு நிலையான சமநிலை உள்ளது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தில் பல நட்சத்திரங்கள் இருந்தால், அது மிகவும் சூடாகவும் வெடிக்கும் தன்மையுடனும் மாறும், மேலும் அங்கு உயிர்கள் எழுவது கடினம். மேலும், மாறாக, குறைந்த எண்ணிக்கையிலான நட்சத்திரங்களும் வாழ்க்கையின் தோற்றத்திற்கு உதவாது.

கருந்துளை என்பது நாம் இருப்பதை விட வெவ்வேறு பொருட்களால் ஆனது.கருந்துளைகள் புதிய தனிமங்களின் பிறப்பிற்கு உதவுவதாக பல விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர். பொருள் சிறிய துணை அணுக் துகள்களாகப் பிரிவதைக் கொண்டு இதைப் புரிந்து கொள்ள முடியும். பின்னர் அவை நட்சத்திரங்களின் உருவாக்கத்தில் பங்கேற்கின்றன, இது இறுதியில் ஹீலியத்தை விட கனமான தனிமங்களின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. பாறை கிரகங்களின் தோற்றத்திற்கு தேவையான கார்பன் மற்றும் இரும்பு பற்றி நாங்கள் பேசுகிறோம். இதன் விளைவாக, இந்த கூறுகள் நிறை கொண்ட எல்லாவற்றின் ஒரு பகுதியாகும், அதாவது நபர் தானே. நம் உடலின் உண்மையான கட்டுமானம் ஏதோ தொலைதூர கருந்துளையாக இருக்கலாம்.

நட்சத்திரங்களின் பரிணாம வளர்ச்சியின் பகுப்பாய்வு, கருந்துளைகள் நமது கேலக்ஸியிலும் பொதுவாக பிரபஞ்சத்திலும் இருக்கலாம் என்ற முடிவுக்கு வானியலாளர்களை இட்டுச் சென்றுள்ளது. முந்தைய இரண்டு அத்தியாயங்களில், ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கண்டறிந்த ஈர்ப்பு விசைச் சமன்பாட்டின் தீர்வு மூலம் விவரிக்கப்படும் எளிமையான கருந்துளைகளின் பல பண்புகளை நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம். ஒரு ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளை வெகுஜனத்தால் மட்டுமே வகைப்படுத்தப்படுகிறது; அதற்கு மின் கட்டணம் இல்லை. இது ஒரு காந்தப்புலம் மற்றும் சுழற்சியைக் கொண்டிருக்கவில்லை. Schwarzschild கருந்துளையின் அனைத்து பண்புகளும் பணியால் தனித்துவமாக தீர்மானிக்கப்படுகின்றன வெகுஜன தனியாகஅந்த நட்சத்திரம், ஈர்ப்பு விசையின் போது இறந்து கருந்துளையாக மாறுகிறது.

Schwarzschild இன் தீர்வு மிகவும் எளிமையான வழக்கு என்பதில் சந்தேகமில்லை. உண்மையானகருந்துளை குறைந்தபட்சம் சுழன்று கொண்டிருக்க வேண்டும். இருப்பினும், கருந்துளை உண்மையில் எவ்வளவு சிக்கலானதாக இருக்கும்? வானத்தை கவனிக்கும் போது கண்டறியக்கூடிய கருந்துளையின் முழுமையான விளக்கத்தில் என்ன கூடுதல் விவரங்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும் மற்றும் எவை புறக்கணிக்கப்படலாம்?

ஒரு பெரிய நட்சத்திரத்தை கற்பனை செய்வோம், அது அதன் அனைத்து அணுசக்தி ஆதாரங்களையும் இழந்து, பேரழிவு ஈர்ப்பு வீழ்ச்சியின் ஒரு கட்டத்தில் நுழைய உள்ளது. அத்தகைய நட்சத்திரம் மிகவும் சிக்கலான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அதன் விரிவான விளக்கம் பல பண்புகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும் என்று ஒருவர் நினைக்கலாம். கொள்கையளவில், ஒரு வானியல் இயற்பியலாளர் அத்தகைய நட்சத்திரத்தின் அனைத்து அடுக்குகளின் வேதியியல் கலவையையும், அதன் மையத்திலிருந்து மேற்பரப்புக்கு வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றத்தையும் கணக்கிட முடியும், மேலும் நட்சத்திரத்தின் உட்புறத்தில் உள்ள பொருளின் நிலை குறித்த அனைத்து தரவையும் பெற முடியும் (எடுத்துக்காட்டாக. , அதன் அடர்த்தி மற்றும் அழுத்தம்) அனைத்து சாத்தியமான ஆழங்களிலும். இத்தகைய கணக்கீடுகள் சிக்கலானவை, அவற்றின் முடிவுகள் நட்சத்திரத்தின் வளர்ச்சியின் முழு வரலாற்றையும் கணிசமாக சார்ந்துள்ளது. வெவ்வேறு வாயு மேகங்கள் மற்றும் வெவ்வேறு நேரங்களில் உருவாகும் நட்சத்திரங்களின் உள் அமைப்பு வெளிப்படையாக வேறுபட்டதாக இருக்க வேண்டும்.

இருப்பினும், இவ்வளவு சிக்கலான சூழ்நிலைகள் இருந்தபோதிலும், மறுக்க முடியாத உண்மை ஒன்று உள்ளது. இறக்கும் நட்சத்திரத்தின் நிறை தோராயமாக மூன்று சூரிய நிறைகளை விட அதிகமாக இருந்தால், அந்த நட்சத்திரம் நிச்சயமாகஅதன் வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் முடிவில் கருந்துளையாக மாறும். இவ்வளவு பெரிய நட்சத்திரத்தின் சரிவைத் தடுக்கக்கூடிய உடல் சக்திகள் எதுவும் இல்லை.

இந்த அறிக்கையின் அர்த்தத்தை நன்கு புரிந்து கொள்ள, கருந்துளை என்பது விண்வெளி-காலத்தின் வளைந்த பகுதி என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள், அதிலிருந்து எதுவும் தப்பிக்க முடியாது, ஒளி கூட இல்லை! வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், கருந்துளையிலிருந்து எந்த தகவலையும் பெற முடியாது. இறந்து கொண்டிருக்கும் பாரிய நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி ஒரு நிகழ்வு அடிவானம் தோன்றியவுடன், அந்த அடிவானத்திற்குக் கீழே என்ன நடக்கிறது என்பதைப் பற்றிய எந்த விவரங்களையும் கண்டுபிடிக்க முடியாது. நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு கீழே உள்ள நிகழ்வுகள் பற்றிய தகவல்களுக்கான அணுகலை நமது பிரபஞ்சம் எப்போதும் இழக்கிறது. அதனால்தான் சில நேரங்களில் கருந்துளை என்று அழைக்கப்படுகிறது தகவலுக்கு கல்லறை.

