Макет черной дыры своими руками для проекта

Добавил пользователь Cypher
Обновлено: 10.09.2024

Взять на пример черный презерватив натянуть его сверху на подходящий каркас круглой или овальной формы, внутрь положить металлический черный шарик, вот и черная дыра.

Пылесос очень обобщённая модель чёрной дыры

Выпускница Central Bucks East High School . Самая младшая из пяти сестер. Училась в Академии исполнительских искусств Барбизона, изучая искусство моды и актерское мастерство.

Сначала она училась в филиале, а затем в Университете штата Пенсильвания и специализировалась в бизнесе после того, как сменила специальность на кинезиологию .

Первоначально хотела стать учителем гимнастики. В средней школе играла в хоккей на траве. Поскольку она занималась модой, ей было рекомендовано оставить хоккей на траве не связываться с хоккеем на траве, потому что она всегда получала синяки. В 2011 году Хупс переехала в Голливуд и начала свою карьеру.

В настоящее время подписаны контракты с Elite LA и Select Model Management London.

Помолвлена с с итальянским предпринимателем Сальваторе Палеллой.

В сентябре 2018 года отец Саманты, Роберт П. Хупс, признал себя виновным в одном заговоре с целью отмывания денег и четырех обвинениях в вымогательстве в соответствии с Законом Хоббса под видом официального права, которому потенциально грозит 100 лет в федеральной тюрьме.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Черные дыры. Презентация на заданную тему содержит 8 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Черные дыры, несомненно, самые странные и загадочные объекты в космосе. Их причудливые свойства могут бросить вызов законам физики Вселенной и даже природе существующей действительности. Чтобы понять, что же такое черные дыры, мы должны научиться думать "вне коробки" и применить немного фантазии. Черные дыры образуются из ядер супер массивных звёзд, которые можно охарактеризовать как область пространства, где огромная масса сосредоточенна в пустоте, и ничего, даже свет не может там избежать гравитационного притяжения. Это та область, где вторая космическая скорость превышает скорость света. И чем более массивный объект движения, тем быстрее он должен двигаться для того чтобы избавиться от силы своей тяжести. Это известно как вторая космическая скорость.

Теория относительности Эйнштейна описывает гравитацию как искривление пространства-времени. Чем массивнее объект, тем больше это искажение будет. Черные дыры настолько огромны, что они искажают пространство времени, и оно отодвигается в глубокую и бездонную пустоту, от которой ничто не может укрыться.

Анатомия черных дыр Вселенной Когда супер массивная звезда коллапсирует в черную дыру , она не становиться настолько маленькой, чтобы больше не иметь никакого физического размера. Это ее плотная, уменьшенная модель, но при этом содержащая то же количество массы, что и исходная звезда. Главная особенность черной дыры это то, что известно как сингулярность, и она определяет ее центр. Область, где фундаментальные законы физики и самой ткани пространства прекращают свое существование. Сингулярность - это в невидимый барьер, называемый горизонтом событий. Он знаменует собой появление внешней границы черной дыры, проявляющимся экстремальным гравитационным притяжением. Это точка, откуда нет возврата. Все, что пересекает горизонт событий, даже свет, обречен.

Поскольку свет не может вырваться из массивных животных силков, он не может быть виден. Поэтому чтобы искать черные дыры, можно полагаться только на косвенные доказательства их существования. Одним из способов поиска черной дыры, являются нахождение областей в открытом космосе, которые обладают большой массой и находятся в темном пространстве. При поиске подобных типов объектов, астрономы обнаружили их в двух основных областях: в центрах галактик и в двойных звездных системах нашей Галактики. Эта материя кружится вокруг нее, формируясь как диск ускорения, двигаясь все быстрее и быстрее по мере приближения к центру. Считается, что эта материя испускает излучения в виде рентгеновских лучей, и как только они как это входит в черную дыру, материя начинает разрушаться. Многие из звезд в нашей галактике существуют как двойные звездные системы, в которых одна из звезд может становиться черной дырой. Когда это произойдет, черная дыра может начать сосать все на своем пути независимо от другой звезды.

Егор Морозов | 4 Сентября, 2019 - 14:00

Все хотят иметь личную червоточину. В том смысле, что кто захочет путешествовать по вселенной обычным способом, когда банальный полет от одной звезды до другой может занять тысячи и десятки тысяч лет? Гораздо интереснее, если вы можете заскочить в ближайшее отверстие кротовой норы, совершить небольшую прогулку в ней и оказаться в каком-нибудь экзотическом отдаленном уголке вселенной.

