Ib qho kev piav qhia tag nrho ntawm Cov Qhov Dub
Qhov dub yog cov khoom uas txaus nyiam thiab txawv tshaj plaws hauv lub ntiaj teb no. Lawv muab kev paub tsis meej, kev zoo nkauj ntawm physics, thiab kev txwv ntawm tib neeg txoj kev nkag siab txog qhov chaw thiab lub sijhawm ua ke. Hauv cov lus yooj yim, qhov dub yog ib cheeb tsam hauv qhov chaw uas muaj lub ntiajteb txawj nqus muaj zog heev uas tsis muaj dab tsi - txawm tias lub teeb - tuaj yeem khiav tawm. Tab sis dhau ntawm qhov kev txhais lus ntawd muaj ntau lub tswv yim tseem ceeb: qhov dub tsim li cas, lawv zoo li cas, cov kws tshawb fawb pom lawv li cas, thiab dab tsi tseem yog qhov paub tsis meej txog niaj hnub no.
Lub qhov dub yog dab tsi?
Hauv kev tshawb fawb, cov qhov dub tuaj yeem nkag siab tias yog qhov tshwm sim ntawm qhov nkhaus loj heev ntawm qhov chaw-lub sijhawm. Hauv Albert Einstein txoj kev xav ntawm kev sib piv dav dav, lub ntiajteb txawj nqus tsis yog tsuas yog "lub zog nyiam," tab sis yog qhov cuam tshuam ntawm qhov hnyav thiab lub zog uas khoov qhov chaw thiab lub sijhawm. Yog tias ib yam khoom muaj qhov hnyav loj heev uas sib sau ua ke hauv ib qho me me, qhov nkhaus ntawm qhov chaw-lub sijhawm dhau los ua ntxhab heev - ntxhab txaus los ua ib qho "ntxiab" ntawm lub ntiajteb txawj nqus.
Tus ciam teb ntawm lub ntxiab no hu ua lub qab ntuj khwb. Lub qab ntuj khwb tsis yog ib qho chaw khov kho zoo li lub plhaub ntawm lub pob zeb, tab sis yog ib qho ciam teb xav xwb: dhau ntawm qhov ciam teb no, txhua txoj kev uas yuav ua tau rau lub teeb lossis khoom yeej ib txwm mus rau hauv nruab nrab ntawm lub qhov dub. Vim tias lub teeb tsis tuaj yeem khiav tawm, cov qhov dub tsis tuaj yeem pom ncaj qha zoo li cov hnub qub. Qhov uas tuaj yeem pom yog lawv cov teebmeem rau lawv ib puag ncig.
Cov qauv thiab cov khoom tseem ceeb
Muaj ob peb lo lus tseem ceeb uas feem ntau tshwm sim thaum tham txog cov qhov dub:
1. Lub qab ntuj khwb ntawm qhov xwm txheej
Qhov no yog "qhov chaw uas tsis rov qab los." Yog tias ib tug neeg hla dhau qhov xwm txheej, tsis muaj txoj hauv kev los rov qab los yog xa lub teeb liab tawm. Lub vojvoog ntawm qhov xwm txheej rau lub qhov dub uas tsis tig feem ntau hu ua Schwarzschild radius.
2. Kev Sib Txawv
Nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub qhov dub, kev sib piv dav dav kwv yees qhov singularity, ib qho chaw (lossis thaj chaw) nrog qhov tsis kawg thiab qhov nkhaus tsis kawg ntawm qhov chaw-lub sijhawm. Txawm li cas los xij, ntau tus kws tshawb fawb xav tias qhov singularity yog ib qho cim qhia tias peb txoj kev xav tsis tiav: xav tau txoj kev xav ntawm lub ntiajteb txawj nqus quantum kom nkag siab txog qhov tseeb tshwm sim nyob ntawd.
3. Accretion disk
Muaj ntau lub qhov dub nyob ib puag ncig los ntawm lub disk uas tig mus los ntawm cov khoom, xws li roj thiab hmoov av. Kev sib txhuam thiab kev nias ua rau lub disk no kub heev thiab tso tawm cov hluav taws xob muaj zog (xws li X-rays). Qhov no yog ib qho ntawm txoj hauv kev tseem ceeb uas cov qhov dub "pom" rau cov telescopes.
4. Lub dav hlau Relativistic
Muaj tej lub qhov dub, tshwj xeeb yog cov uas muaj zog heev nyob hauv nruab nrab ntawm cov galaxies, uas tso tawm cov khoom me me uas muaj zog heev los ntawm ze ntawm lawv cov ncej ntawm qhov ceev uas yuav luag ceev npaum li lub teeb. Lub tshuab ua haujlwm yog qhov nyuaj heev, uas cuam tshuam nrog lub zog sib nqus ntawm lub qhov dub thiab kev tig.