கருந்துளையின் தோற்றத்துடன் ஒரு நட்சத்திரம் இடிந்து விழும்போது ஒரு பெரிய அளவு தகவல்கள் இழக்கப்பட்டாலும், வெளியில் இருந்து சில தகவல்கள் எஞ்சியுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள விண்வெளி நேரத்தின் தீவிர வளைவு அங்கு ஒரு நட்சத்திரம் இறந்துவிட்டதைக் குறிக்கிறது. இறந்த நட்சத்திரத்தின் நிறை, ஃபோட்டான் கோளத்தின் விட்டம் அல்லது நிகழ்வு அடிவானம் போன்ற துளையின் குறிப்பிட்ட பண்புகளுடன் நேரடியாக தொடர்புடையது (படம் 8.4 மற்றும் 8.5 ஐப் பார்க்கவும்). அந்தத் துவாரம் உண்மையில் கருப்பு நிறத்தில் இருந்தாலும், விண்வெளி வீரர் அதன் இருப்பை தூரத்திலிருந்து துளையின் ஈர்ப்பு விசையால் கண்டறிவார். ஒரு விண்வெளி வீரர் தனது விண்கலத்தின் பாதை ஒரு நேர் கோட்டில் இருந்து எவ்வளவு விலகுகிறது என்பதை அளவிடுவதன் மூலம், கருந்துளையின் மொத்த வெகுஜனத்தை துல்லியமாக கணக்கிட முடியும். எனவே, கருந்துளையின் நிறை என்பது சரிவின் போது இழக்கப்படாத தகவலின் ஒரு அங்கமாகும்.

இந்த அறிக்கையை ஆதரிக்க, ஒரே மாதிரியான இரண்டு நட்சத்திரங்களின் உதாரணத்தைக் கவனியுங்கள், அவை சரிந்தால் கருந்துளைகளை உருவாக்குகின்றன. ஒரு நட்சத்திரத்தில் ஒரு டன் கற்களையும், மற்றொன்றில் ஒரு டன் எடையுள்ள யானையையும் வைப்போம். கருந்துளைகள் உருவான பிறகு, அவற்றின் செயற்கைக்கோள்கள் அல்லது கோள்களின் சுற்றுப்பாதையை அவதானிப்பதன் மூலம், அவற்றிலிருந்து அதிக தொலைவில் உள்ள ஈர்ப்பு புலத்தின் வலிமையை அளவிடுவோம். இரண்டு துறைகளின் பலமும் ஒன்றுதான் என்று மாறிவிடும். கருந்துளைகளிலிருந்து மிகப் பெரிய தொலைவில், நியூட்டனின் இயக்கவியல் மற்றும் கெப்லரின் விதிகள் ஒவ்வொன்றின் மொத்த வெகுஜனத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தலாம். கருந்துளைகள் ஒவ்வொன்றிலும் நுழையும் தொகுதிப் பகுதிகளின் மொத்தத் தொகைகள் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், முடிவுகளும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். ஆனால், இதில் எந்தக் குழி யானையை விழுங்கியது, எந்தெந்தக் கற்களை விழுங்கியது என்பதைக் குறிப்பிட முடியாதது இன்னும் குறிப்பிடத்தக்கது. இந்த தகவல் என்றென்றும் போய்விட்டது. கருந்துளையில் நீங்கள் எதை எறிந்தாலும், விளைவு எப்போதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். துளை எவ்வளவு பொருளை விழுங்கியது என்பதை நீங்கள் தீர்மானிக்க முடியும், ஆனால் இந்த பொருள் என்ன வடிவம், என்ன நிறம், என்ன வேதியியல் கலவை என்பது பற்றிய தகவல்கள் என்றென்றும் இழக்கப்படுகின்றன.

கருந்துளையின் மொத்த வெகுஜனத்தை எப்போதும் அளவிட முடியும், ஏனெனில் துளையின் ஈர்ப்பு புலம் அதிலிருந்து பரந்த தூரத்தில் உள்ள இடம் மற்றும் நேரத்தின் வடிவவியலை பாதிக்கிறது. கருந்துளையிலிருந்து வெகு தொலைவில் அமைந்துள்ள ஒரு இயற்பியலாளர் இந்த ஈர்ப்பு விசையை அளவிடுவதற்கான சோதனைகளை நடத்தலாம், எடுத்துக்காட்டாக, செயற்கை செயற்கைக்கோள்களை ஏவுதல் மற்றும் அவற்றின் சுற்றுப்பாதைகளைக் கவனிப்பதன் மூலம். இது ஒரு கருந்துளை என்று ஒரு இயற்பியலாளர் நம்பிக்கையுடன் கூற அனுமதிக்கும் ஒரு முக்கியமான தகவல் ஆதாரமாகும் இல்லைஉறிஞ்சப்பட்டது. குறிப்பாக, கருந்துளையிலிருந்து வெகு தொலைவில் இந்த அனுமான ஆராய்ச்சியாளர் அளவிடக்கூடிய அனைத்தும் இல்லைமுற்றிலும் உறிஞ்சப்படுகிறது.

19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் தொடங்குகிறது. மின்காந்தவியல் கோட்பாட்டின் வளர்ச்சி, ஜேம்ஸ் கிளார்க் மேக்ஸ்வெல் மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் பற்றிய பெரிய அளவிலான தகவல்களைக் கொண்டிருந்தார். குறிப்பாக, மின்சாரம் மற்றும் காந்த சக்திகள் ஈர்ப்பு விசையைப் போலவே தூரத்துடன் குறையும் என்பது ஆச்சரியமான விஷயம். ஈர்ப்பு மற்றும் மின்காந்த விசைகள் இரண்டும் சக்திகள் நீண்ட தூர.அவற்றின் மூலங்களிலிருந்து மிக அதிக தொலைவில் அவற்றை உணர முடியும். மாறாக, அணுக்களின் கருக்களை ஒன்றாக இணைக்கும் சக்திகள் - வலுவான மற்றும் பலவீனமான தொடர்புகளின் சக்திகள் - குறுகிய வரம்பு.அணு சக்திகள் அணு துகள்களைச் சுற்றியுள்ள மிகச் சிறிய பகுதியில் மட்டுமே உணரப்படுகின்றன.

மின்காந்த சக்திகளின் பெரிய வரம்பு என்பது கருந்துளையிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள ஒரு இயற்பியலாளர், கண்டறிய பரிசோதனைகளை மேற்கொள்ள முடியும் என்பதாகும். விதிக்கப்படும்இந்த துளை அல்லது இல்லை. கருந்துளையில் மின் கட்டணம் (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) அல்லது காந்த மின்னூட்டம் (வடக்கு அல்லது தெற்கு காந்த துருவத்துடன் தொடர்புடையது) இருந்தால், தொலைவில் உள்ள ஒரு இயற்பியலாளர் உணர்திறன் கருவிகளைப் பயன்படுத்தி இந்தக் கட்டணங்கள் இருப்பதைக் கண்டறிய முடியும். இவ்வாறு, நிறை பற்றிய தகவல்களுக்கு கூடுதலாக, பற்றிய தகவல்கள் கட்டணம்கருந்துளை.