Однако есть одна небольшая техническая трудность: червоточины, которые являются настолько сильными изгибами пространства-времени, что образуют короткий туннель между двумя точками вселенной, катастрофически нестабильны. Например, если вы пошлете в кротовую нору фотон, то она разрушится быстрее, чем он по ней пролетит, то есть быстрее скорости света.

Проще простого.

Принцип работы червоточины: зачем сто лет лететь по обычному (красному пути), если можно добраться до нужной точки за секунду через кротовую нору (зеленый путь).

Проблемы создания кротовой норы

В принципе, построить червоточину довольно просто. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, масса и энергия деформируют ткань пространства-времени. И определенная особая конфигурация материи и энергии позволяет сформировать туннель — максимально короткий путь между двумя удаленными частями вселенной.

К сожалению, даже на бумаге эти червоточины фантастически нестабильны. Всего один фотон, проходящий через червоточину, запускает катастрофический каскад, который разрывает ее. Тем не менее, некоторое количество материи с отрицательной массой может противодействовать дестабилизирующему воздействию обычной материи, пытающейся пройти через червоточину, делая ее проходимой.

Есть, правда, одна загвоздка — вещества с отрицательной массой не существует, поэтому нам нужен запасной план.

Давайте начнем с самой кротовой норы. Нам нужен вход и выход. Теоретически, возможно соединить вместе черную дыру (область пространства, из которой ничто не может уйти) с белой дырой (теоретическая область пространства, куда ничто не может войти). Когда эти два необычных космических объекта объединяются, они образуют совершенно новую структуру: червоточину. Таким образом, вы можете прыгнуть в любой конец этого туннеля, и вместо того, чтобы пугать людей, сбрасывая книги с бесконечных полок в черной дыре, вы без всякого вреда для себя вылетите с другой стороны.

Правда, белых дыр тоже не существует. Становится все сложнее, не правда ли?

Зарядить черные дыры!

Вот так теоретически выглядит один из видов червоточин, мост Эйнштейна-Розена: наблюдатель видит свет из другой части вселенной внутри черной дыры.

Поскольку белых дыр не существует, нам нужен запасной план для запасного плана. К счастью, умные математики подсказывают нам возможное решение: заряженная черная дыра. Черные дыры могут нести электрический заряд — да, при естественном формировании заряда они не приобретают, но мы используем то, что можем получить. Внутри любой черной дыры находится странное место с так называемой гравитационной сингулярностью: это, пожалуй, самая необычная область во вселенной, в которой не работают большинство базовых физических теорий, а величины, описывающие гравитационное поле, становится или бесконечно большими, или неопределенными. И если у обычной черной дыры эта область — вообще говоря точка в ее центре, то у заряженной она может быть искажена, а у двух противоположно заряженных черных дыр они и вовсе могут соединяться мостом.

Вуаля: мы получили червоточину, используя только то, что действительно может существовать.

Но у этой кротовой норы, созданной с помощью заряженных черных дыр, есть две проблемы. Во-первых, она все еще нестабильна, и если что-то или кто-то на самом деле попытается ее использовать, то она развалится. Вторая проблема заключается в том, что две противоположно заряженные черные дыры будут притягиваться друг к другу как гравитационными, так и электрическими силами, и если они сольются, то вы просто получите одну большую нейтрально заряженную и совершенно бесполезную черную дыру.

Игра на космических струнах

Таким образом, чтобы все это работало, нам нужно убедиться, что две заряженные черные дыры находятся в безопасности, достаточно далеко друг от друга, и при этом туннель червоточины может оставаться открытым. Потенциальное решение этой новой задачи — космические струны.

Космические струны — это теоретические дефекты в ткани пространства-времени, похожие на трещины, которые образуются при замерзании льда. Эти космические остатки образовались в первые доли секунды после Большого взрыва. Это действительно экзотические объекты, не шире протона, но всего дюйм их длины перевешивает гору Эверест. Вы никогда не захотите встретиться с ними, ибо они разрежут вас пополам, как космический световой меч, но вам не нужно сильно беспокоиться, поскольку мы даже не уверены, что они существуют, и никогда не видели их во вселенной.

Тем не менее, нет никаких причин, по которым они не могут существовать, так что мы не сильно лукавим, используя их для создания устойчивых кротовых нор.

Бесконечный провал на схеме и есть гравитационная сингулярность.

Когда дело доходит до червоточин, то у космических струн есть одно очень полезное свойство: огромная инертность. Другими словами, им действительно не нравится, когда их толкают. Если вы пронизываете червоточину космической струной и позволяете ей проходить вдоль внешних краев черных дыр, то натяжение струны мешает им притягиваться друг к другу. Говоря простым языком, космические струны тут выступают как стальные тросы, которые крепятся к берегам и удерживают мост от падения.