Cov qhov dub no tsim li cas?
Cov qhov dub tuaj yeem tsim los ntawm ntau txoj kev, tab sis cov uas paub zoo tshaj plaws yog:
1. Kev puas tsuaj loj heev
Thaum lub hnub qub uas muaj qhov hnyav loj dua lub Hnub tas roj nuclear, lub zog uas lub ntiajteb txawj nqus ua rau lub hnub tsis muaj zog, thiab nws lub plawv yuav tawg. Yog tias lub plawv loj txaus, tsis muaj lub zog twg yuav tiv thaiv tau qhov tawg, thiab lub qhov dub yuav tsim. Cov txheej txheem no feem ntau cuam tshuam nrog kev tawg ntawm supernova zoo kawg nkaus.
2. Kev sib koom ua ke ntawm cov khoom me me
Ob lub hnub qub neutron lossis ob lub qhov dub tuaj yeem ncig ib puag ncig thiab thaum kawg sib koom ua ke. Qhov xwm txheej no tsim cov nthwv dej gravitational uas tuaj yeem pom ntawm lub ntiaj teb. Kev sib koom ua ke no yog ib qho chaw ntawm cov qhov dub tshiab, loj dua.
3. Cov qhov dub loj heev thiab qhov paub tsis meej ntawm lawv keeb kwm
Nyob hauv nruab nrab ntawm yuav luag txhua lub galaxy loj, suav nrog Milky Way, muaj ib lub qhov dub loj heev uas muaj qhov hnyav ntau lab mus rau ntau txhiab npaug ntawm lub Hnub. Nws keeb kwm tseem yog ib lo lus nug tseem ceeb: nws puas loj hlob qeeb los ntawm cov qhov dub me me uas "noj" cov khoom thiab sib koom ua ke, lossis nws puas tsim sai sai los ntawm kev tawg ntawm cov pa roj loj hauv lub ntiaj teb thaum ub?
Hom ntawm cov qhov dub
Feem ntau, cov qhov dub raug faib raws li lawv qhov hnyav:
- Cov qhov dub loj heev ntawm lub hnub qub:
Lawv qhov hnyav yog ntau txog kaum npaug ntawm qhov hnyav ntawm lub Hnub. Feem ntau lawv tsim los ntawm kev tawg ntawm cov hnub qub loj heev.
- Cov qhov dub nruab nrab:
Lawv muaj txij li pua pua mus txog ntau pua txhiab lub hnub qub. Cov pov thawj rau lawv txoj kev muaj nyob tau loj hlob tuaj, tab sis lawv cov pej xeem thiab lawv txoj kev tsim los li cas tseem tab tom raug kawm.
- Cov qhov dub loj heev:
Muaj ntau lab mus rau ntau txhiab lab lub hnub qub nyob hauv nruab nrab ntawm cov galaxies. Lawv cuam tshuam rau kev hloov pauv ntawm cov galaxies los ntawm lawv lub ntiajteb txawj nqus thiab kev ua haujlwm ntawm lub zog.
Tseem muaj lub tswv yim ntawm cov qhov dub thaum ub, cov qhov dub uas tej zaum yuav tau tsim sai sai tom qab Big Bang vim muaj kev hloov pauv ntau heev. Lawv tseem tsis tau lees paub tias muaj nyob, tab sis lawv yog ib qho kev kawm nthuav vim tias lawv tuaj yeem txuas nrog cov khoom tsaus ntuj hauv qee qhov xwm txheej.
Cov kws tshawb fawb "pom" cov qhov dub li cas?
Vim tias cov qhov dub lawv tus kheej tsis tso tawm lub teeb, lawv qhov kev tshawb pom yog ua los ntawm cov teebmeem tsis ncaj qha:
1. Kev txav ntawm cov hnub qub thiab cov roj nyob ib puag ncig lawv
Yog tias cov hnub qub nyob hauv ib cheeb tsam txav mus los zoo li ncig ib yam khoom uas tsis pom nrog lub cev loj heev, nws yog ib qho cim qhia tias muaj lub qhov dub. Ntawm qhov chaw nruab nrab ntawm Milky Way, ntau xyoo ntawm kev soj ntsuam ntawm cov hnub qub ncig tau qhia txog qhov muaj ib yam khoom loj heev uas tam sim no hu ua Sagittarius A.
2. Kev tawg ntawm lub accretion disk
Cov khoom poob rau hauv lub qhov dub kub thiab tso tawm cov duab X-ray. Cov tsom iav X-ray uas nyob ib puag ncig xws li Chandra thiab XMM-Newton pab nrhiav cov neeg uas xav tau lub qhov dub.
3. Cov nthwv dej gravitational
Cov cuab yeej ntsuas xws li LIGO thiab Virgo ntsuas cov ripples hauv spacetime los ntawm kev sib koom ua ke ntawm cov qhov dub. Qhov no sawv cev rau txoj hauv kev tshiab los kawm txog cov qhov dub.