தொலைதூர இயற்பியலாளர் அளவிடக்கூடிய மூன்றாவது (மற்றும் இறுதி) முக்கியமான விளைவு உள்ளது. அடுத்த அத்தியாயத்தில் காண்பது போல, எந்த ஒரு சுழலும் பொருளும் சுற்றியிருக்கும் விண்வெளி நேரத்தை சுழற்சியில் ஈடுபடுத்துகிறது. இந்த நிகழ்வு அழைக்கப்படுகிறது அல்லது செயலற்ற அமைப்புகளின் இழுவை விளைவு. நமது பூமி சுழலும் போது, ​​அது இடத்தையும் நேரத்தையும் தன்னுடன் கொண்டு செல்கிறது, ஆனால் மிகச் சிறிய அளவில். ஆனால் வேகமாகச் சுழலும் பாரிய பொருள்களுக்கு இந்த விளைவு மிகவும் கவனிக்கத்தக்கது, மேலும் கருந்துளை உருவானால் சுழலும்நட்சத்திரம், அதன் அருகில் விண்வெளி நேர இழுவை மிகவும் கவனிக்கத்தக்கதாக இருக்கும். இந்தக் கருந்துளையிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள ஒரு விண்கலத்தில் இருக்கும் ஒரு இயற்பியலாளர், அது எந்தத் திசையில் சுழல்கிறதோ, அதே திசையில் துளையைச் சுற்றிச் சுழலும்போது படிப்படியாக இழுக்கப்படுவதைக் கவனிப்பார். நமது இயற்பியலாளர் சுழலும் கருந்துளையை நெருங்க நெருங்க, இந்த ஈடுபாடு வலுவாக இருக்கும்.

எந்தவொரு சுழலும் உடலைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​​​இயற்பியலாளர்கள் அதைப் பற்றி அடிக்கடி பேசுகிறார்கள் உந்த வேகம்;இது உடலின் நிறை மற்றும் அதன் சுழற்சியின் வேகம் ஆகிய இரண்டாலும் தீர்மானிக்கப்படும் அளவு. ஒரு உடல் எவ்வளவு வேகமாகச் சுழலுகிறதோ, அந்த அளவுக்கு அதன் கோண உந்தம் அதிகமாகும். நிறை மற்றும் மின்னூட்டத்திற்கு கூடுதலாக, கருந்துளையின் கோண உந்தம் அதன் பண்புகளில் ஒன்றாகும், இது பற்றிய தகவல்கள் இழக்கப்படவில்லை.

1960 களின் பிற்பகுதியிலும் 1970 களின் முற்பகுதியிலும், கோட்பாட்டு வானியற்பியல் வல்லுநர்கள் சிக்கலில் கடுமையாக உழைத்தனர்: கருந்துளைகளின் எந்த பண்புகள் பாதுகாக்கப்படுகின்றன மற்றும் அவற்றில் எவை இழக்கப்படுகின்றன? அவர்களின் முயற்சியின் பலன் "கருந்துளைக்கு முடி இல்லை" என்ற புகழ்பெற்ற தேற்றம், முதலில் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக்கழகத்தின் (அமெரிக்கா) ஜான் வீலர் என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது. ஒரு கருந்துளையின் குணாதிசயங்களை தொலைதூர பார்வையாளரால் அளவிட முடியும் என்பதை நாம் ஏற்கனவே பார்த்தோம், அதன் நிறை, அதன் மின்னழுத்தம் மற்றும் அதன் கோண உந்தம். கருந்துளை உருவாகும் போது இந்த மூன்று முக்கிய குணாதிசயங்கள் பாதுகாக்கப்பட்டு அதன் அருகில் உள்ள விண்வெளி நேரத்தின் வடிவவியலை தீர்மானிக்கிறது. ஸ்டீபன் ஹாக்கிங், வெர்னர் இஸ்ரேல், பிராண்டன் கார்ட்டர், டேவிட் ராபின்சன் மற்றும் பிற ஆராய்ச்சியாளர்களின் பணி இதை நிரூபித்துள்ளது. மட்டுமேகருந்துளைகள் உருவாகும் போது இந்த பண்புகள் பாதுகாக்கப்படுகின்றன. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், கருந்துளையின் நிறை, மின்னூட்டம் மற்றும் கோண உந்தம் ஆகியவற்றை நீங்கள் அமைத்தால், அதைப் பற்றிய அனைத்தும் ஏற்கனவே அறியப்படும் - கருந்துளைகளுக்கு நிறை, மின்சுமை மற்றும் கோண உந்தம் தவிர வேறு பண்புகள் இல்லை. எனவே, கருந்துளைகள் மிகவும் எளிமையான பொருள்கள்; கருந்துளைகள் உருவாகும் நட்சத்திரங்களை விட அவை மிகவும் எளிமையானவை. ஒரு நட்சத்திரத்தை முழுமையாக விவரிக்க, வேதியியல் கலவை, அழுத்தம், அடர்த்தி மற்றும் வெவ்வேறு ஆழங்களில் வெப்பநிலை போன்ற பல பண்புகளின் அறிவு தேவை. கருந்துளைக்கு இது போன்ற எதுவும் இல்லை (படம் 10.1). உண்மையில், கருந்துளையில் முடியே இல்லை!

கருந்துளைகள் மூன்று அளவுருக்களால் (நிறை, மின்னேற்றம் மற்றும் கோண உந்தம்) முழுமையாக விவரிக்கப்படுவதால், ஐன்ஸ்டீனின் ஈர்ப்பு புல சமன்பாடுகளுக்கு சில தீர்வுகள் மட்டுமே இருக்க வேண்டும், ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த "மரியாதைக்குரிய" கருந்துளை வகையை விவரிக்கிறது. உதாரணமாக, முந்தைய இரண்டு அத்தியாயங்களில் நாம் கருந்துளையின் எளிய வகையைப் பார்த்தோம்; இந்த துளைக்கு நிறை மட்டுமே உள்ளது, மேலும் அதன் வடிவவியல் ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வு மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஸ்க்வார்ஸ்சைல்டின் தீர்வு 1916 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, மேலும் வெகுஜன-மட்டும் கருந்துளைகளுக்கு இன்னும் பல தீர்வுகள் கிடைத்தாலும், அனைத்துஅவர்கள் அதற்குச் சமமானவர்களாக மாறினர்.