Наращиваем стабильность

Одна космическая струна решает одну из проблем — удерживает черные дыры в определенных местах, что позволяет входу и выходу из кротовой норы быть открытыми. Но она не предотвращает разрушение самой червоточины, если вы действительно решите ее использовать. Итак, давайте добавим еще одну космическую струну, также пронизывающую кротовую нору, но при этом проходящую и через нормальное пространство между этими двумя черными дырами, образуя своеобразную петлю.

Когда космические струны замыкаются в петлю, они, теоретически, начинают сильно вибрировать. Эти вибрации перемешивают саму ткань пространства-времени вокруг них, и при правильной настройке вибрации могут привести к тому, что энергия пространства в их окрестностях станет отрицательной, эффективно действуя как отрицательная масса внутри червоточины, потенциально стабилизируя ее.

Но сначала нам нужно найти несколько космических струн и зарядить парочку черных дыр.

Ученый не располагал инвентарем, с которым можно сравнить это явление. Уильяму Унру нужен был объект настолько плотный, что свет не мог бы избежать искажения от воздействия его гравитации. И исследователь придумал свою аналогию – ею стал водопад и маленькая рыбка, переплывающая его по краю против течения воды. В результате рыба навсегда остается на дне водопада. То же происходит со светом при попадании в черную дыру.

Несколько лет спустя Унру читал лекцию по физике о поведении жидкостей и понял, что математика этой аналогии нарисовала картину, еще более похожую на черную дыру, чем он раньше думал. В течение десятилетий Унру генерировал только идеи, и к тому времени, когда он сам стал профессором, к нему и его ученикам пришло понимание, что они способны реализовать теоретические выкладки на практике. Было решено построить объект, похожий на черную дыру, в лаборатории.

Ученые с 1980-х годов разработали множество аналогов черной дыры с целью воссоздать пространственно-временную аномалию, описанную такими учеными, как Альберт Эйнштейн и Стивен Хокинг. Только в этом году команда во главе с физиком Джеффом Штайнхауэром из Техниона –Израильского технологического института обнаружила убедительное доказательство тому, что излучение исходит от внешних контуров черных дыр. Это было сделано благодаря использованию аналога пространственно-временной аномалии. Никто и не подозревал, что схожесть между явлениями, привычными для нашего мира и космическими, настолько велика.

И сегодня ученый утверждает, что с помощью аналогий можно достаточно подробно изучить поведение черных дыр.

Теория относительности Эйнштейна рассказывает о существовании черных дыр. Это объекты с чудовищной гравитацией, которая искажает пространство и время настолько, что за границу, называемую горизонтом событий, свет не выходит. Именно этот аспект и стал камнем преткновения для физиков, так как он подчиняется законам квантовой механики. И сегодня не существует метода совместить их с общей теорией относительности и ее определением гравитации.

Теоретики выдвинули предположение о наличии нескольких физических явлений, которые могут возникнуть в пространственно-временных аномалиях, включая излучение Хокинга. Это идея о том, что черные дыры испускают крошечные частицы энергии. Она сочетается с процессом Пенроуза, который говорит о том, что черные дыры затягивают частицы энергии и вещества, находящиеся с ними.

Современные технические средства наблюдения за аномалиями, такие как детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo, а также телескоп Event Horizon, не способны рассматривать процессы, происходящие в черных дырах, на квантовом уровне. Большой адронный коллайдер – крупнейший в мире разрушитель атомов, еще не создал миниатюрную черную дыру.

Но он спровоцировал активную дискуссию среди ученых относительно того, нанесет ли искусственно сгенерированная аномалия ущерб нашему миру или нет. При этом большинство исследователей утверждают, что созданные коллайдером аномалии будут слишком малы, чтобы оказывать существенное влияние на пространство-время, и почти сразу исчезнут после появления.

Ученые говорят, что для генерации черной дыры в лабораторных условиях нужно значительно больше энергии, чем может сгенерировать адронный коллайдер. Аналогичные установки, использующие ультрахолодные атомы, лазеры или даже проточную воду, по крайней мере, подтверждают, что определенные природные процессы и явления похожи на черные дыры.

Первые аналоги аномалий были больше похожи на струящиеся водопады, чем на поглотителей звука. Насосы подавали воду под давлением вниз через барьер, представляющий черную дыру. Ученые изначально предполагали передавать вибрации, как аналог звуковых колебаний, через воду. Но скорость звука в воде составляет 1500 метров в секунду, что создает сложности для изучения в условиях небольшой лаборатории. Поэтому ученым пришлось направлять физические волны через барьер.