4. Duab ntxoov ntxoo ntawm lub qhov dub (Lub Koob Yees Duab Event Horizon)
Xyoo 2019, Lub Koob Yees Duab Event Horizon (EHT) tau tso tawm cov duab ntawm lub qhov dub "duab ntxoov ntxoo" hauv lub galaxy M87, thiab tom qab ntawd Sagittarius A. Qhov pom tsis yog lub qab ntuj khwb nws tus kheej, tab sis yog ib daim duab tsaus ntuj nyob rau pem hauv ntej ntawm lub teeb ci ntsa iab los ntawm cov roj kub ib puag ncig, uas raug cuam tshuam los ntawm nws lub ntiajteb txawj nqus.
Yuav muaj dab tsi tshwm sim thaum koj mus ze rau lub qhov dub?
Thaum ib yam khoom mus txog lub qhov dub, cov teebmeem ntawm cov dej ntws gravitational nce ntxiv. Qhov sib txawv ntawm lub zog gravitational ntawm sab ze thiab sab deb ntawm yam khoom tuaj yeem loj heev, ua rau muaj cov txheej txheem hu ua spaghettification - qhov khoom ncab tawm. Rau cov qhov dub supermassive, cov dej ntws ze ntawm lub qab ntuj khwb tuaj yeem "mos mos" dua li cov qhov dub me me, vim tias lawv lub voj voog loj dua. Txawm li cas los xij, thaum dhau lub qab ntuj khwb, qhov kawg tseem zoo li qub: mus rau hauv nruab nrab.
Los ntawm qhov pom ntawm tus neeg saib deb, lub sijhawm zoo li "qeeb qeeb" rau yam khoom uas poob rau hauv. Nws lub teeb liab dua (redshifted) thiab tsaus dua. Los ntawm qhov pom ntawm yam khoom uas poob rau hauv (qhov zoo tshaj plaws), nws hla dhau lub qab ntuj tsis tau ntsib "phab ntsa" tiag tiag, tab sis tom qab ntawd tsis tuaj yeem rov qab los.
Hawking txoj kev tawg thiab cov lus nug loj
Xyoo 1970, Stephen Hawking tau qhia tias cov teebmeem quantum ze ntawm qhov xwm txheej tso cai rau cov qhov dub tso tawm hluav taws xob, tam sim no hu ua Hawking radiation. Qhov no txhais tau tias, dhau lub sijhawm ntev heev, cov qhov dub tuaj yeem "evaporate" thiab poob qhov hnyav. Rau cov qhov dub-hnyav stellar, lub sijhawm evaporation ntev dua li lub hnub nyoog tam sim no ntawm lub ntiaj teb, yog li qhov cuam tshuam tsis tseem ceeb. Txawm li cas los xij, lub tswv yim no tau qhib qhov teeb meem loj: qhov kev xav tsis thoob ntawm cov ntaub ntawv - puas yog cov ntaub ntawv hais txog cov khoom poob rau hauv lub qhov dub ploj mus ib txhis lossis khaws cia rau hauv txoj kev uas peb tseem tsis tau nkag siab?
Qhov kev xav tsis thoob no cuam tshuam txog kev tsis sib haum xeeb ntawm kev sib piv dav dav thiab quantum mechanics. Ntau qhov kev tshawb fawb niaj hnub no, suav nrog txoj kev xav ntawm txoj hlua thiab holography, sim txuas ob qho tib si, tab sis tseem tsis tau muaj lus teb tseeb.
Xaus
Cov qhov dub tsis yog tsuas yog "qhov" hauv qhov chaw xwb, tab sis cov khoom cosmic uas yuam kom peb rov xav txog lub ntiajteb txawj nqus, lub teeb, qhov chaw, thiab lub sijhawm. Los ntawm kev soj ntsuam kev txav ntawm cov hnub qub, kev tawg los ntawm cov discs accretion, cov nthwv dej gravitational, thiab txawm tias "duab ntxoov ntxoo" ntes los ntawm cov telescopes thoob ntiaj teb, tib neeg tam sim no muaj ntau txoj hauv kev los kawm qee yam uas tsis pom. Txawm li cas los xij muaj ntau yam tsis paub meej - tshwj xeeb tshaj yog txog singularities, keeb kwm ntawm cov qhov dub supermassive, thiab txoj hmoo ntawm cov ntaub ntawv. Qhov no yog vim li cas cov qhov dub tseem yog qhov chaw tseem ceeb ntawm kev kawm txog hnub qub thiab physics niaj hnub no: lawv yog cov chaw kuaj mob hnyav tshaj plaws rau kev sim cov kev txwv ntawm peb txoj kev paub.