பொருள் இல்லாமல் கருந்துளைகள் எப்படி உருவாகும் என்பதை கற்பனை செய்து பார்க்க முடியாது. எனவே, எந்த கருந்துளைக்கும் நிறை இருக்க வேண்டும். ஆனால் வெகுஜனத்திற்கு கூடுதலாக, துளை ஒரு மின் கட்டணம் அல்லது சுழற்சி அல்லது இரண்டும் இருக்கலாம். 1916 மற்றும் 1918 க்கு இடையில் G. Reisner மற்றும் G. Nordström ஆகியோர் களச் சமன்பாடுகளுக்கு ஒரு தீர்வைக் கண்டறிந்தனர், இது நிறை மற்றும் மின்னூட்டத்துடன் கூடிய கருந்துளையை விவரிக்கிறது. இந்தப் பாதையில் அடுத்த கட்டம் 1963 வரை தாமதமானது, ராய் பி. கெர் கருந்துளைக்கு நிறை மற்றும் கோண உந்தம் கொண்ட தீர்வைக் கண்டறிந்தார். இறுதியாக, 1965 ஆம் ஆண்டில், நியூமன், கோச், சின்னப்பரேட், எக்ஸ்டன், பிரகாஷ் மற்றும் டோரன்ஸ் ஆகியோர் மிகவும் சிக்கலான வகை கருந்துளைக்கான தீர்வை வெளியிட்டனர், அதாவது நிறை, மின்னேற்றம் மற்றும் கோண உந்தம் கொண்ட ஒன்று. இந்த தீர்வுகள் ஒவ்வொன்றும் தனித்துவமானது - வேறு சாத்தியமான தீர்வுகள் எதுவும் இல்லை. ஒரு கருந்துளை வகைப்படுத்தப்படுகிறது, அதிகபட்சம், மூன்று அளவுருக்கள்- நிறை (குறிக்கப்படுகிறது எம்) கட்டணம் (மின்சாரம் அல்லது காந்தம், குறிக்கப்படுகிறது கே) மற்றும் கோண உந்தம் (குறிக்கப்படுகிறது ஏ) இந்த சாத்தியமான தீர்வுகள் அனைத்தும் அட்டவணையில் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. 10.1

அட்டவணை 10.1

கருந்துளைகளை விவரிக்கும் புல சமன்பாடுகளின் தீர்வுகள்.

கருந்துளையின் வகைகள் கருந்துளையின் விளக்கம் தீர்வு பெயர் பெற்ற ஆண்டு நிறை மட்டுமே (அளவுரு எம்) "எளிமையான" கருந்துளை. இது நிறை மட்டுமே கொண்டது. கோள சமச்சீர். ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வு நிறை மற்றும் கட்டணம் (விருப்பங்கள் எம்மற்றும் கே) சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளை. இது நிறை மற்றும் மின்சுமை (மின்சாரம் அல்லது காந்தம்) கொண்டது. கோள சமச்சீர் ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வு நிறை மற்றும் கோண உந்தம் (அளவுருக்கள் எம்மற்றும் அ) சுழலும் கருந்துளை. இது நிறை மற்றும் கோண உந்தம் கொண்டது. அச்சு சமச்சீரற்ற கேரின் தீர்வு நிறை, மின்னூட்டம் மற்றும் கோண உந்தம் (விருப்பங்கள் எம், கேமற்றும் அ) சுழலும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளை, எல்லாவற்றிலும் மிகவும் சிக்கலானது. அச்சு சமச்சீரற்ற கெர்-நியூமன் தீர்வு

கருந்துளையின் வடிவவியல் ஒவ்வொரு கூடுதல் அளவுருவின் (சார்ஜ், ஸ்பின் அல்லது இரண்டும்) அறிமுகத்தைப் பொறுத்தது. Reisner-Nordström மற்றும் Kerr தீர்வுகள் ஒன்றுக்கொன்று மற்றும் ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வு ஆகியவற்றிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டவை. நிச்சயமாக, கட்டணம் மற்றும் கோண உந்தம் மறைந்துவிடும் போது வரம்பில் (கே -> 0 மற்றும் ஏ-> 0), மேலும் மூன்று சிக்கலான தீர்வுகளும் Schwarzschild தீர்வுக்குக் குறைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும் சார்ஜ் மற்றும்/அல்லது கோண உந்தம் கொண்ட கருந்துளைகள் பல குறிப்பிடத்தக்க பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

முதல் உலகப் போரின் போது, ​​ஜி. ரெய்ஸ்னர் மற்றும் ஜி. நார்ட்ஸ்ட்ரோம் ஐன்ஸ்டீனின் ஈர்ப்பு விசை சமன்பாடுகளுக்கு ஒரு தீர்வைக் கண்டுபிடித்தனர், இது "சார்ஜ் செய்யப்பட்ட" கருந்துளையை முழுமையாக விவரிக்கிறது. அத்தகைய கருந்துளையில் மின் கட்டணம் (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) மற்றும்/அல்லது காந்த மின்னூட்டம் (வடக்கு அல்லது தெற்கு காந்த துருவத்துடன் தொடர்புடையது) இருக்கலாம். மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்கள் பொதுவானவை என்றால், காந்தத்தால் சார்ஜ் செய்யப்பட்டவை இல்லை. காந்தப்புலம் கொண்ட உடல்கள் (உதாரணமாக, ஒரு சாதாரண காந்தம், ஒரு திசைகாட்டி ஊசி, பூமி) வடக்கு மற்றும் தென் துருவங்களைக் கொண்டுள்ளன. உடனடியாக.љљமிக சமீபத்தில் வரை, பெரும்பாலான இயற்பியலாளர்கள் காந்த துருவங்கள் எப்போதும் ஜோடிகளாக மட்டுமே நிகழ்கின்றன என்று நம்பினர், இருப்பினும், 1975 ஆம் ஆண்டில், பெர்க்லி மற்றும் ஹூஸ்டனைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் குழு அவர்கள் ஒரு சோதனையின் போது கண்டுபிடித்ததாக அறிவித்தனர். . இந்த முடிவுகள் உறுதிப்படுத்தப்பட்டால், தனித்தனி காந்தக் கட்டணங்கள் இருக்கலாம், அதாவது. வட காந்த துருவமானது தெற்கிலிருந்து தனித்தனியாகவும், அதற்கு நேர்மாறாகவும் இருக்கலாம். Reisner-Nordström தீர்வு ஒரு கருந்துளை ஒரு மோனோபோல் காந்தப்புலம் கொண்ட சாத்தியத்தை அனுமதிக்கிறது. கருந்துளை எவ்வாறு அதன் கட்டணத்தைப் பெற்றது என்பதைப் பொருட்படுத்தாமல், ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் கரைசலில் உள்ள இந்த கட்டணத்தின் அனைத்து பண்புகளும் ஒரு குணாதிசயமாக இணைக்கப்படுகின்றன - எண் கே. கருந்துளை எவ்வாறு அதன் வெகுஜனத்தைப் பெற்றது என்பதைப் பொறுத்து ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வு சார்ந்து இல்லை என்பதற்கு இந்த அம்சம் ஒப்பானது. இது யானைகள், கற்கள் அல்லது நட்சத்திரங்களால் ஆனது - இறுதி முடிவு எப்போதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். மேலும், ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் கரைசலில் உள்ள இட-நேரத்தின் வடிவவியல் சார்ஜின் தன்மையைப் பொறுத்தது அல்ல. இது நேர்மறை, எதிர்மறை, வடக்கு காந்த துருவம் அல்லது தெற்குடன் ஒத்ததாக இருக்கலாம் - அதன் முழு மதிப்பு மட்டுமே முக்கியமானது, இதை இவ்வாறு எழுதலாம் | கே|. எனவே, கருந்துளையின் பண்புகள் இரண்டு அளவுருக்களை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது - துளையின் மொத்த நிறை எம்மற்றும் அதன் முழு கட்டணம் | கே|љљ (வேறுவிதமாகக் கூறினால், அதன் முழுமையான மதிப்பிலிருந்து). நமது பிரபஞ்சத்தில் உண்மையில் இருக்கக்கூடிய உண்மையான கருந்துளைகளைப் பற்றி சிந்திப்பதன் மூலம், இயற்பியலாளர்கள் ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வு மாறிவிடும் என்ற முடிவுக்கு வந்துள்ளனர். நன்றாக இல்லைகுறிப்பிடத்தக்கது, ஏனெனில் மின்காந்த சக்திகள் ஈர்ப்பு விசைகளை விட அதிகமாக உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, எலக்ட்ரான் அல்லது புரோட்டானின் மின்சார புலம் அதன் ஈர்ப்பு புலத்தை விட டிரில்லியன் கணக்கான டிரில்லியன் மடங்கு வலிமையானது. கருந்துளையில் போதுமான அளவு மின்னேற்றம் இருந்தால், மின்காந்த தோற்றத்தின் மகத்தான சக்திகள் வாயு மற்றும் அணுக்களை விண்வெளியில் அனைத்து திசைகளிலும் விரைவாக சிதறடிக்கும். மிகக் குறுகிய காலத்தில், கருந்துளையின் அதே மின்னூட்ட அடையாளத்தைக் கொண்ட துகள்கள் சக்திவாய்ந்த விரட்டலை அனுபவிக்கும், மேலும் எதிர் மின்னூட்ட அடையாளத்துடன் கூடிய துகள்கள் அதை நோக்கி சமமான சக்திவாய்ந்த ஈர்ப்பை அனுபவிக்கும். எதிர் மின்னூட்டங்கள் கொண்ட துகள்களை ஈர்ப்பதன் மூலம், கருந்துளை விரைவில் மின் நடுநிலையாக மாறும். எனவே, உண்மையான கருந்துளைகள் ஒரு சிறிய மின்னூட்டத்தை மட்டுமே கொண்டிருப்பதாக நாம் கருதலாம். உண்மையான கருந்துளைகளுக்கு மதிப்பு | கே| விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் எம்.உண்மையில், கணக்கீடுகளில் இருந்து, விண்வெளியில் உண்மையில் இருக்கக்கூடிய கருந்துளைகள் நிறை கொண்டதாக இருக்க வேண்டும் எம்மதிப்பை விட குறைந்தது பில்லியன் பில்லியன் மடங்கு அதிகம் | கே|. கணித ரீதியாக இது சமத்துவமின்மையால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது

