Dlaczego czarne dziury spowalniają czas, przy zbliżaniu się do nich?

kosmos
Czarne dziury to dziwne i grawitacyjne zjawiska niebieskie, które przeczą prawom fizyki. Od pochłaniania całych gwiazd po zniekształcanie struktury czasoprzestrzeni i tworzenie masywnej grawitacji, czarne dziury wydają się robić rzeczy sprzeczne z naturą. W filmie na Światowy Festiwal Nauki Britannica andnbsp, partner redakcyjny Brian Greene ujawnił, że historia czarnych dziur rozpoczęła się od niemieckiego meteorologa Karla Schwarzschilda, który jest również matematykiem i astronomią.

W czasie I wojny światowej stacjonował na froncie rosyjskim. Greene wyjaśnił, że Schwarzschild był tam, aby obliczyć trajektorię bomby. „I jakoś, w okopach, zdobył pracę Einsteina na temat ogólnej teorii względności i [wykonał] na jej podstawie kilka obliczeń” – dodaje Green. Poprzez swoje obliczenia Schwarzschild zdał sobie sprawę, że kiedy duże kule zapadają się i zostają zgniecione do bardzo małych rozmiarów, siły grawitacyjne są tak silne, że nic w strefie wpływów czarnej dziury nie może uciec przed jej przyciąganiem. Dokładnie tak, jak przewidywała teoria Einsteina: czarne dziury wyginają się, wypaczają i wypaczają czasoprzestrzeń.

Co to jest czas dylatacji?

Zrozumienie, dlaczego czas zwalnia, gdy obiekt zbliża się do czarnej dziury, wymaga zrozumienia, czym jest dylatacja czasu. Live Science wyjaśnia, że ​​Einstein – mający obsesję na punkcie przestrzeni i czasu – jako pierwszy zdał sobie sprawę, że czas jest względny. Po ponad dziesięciu latach pracy Einstein opublikował w 1915 roku swoją ogólną teorię względności, szokując powstanie Newtona i zrewolucjonizował naukę. Einstein argumentował, że podczas gdy prawa fizyki są stałe we wszechświecie (poprzez The Conversation), prędkość lub ruch, przestrzeń i czas nie są stałe, ale względne. W porównaniu z czym? Z punktu widzenia lub obserwatora.

Einstein często mówił o pociągach io tym, jak ludzie wsiadający i wysiadający z pociągu inaczej postrzegają czas i prędkość. Na przykład przytacza, że ​​pociąg pociskowy będzie jechał znacznie szybciej dla osoby stojącej na poboczu niż dla kogoś, kto goni pociąg w innym równoległym pociągu. To wywołało serię szalonych eksperymentów z zegarami i zegarami atomowymi, a odpowiedź dowiodła, że ​​Einstein miał rację: czas jest stały i można go rozciągnąć.

Ale naukowo dokładna pogoda nie zmienia się z powodu tego, gdzie może być obserwator; zmienia się z powodu zmiany grawitacji. Naukowcy wykazali te zmiany w czasie, mierząc zegary atomowe na dachu i na ziemi lub na orbitach i satelitach naziemnych. Więc gdyby grawitacja mogła zmienić pogodę, co by się z czasem stało w obecności masywnej grawitacji czarnej dziury?

Co to jest grawitacyjna dylatacja czasu?

Kiedy czas znajduje czarną dziurę, najbardziej dramatyczny przykład dylatacji czasu ma miejsce, ponieważ czarna dziura jest najgęstszym obiektem we wszechświecie i ma największe przyciąganie grawitacyjne. NASA JPL bada czarne dziury, aby zrozumieć interakcje przestrzeni i czasu. Zespół wyjaśnia, że ​​gdy obiekt zbliża się do czarnej dziury, z punktu widzenia obserwatora doświadczającego upływu czasu po wpływie czarnej dziury, czas zwalnia. Na przykład, jeśli gwiazda zbliża się do czarnej dziury i możemy ją zobaczyć z Ziemi przez teleskop, zobaczymy, jak zwalnia coraz bardziej, aż rzeczywiście wygląda, jakby była zamrożona w przestrzeni.czas i nigdy nie zobaczymy, jak wpada w czarna dziura. Jednak z punktu widzenia gwiazdy czas płynie normalnie.

Ogólna teoria względności Einsteina stwierdza, że ​​czas zwalnia w pobliżu każdego masywnego obiektu z powodu jego przyciągania grawitacyjnego. Nazywa się to grawitacyjną dylatacją czasu, która rośnie wykładniczo w pobliżu czarnych dziur. Czarne dziury były kiedyś umierającymi gwiazdami, czasami o setkach lub tysiącach mas naszego Słońca, które zapadały się i skompresowały do ​​bardzo małych rozmiarów. „Potrzeba bardzo dużego obiektu, takiego jak czarna dziura, aby radykalnie zmienić oś czasu. Nadal jest wiele do nauczenia się o tym, co dzieje się z czasem i przestrzenią wewnątrz czarnej dziury”.

Dodaj komentarz