துரதிர்ஷ்டவசமாக இயற்பியல் விதிகளால் விதிக்கப்பட்ட இந்த துரதிர்ஷ்டவசமான வரம்புகள் இருந்தபோதிலும், ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வு பற்றிய விரிவான பகுப்பாய்வை மேற்கொள்வது அறிவுறுத்தலாகும். இந்த பகுப்பாய்வு, அடுத்த அத்தியாயத்தில் கெர்ரின் முடிவைப் பற்றிய முழுமையான விவாதத்திற்கு நம்மைத் தயார்படுத்தும்.

Reisner-Nordström கரைசலின் அம்சங்களைப் புரிந்துகொள்வதை எளிதாக்க, கட்டணம் இல்லாமல் ஒரு சாதாரண கருந்துளையைக் கவனியுங்கள். Schwarzschild இன் தீர்விலிருந்து பின்வருமாறு, அத்தகைய துளை நிகழ்வு அடிவானத்தால் சூழப்பட்ட ஒரு தனித்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. ஒருமை துளையின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது (அட் ஆர்=0), மற்றும் நிகழ்வு அடிவானம் 1 ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் ஆரம் (சரியாக மணிக்கு ஆர்=2எம்) இப்போது நாம் இந்த கருந்துளைக்கு ஒரு சிறிய மின்னேற்றத்தை கொடுத்தோம் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். துளை ஒரு சார்ஜ் ஆனதும், விண்வெளி நேரத்தின் வடிவவியலுக்கு நாம் Reisner-Nordström தீர்வுக்கு திரும்ப வேண்டும். Reisner-Nordström தீர்வு கொண்டுள்ளது இரண்டுநிகழ்வுத் பரப்பெல்லை. அதாவது, தொலைநிலைப் பார்வையாளரின் பார்வையில், ஒருமைப்பாட்டிலிருந்து வெவ்வேறு தூரங்களில் இரண்டு நிலைகள் உள்ளன, அங்கு நேரம் அதன் ஓட்டத்தை நிறுத்துகிறது. மிக அற்பமான கட்டணத்தில், 1 ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் ஆரம் "உயரத்தில்" முன்பு இருந்த நிகழ்வு அடிவானம், ஒருமைப்பாட்டை நோக்கி சற்று தாழ்வாக மாறுகிறது. ஆனால் இன்னும் ஆச்சரியம் என்னவென்றால், ஒருமைப்பாட்டிற்கு அருகில் உடனடியாக இரண்டாவது நிகழ்வு அடிவானம் தோன்றுகிறது. இவ்வாறு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளையில் உள்ள தனித்தன்மை சூழப்பட்டுள்ளது இரண்டு நிகழ்வு எல்லைகள் - வெளி மற்றும் உள்.சார்ஜ் செய்யப்படாத (ஸ்வார்ஸ்சைல்ட்) கருந்துளை மற்றும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் கருந்துளையின் கட்டமைப்புகள் எம்>>|கே|) படத்தில் ஒப்பிடப்படுகின்றன. 10.2

கருந்துளையின் கட்டணத்தை அதிகப்படுத்தினால், வெளிப்புற நிகழ்வு அடிவானம் சுருங்கத் தொடங்கும், மேலும் உட்புறம் விரிவடையும். இறுதியாக, கருந்துளையின் சார்ஜ் சமத்துவத்தை அடையும் போது எம்=|கே|, இரண்டு எல்லைகளும் ஒன்றோடொன்று இணைகின்றன. நீங்கள் கட்டணத்தை இன்னும் அதிகப்படுத்தினால், நிகழ்வு அடிவானம் முற்றிலும் மறைந்துவிடும், மேலும் எஞ்சியுள்ளது "நிர்வாண" ஒருமை.மணிக்கு எம்<|கே| நிகழ்வு எல்லைகள் காணவில்லை,எனவே ஒருமை நேரடியாக வெளி பிரபஞ்சத்தில் திறக்கிறது. இந்த படம் ரோஜர் பென்ரோஸ் முன்மொழியப்பட்ட புகழ்பெற்ற "விண்வெளி நெறிமுறைகளின் விதியை" மீறுகிறது. இந்த விதி ("நீங்கள் ஒருமைப்பாட்டை வெளிப்படுத்த முடியாது!") கீழே விரிவாக விவாதிக்கப்படும். படத்தில் உள்ள சுற்றுகளின் வரிசை. படம் 10.3, கருந்துளைகளுக்கான நிகழ்வு எல்லைகளின் இருப்பிடத்தை விளக்குகிறது, அவை ஒரே நிறை ஆனால் வெவ்வேறு கட்டண மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

அரிசி. 10.3 கருந்துளைகளின் ஒருமைப்பாட்டுடன் தொடர்புடைய நிகழ்வு எல்லைகளின் நிலையை விளக்குகிறது விண்வெளியில்,ஆனால் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைகளுக்கான விண்வெளி நேர வரைபடங்களை பகுப்பாய்வு செய்வது இன்னும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். அத்தகைய வரைபடங்களை உருவாக்க - நேரத்தின் வரைபடங்கள் மற்றும் தூரம் - முந்தைய அத்தியாயத்தின் தொடக்கத்தில் பயன்படுத்தப்பட்ட "நேரான-கோடு" அணுகுமுறையுடன் தொடங்குவோம் (படம் 9.3 ஐப் பார்க்கவும்). ஒருமையில் இருந்து வெளிப்புறமாக அளவிடப்படும் தூரம் கிடைமட்டமாக வரையப்படுகிறது, மற்றும் நேரம், வழக்கம் போல், செங்குத்தாக திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. அத்தகைய வரைபடத்தில், வரைபடத்தின் இடது பக்கம் எப்போதும் ஒரு தனித்தன்மையால் வரையறுக்கப்படுகிறது, இது தொலைதூர கடந்த காலத்திலிருந்து தொலைதூர எதிர்காலத்திற்கு செங்குத்தாக இயங்கும் ஒரு வரியால் விவரிக்கப்படுகிறது. நிகழ்வு எல்லைகளின் உலகக் கோடுகள் செங்குத்தாக உள்ளன மற்றும் கருந்துளையின் உள் பகுதிகளிலிருந்து வெளிப்புற பிரபஞ்சத்தை பிரிக்கின்றன.

படத்தில். படம் 10.4 பல கருந்துளைகளுக்கான இட-நேர வரைபடங்களைக் காட்டுகிறது, அவை ஒரே வெகுஜனங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் வெவ்வேறு கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளன. மேலே, ஒப்பிடுகையில், ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளைக்கான வரைபடம் உள்ளது (ஸ்க்வார்ஸ்சைல்ட் கரைசல் ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வுக்கு சமம் என்பதை நினைவில் கொள்க. | கே| =0). இந்த துளைக்கு மிகச் சிறிய கட்டணத்தைச் சேர்த்தால், இரண்டாவது

(உள்) அடிவானம் ஒருமைக்கு அருகில் நேரடியாக அமைந்திருக்கும். மிதமான சார்ஜ் கொண்ட கருந்துளைக்கு ( எம்>|கே|) உள் அடிவானம் ஒருமையில் இருந்து மேலும் அமைந்துள்ளது, மேலும் வெளிப்புற அடிவானம் ஒருமைக்கு மேலே அதன் உயரத்தைக் குறைத்துள்ளது. மிகப் பெரிய கட்டணத்துடன் ( எம்=|கே|; இந்த விஷயத்தில் நாம் பேசுகிறோம் Reisner-Nordström இன் வரம்பு தீர்வு)இரண்டு நிகழ்வு எல்லைகளும் ஒன்றாக இணைகின்றன. இறுதியாக, கட்டணம் விதிவிலக்காக பெரியதாக இருக்கும்போது ( எம்<|கே|), நிகழ்வு எல்லைகள் வெறுமனே மறைந்துவிடும். படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும். 10.5, அடிவானங்கள் இல்லாத நிலையில், ஒருமை நேரடியாக வெளி பிரபஞ்சத்தில் திறக்கிறது. தொலைதூர பார்வையாளர் இந்த ஒருமைப்பாட்டைக் காண முடியும், மேலும் ஒரு விண்வெளி வீரர் எந்த நிகழ்வு எல்லைகளையும் கடக்காமல் தன்னிச்சையாக வளைந்த விண்வெளி நேரத்தின் பகுதிக்கு நேரடியாக பறக்க முடியும். ஒரு விரிவான கணக்கீடு, ஒருமைப்பாட்டிற்கு அடுத்தபடியாக, ஈர்ப்பு விசையை விரட்டியடிக்கத் தொடங்குகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. கருந்துளை விண்வெளி வீரரை தன்னிடம் இருந்து வெகு தொலைவில் இருக்கும் வரை தன்னைத்தானே ஈர்த்துக் கொண்டாலும், மிகக் குறைந்த தூரத்தில் ஒருமைப்பாட்டை அணுகினால், அவர் விரட்டப்படுவார். ஸ்க்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வுக்கு நேர் எதிரானது ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் ஒருமைப்பாட்டைச் சுற்றியுள்ள இடத்தின் பகுதி - இது ஈர்ப்பு எதிர்ப்பு மண்டலமாகும்.

ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வு ஆச்சரியங்கள் இரண்டு நிகழ்வு எல்லைகள் மற்றும் ஒருமைக்கு அருகில் ஈர்ப்பு விசையை தாண்டி செல்கின்றன. மேலே கொடுக்கப்பட்ட ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் தீர்வு பற்றிய விரிவான பகுப்பாய்வை நினைவு கூர்ந்தால், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளதைப் போன்ற வரைபடங்கள் என்று ஒருவர் நினைக்கலாம். 10.4 இதுவரை விவரிக்கிறது அனைத்துமல்லபடத்தின் பக்கங்கள். எனவே, ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் வடிவவியலில், எளிமைப்படுத்தப்பட்ட வரைபடத்தில் ஒன்றுடன் ஒன்று ஏற்படுவதால் ஏற்படும் பெரும் சிரமங்களைச் சந்தித்தோம். வெவ்வேறுவிண்வெளி நேரத்தின் பகுதிகள் (படம் 9.9 ஐப் பார்க்கவும்). படம் போன்ற வரைபடங்களிலும் அதே சிரமங்கள் நமக்கு காத்திருக்கின்றன. 10.4, எனவே அவற்றை அடையாளம் கண்டு கடக்க வேண்டிய நேரம் இது.

புரிந்துகொள்வது எளிது உலகளாவிய கட்டமைப்புவிண்வெளி நேரம், பின்வரும் அடிப்படை விதிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளையின் உலகளாவிய அமைப்பு என்ன என்பதை மேலே கண்டுபிடித்தோம். தொடர்புடைய படம், அழைக்கப்படுகிறது , படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 9.18 ரீஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் கருந்துளையின் சிறப்பு நிகழ்வுக்கான பென்ரோஸ் வரைபடம் என்றும் அழைக்கப்படலாம், கட்டணம் இல்லாத போது (| கே| =0). மேலும், Reisner-Nordström துவாரத்தை நாம் இழந்தால் (அதாவது, வரம்புக்குச் செல் | கே| ->0), பிறகு நமது வரைபடம் (அது எதுவாக இருந்தாலும்) Schwarzschild தீர்வுக்கான பென்ரோஸ் வரைபடத்தின் வரம்பில் அவசியம் குறைக்கப்படும். எனவே நமது முதல் விதி பின்வருமாறு: நமக்கு எதிரே மற்றொரு பிரபஞ்சம் இருக்க வேண்டும், தடைசெய்யப்பட்ட விண்வெளி போன்ற கோடுகளில் மட்டுமே அதை அடைய முடியும். மற்றும் ), முந்தைய அத்தியாயத்தில் விவாதிக்கப்பட்டது. கூடுதலாக, இந்த வெளிப்புற பிரபஞ்சங்கள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு முக்கோணமாக சித்தரிக்கப்பட வேண்டும், ஏனெனில் பென்ரோஸ் கன்ஃபார்மல் மேப்பிங் முறையானது சிறிய புல்டோசர்கள் (படம். 9.14 அல்லது 9.17 ஐப் பார்க்கவும்) ஒரு குழுவைப் போலவே செயல்படுகிறது, எல்லா இட நேரத்தையும் ஒரே கச்சிதமாக "ரேக்கிங்" செய்கிறது. முக்கோணம். எனவே, நமது இரண்டாவது விதி பின்வருமாறு இருக்கும்: எந்தவொரு வெளிப்புற பிரபஞ்சமும் ஐந்து வகையான முடிவிலிகளைக் கொண்ட ஒரு முக்கோணமாக குறிப்பிடப்பட வேண்டும். அத்தகைய வெளிப் பிரபஞ்சம் வலது பக்கம் (படம் 10.6 இல் உள்ளதைப் போல) அல்லது இடது பக்கம் நோக்கியதாக இருக்கலாம்.

மூன்றாவது விதிக்கு வருவதற்கு, பென்ரோஸ் வரைபடத்தில் (படம் 9.18 ஐப் பார்க்கவும்), ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளையின் நிகழ்வு அடிவானம் 45° சாய்வைக் கொண்டிருந்ததை நினைவுபடுத்தவும். எனவே, மூன்றாவது விதி: எந்த நிகழ்வு அடிவானமும் ஒளி போன்றதாக இருக்க வேண்டும், எனவே எப்போதும் 45º சாய்வாக இருக்க வேண்டும்.

நான்காவது (மற்றும் கடைசி) விதியைப் பெற, நிகழ்வு அடிவானத்தின் வழியாகச் செல்லும்போது, ​​ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளை விஷயத்தில் இடம் மற்றும் நேரம் ஆகியவை பாத்திரங்களை மாற்றியமைத்ததை நினைவில் கொள்ளுங்கள். சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைக்கான ஸ்பேஸ்லைக் மற்றும் டைம்லைக் திசைகளின் விரிவான பகுப்பாய்விலிருந்து, அதே படம் இங்கே பெறப்படும். எனவே நான்காவது விதி: இடம் மற்றும் நேரத்தை மாற்றும் பாத்திரங்கள் ஒவ்வொரு முறையும்,நிகழ்வு அடிவானத்தை கடக்கும்போது.

படத்தில். 10.7 சிறிய அல்லது மிதமான மின்னூட்டம் கொண்ட கருந்துளையின் விஷயத்தில் நான்காவது விதியை விளக்குகிறது ( எம்>|கே| ) அத்தகைய சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைக்கு வெகு தொலைவில், ஸ்பேஸ் போன்ற திசையானது விண்வெளி அச்சுக்கு இணையாக உள்ளது, மேலும் நேரம் போன்ற திசையானது நேர அச்சுக்கு இணையாக உள்ளது. வெளிப்புற நிகழ்வு அடிவானத்தின் கீழ் கடந்து, இந்த இரண்டு திசைகளின் பாத்திரங்களில் மாற்றத்தைக் காண்போம் - விண்வெளி போன்ற திசை இப்போது நேர அச்சுக்கு இணையாக மாறியுள்ளது, மேலும் நேரம் போன்ற திசை இப்போது இடஞ்சார்ந்த அச்சுக்கு இணையாக மாறியுள்ளது. எவ்வாறாயினும், மையத்தை நோக்கி இயக்கத்தைத் தொடர்வது மற்றும் நிகழ்வுகளின் உள் அடிவானத்திற்கு கீழே இறங்குவது, பாத்திரங்களின் இரண்டாவது மாற்றத்தின் சாட்சிகளாக மாறுகிறோம். ஒருமைக்கு அருகில், கருந்துளையில் இருந்து வெகு தொலைவில் இருந்த இடத்தைப் போன்ற மற்றும் நேரம் போன்ற திசைகளின் நோக்குநிலை ஒரே மாதிரியாக மாறும்.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளையின் ஒருமைப்பாட்டின் தன்மைக்கு விண்வெளி மற்றும் காலப்போக்கு திசைகளின் பாத்திரங்களின் இரட்டைத் தலைகீழ் முக்கியமானது. ஸ்க்வார்ஸ்சைல்ட் கருந்துளையின் விஷயத்தில், கட்டணம், இடம் மற்றும் நேர மாறுதல் பாத்திரங்கள் இல்லை ஒரே ஒருமுறை மட்டும்.ஒற்றை நிகழ்வு அடிவானத்தில், நிலையான தூரத்தின் கோடுகள் ஒரு விண்வெளி போன்ற (கிடைமட்ட) திசையில் இயக்கப்படுகின்றன. இதன் பொருள் ஒருமையின் இருப்பிடத்தை சித்தரிக்கும் வரி ( ஆர்= 0), கிடைமட்டமாக இருக்க வேண்டும், அதாவது. இடஞ்சார்ந்த இயக்கப்பட்டது. இருப்பினும், இருக்கும் போது இரண்டுநிகழ்வு தொடுவானம், ஒருமைப்பாட்டிற்கு அருகில் நிலையான தூரத்தின் கோடுகள் காலப்போக்கில் (செங்குத்து) திசையைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துளையின் ஒருமைப்பாட்டின் நிலையை விவரிக்கும் வரி ( ஆர்=0), செங்குத்தாக இருக்க வேண்டும், மேலும் நேரம் போன்ற முறையில் இருக்க வேண்டும். எனவே, நாம் மிக முக்கியமான ஒரு முடிவுக்கு வருகிறோம்: சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளையின் ஒருமைப்பாடு காலப்போக்கில் இருக்க வேண்டும்!

இப்போது நீங்கள் மேலே உள்ள விதிகளைப் பயன்படுத்தி ரெய்ஸ்னர்-நார்ட்ஸ்ட்ரோம் தீர்வுக்கான பென்ரோஸ் வரைபடத்தை உருவாக்கலாம். நமது பிரபஞ்சத்தில் அமைந்துள்ள ஒரு விண்வெளி வீரரை கற்பனை செய்வதன் மூலம் தொடங்குவோம் (பூமியில் என்று சொல்லலாம்). அவர் தனது விண்கலத்தில் ஏறி, என்ஜின்களை இயக்கி சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளையை நோக்கி செல்கிறார். படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும். 10.8, நமது பிரபஞ்சம் பென்ரோஸ் வரைபடத்தில் ஐந்து முடிவிலிகளுடன் ஒரு முக்கோணம் போல் தெரிகிறது. விண்வெளி வீரரின் அனுமதிக்கப்பட்ட எந்த பாதையும் எப்போதும் வரைபடத்தில் 45°க்கும் குறைவான கோணத்தில் செங்குத்தாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் அவர் சூப்பர்லூமினல் வேகத்தில் பறக்க முடியாது.

படத்தில். 10.8 அத்தகைய ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய உலகக் கோடுகள் புள்ளியிடப்பட்ட கோடுகளால் சித்தரிக்கப்படுகின்றன. விண்வெளி வீரர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளையை நெருங்கும்போது, ​​அவர் வெளிப்புற நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு கீழே இறங்குகிறார் (அது சரியாக 45° சாய்வாக இருக்க வேண்டும்). இந்த அடிவானத்தை கடந்த பிறகு, விண்வெளி வீரர் ஒருபோதும் திரும்ப முடியாது நமதுஅண்டம். இருப்பினும், இது 45° சாய்வு கொண்ட உள் நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு கீழே மேலும் மூழ்கலாம். இந்த உள் அடிவானத்தின் கீழ், ஒரு விண்வெளி வீரர் முட்டாள்தனமாக ஒரு தனித்தன்மையை சந்திக்க நேரிடும், அங்கு அவர் ஈர்ப்பு விசைக்கு உட்படுவார் மற்றும் விண்வெளி நேரம் எல்லையற்ற வளைந்திருக்கும். எவ்வாறாயினும், விமானத்தின் சோகமான விளைவு எந்த வகையிலும் இல்லை என்பதை நினைவில் கொள்வோம் தவிர்க்க முடியாதது! சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளையின் ஒருமைப்பாடு காலப்போக்கில் இருப்பதால், அது பென்ரோஸ் வரைபடத்தில் செங்குத்து கோட்டால் குறிக்கப்பட வேண்டும். ஒரு விண்வெளி வீரர், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அனுமதிக்கப்பட்ட நேரப் பாதையில் தனது விண்கலத்தை ஒருமைப்பாட்டிலிருந்து விலக்கி வைப்பதன் மூலம் மரணத்தைத் தவிர்க்கலாம். 10.8 மீட்புப் பாதை அவரை ஒருமையிலிருந்து விலக்கிச் செல்கிறது, மேலும் அவர் மீண்டும் உள் நிகழ்வு அடிவானத்தைக் கடக்கிறார், அது 45º சாய்வையும் கொண்டுள்ளது. விமானத்தைத் தொடர்ந்து, விண்வெளி வீரர் வெளிப்புற நிகழ்வு அடிவானத்திற்கு அப்பால் சென்று (மேலும் அது 45° சாய்வாக உள்ளது) மற்றும் வெளிப்புற பிரபஞ்சத்திற்குள் நுழைகிறார். அத்தகைய பயணம் வெளிப்படையாக நேரம் எடுக்கும் என்பதால், உலக வரிசையில் நிகழ்வுகளின் வரிசை கடந்த காலத்திலிருந்து எதிர்காலத்திற்கு செல்ல வேண்டும். எனவே விண்வெளி வீரர் முடியாது

வலென்சியா மற்றும் லிஸ்பன் பல்கலைக்கழகங்களின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கருந்துளைகள் - அவற்றின் மையத்தில் உள்ள விசித்திரமான நிகழ்வுகளின் முக்கிய பிரச்சனையை தீர்க்க பொது சார்பியல் கொள்கைக்கு அப்பால் பார்க்க முடிவு செய்தனர்.

மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைகள்

அவர்கள் பரிசீலிக்கும் கருந்துளை இயற்கையில் இல்லாத ஒரு சிறப்பு வழக்கு, ஏனெனில் அது மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்டு தன்னைச் சுற்றி சுழலவில்லை. இந்த விசித்திரமான பொருள் எல்லையற்ற அடர்த்தியின் புள்ளி அல்ல, ஆனால் ஒரு வார்ம்ஹோல் - நேரம் மற்றும் இடத்தில் மற்றொரு இடத்திற்கு ஒரு வகையான பாலம்.

இந்த முடிவுக்கு வர, விஞ்ஞானிகள் கருந்துளையை கிராபெனின் அல்லது படிகத்திற்கு சமன் செய்தனர். அவற்றின் வடிவவியலை இடத்தையும் நேரத்தையும் இனப்பெருக்கம் செய்யப் பயன்படுத்தலாம்.

விண்வெளி நேர ஒழுங்கின்மை

படிகங்கள் அவற்றின் நுண் கட்டமைப்பில் அபூரணமாக இருப்பதைப் போலவே, கருந்துளையின் மையப் பகுதியானது விண்வெளி மற்றும் நேரத்தின் ஒரு ஒழுங்கின்மை என விளக்கப்படலாம், அதை இன்னும் துல்லியமாக விவரிக்க புதிய வடிவியல் கூறுகள் தேவைப்படுகின்றன. விஞ்ஞானிகள் இயற்கையில் அவதானித்த உண்மைகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு சாத்தியமான அனைத்து விருப்பங்களையும் ஆராய்ந்தனர்.

கருந்துளைகளின் அம்சங்களை விவரிப்பது இன்னும் நம்பமுடியாத கடினமான பணியாகும். இதை அடைய, சார்பியல் கோட்பாட்டையும் குவாண்டம் இயக்கவியலையும் இணைப்பது அவசியம், மேலும் அவை மோசமாக ஒன்றாக வேலை செய்கின்றன.

விஞ்ஞானிகளின் கோட்பாடு இயற்கையாகவே மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைகளை விளக்குவதில் பல சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது. முதலில், அவர்கள் ஒருமைப்பாட்டின் சிக்கலைத் தீர்த்தனர், ஏனெனில் கருந்துளையின் மையத்தில் ஒரு "கதவு" உள்ளது - ஒரு புழு துளை, இதன் மூலம் நேரம் மற்றும் இடம் தொடரலாம்.

வார்ம்ஹோலின் பங்கு

விஞ்ஞானிகளின் விளக்கத்தில், கருந்துளையின் மையத்தில் உள்ள இடம் ஒரு வார்ம்ஹோலால் மாற்றப்படுகிறது, அதன் அளவு அதன் மின் கட்டணத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். அதிக கட்டணம், பெரிய வார்ம்ஹோல். கோட்பாட்டளவில், சில துணிச்சலான ஆய்வாளர்கள் இந்த கருந்துளைக்குள் குதிக்க முடியும், அங்கு அவர் தீவிர அலை சக்திகளால் உறிஞ்சப்படுவார் (ஸ்பாகெட்டிஃபிகேஷன் எனப்படும் ஒரு செயல்முறை), வார்ம்ஹோல் வழியாகச் சென்று, மீண்டும் பிரபஞ்சத்திற்குத் திரும்ப முடியும்.

இந்த கண்டுபிடிப்பு மிகவும் சுவாரஸ்யமானது. வார்ம்ஹோல்கள் பொதுவாக பொது சார்பியல் மூலம் கணிக்கப்படுகின்றன என்றாலும், அவை நிலையானதாக இருக்க சில வகையான கவர்ச்சியான பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன. மாறாக, அவை சாதாரண பொருளிலும் ஆற்றலிலும் வெளிப்படுகின்றன.

மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருந்துளைகள் இயற்கையில் உருவாகும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுவதில்லை, குறிப்பாக அவை நிலையான வார்ம்ஹோல் உருவாக்கம் போன்ற விசித்திரமான முடிவுகளை உருவாக்கினால். ஆனால், எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, உண்மையான கருந்துளைகள் கூட ஒரு காலத்தில் ஒரு ஆடம்பரமான தத்துவார்த்த யோசனையாக கருதப்பட்டன.