Первые результаты исследований опубликовали в 2010 году. Ученые так описывали процесс создания аналогий. Когда волны взаимодействовали с барьером, они генерировали пары колебаний по обе стороны барьера аналогично частицам, которые, как предсказывал Хокинг, появятся по обе стороны (внутри и снаружи) черной дыры.

Исследователи отметили, что излучение черных дыр – один из наиболее своеобразных процессов в космосе. И проведенные эксперименты позволили его реконструировать в лабораторных условиях.

Проводились и другие эксперименты. Например, в Ноттингемском университете в Великобритании создали аналог черной дыры из водяного вихря. По мере усиления вращения волны поднимались, поглощая жидкость. Эксперимент назвали сверхизлучением в лаборатории. Он подтвердил теорию Пенроуза, утверждающую, что вращающиеся черные дыры поглощают частицы, находящиеся в пространстве вокруг них.

За последние десять лет ученые создали множество аналогов, основанных на сходных концепциях. Лазерный луч с измененными свойствами пропускали через стекло, чтобы изменить скорость света и сгенерировать частицы, подобные излучению Хокинга. Но этим аналогам все еще не хватало некоторых квантовых характеристик, которые управляют излучением Хокинга в реальных черных дырах. Унру объяснил, что эти системы просто слишком сильно нагреваются, чтобы можно было зафиксировать незначительные эффекты, возникающие лишь на небольшой доле градуса. Она выше абсолютного нуля – температуры, при которой у тел отсутствует тепло.

Когда Унру впервые подумал о воспроизводстве этих квантовых эффектов в лабораторных условиях, он не предполагал, что будет возможно воссоздать необходимые температуры. Но когда он рассказал об этом на конференции в Санта-Фе, штат Нью-Мексико, два десятилетия назад, физик Марк Райзен сказал, что в лабораторных системах, называемых конденсатами Бозе-Эйнштейна, уже могут создаваться достаточно низкие температуры. И в 2019 году Штейнхауэр из Технологического института Технион-Израиль, возможно, обнаружил эти квантовые эффекты в одном из наиболее похожих на черные дыры аналогах.

Штейнхауэр сказал, что давно изучал конденсаты Бозе-Эйнштейна – ультрахолодные коллекции атомов, которые воспроизводят квантово-механические эффекты в почти макроскопических масштабах. Ученый узнал о возможности создания черных дыр на основе звуковых волн с использованием конденсатов Бозе-Эйнштейна и начал работать над этим аспектом в качестве побочного проекта. Как только он придумал, как построить одну из этих систем, физик сосредоточился на создании звуковых черных дыр. Он делал это в одиночку.

Система Штайнхауэра, по сути, аналогична схеме, где вода проходит через барьер. Тут небольшая трубчатая область размером в десятки микрометров содержит тысячи атомов рубидия и освещена лазером. Еще один луч создает разность энергий – границу, которая движется через атомы. Система похожа на водопад. Данные записываются, когда атомы пересекают границу.

Звук распространяется с разной скоростью по обе стороны границы: быстро – сверху, поскольку атомы плотнее, и медленно – снизу, где атомы менее плотны. Фононы – мельчайшие единицы звука, могут двигаться в любом направлении, так как скорость звука ниже скорости движения атомов. На дне импровизированного водопада частицы движутся быстрее, чем звуковая волна. Поэтому фонон никогда не вернется к границе и застрянет в звуковой черной дыре.

Сегодня у ученых есть лабораторные системы, которые имитируют законы физики, действующие в черных дырах. Они надеются продолжить с их помощью воссоздание особенностей черных дыр. Но все проводимые эксперименты не могут быть подтверждены на практике. Нет гарантии, что в реальных черных дырах происходят подобные процессы. Вместе с тем многочисленные попытки воссоздания такого сложного явления имеют общие черты, поэтому ученые верят, что их работа не напрасна.

Исследователи рассчитывают использовать наработанный опыт в сфере изучения жидкостей и холодных атомов. Но ученым еще предстоит кропотливая работа по изучению колебаний сверхтекучих составов.

Вопрос о том, способствуют ли создаваемые системы изучению космоса, остается открытым. Пока проводимые эксперименты подтверждают только правильность математических расчетов. Но нельзя проверить, соответствуют ли процессы, происходящие в черных дырах, тем, которые получены в лабораториях. Также нет гарантии того, что в космосе работают математические расчеты.

Несмотря на титаническую работу, ученые понимают, что это только первый шаг на пути к пониманию процессов, происходящих во Вселенной. Для более глубокого изучения нужно создавать новые лабораторные системы, использовать редкие материалы. Но основной проблемой для исследователей остается невозможность подтверждения расчетов и теорий ученых. А пока этого не произошло, вопрос веры утверждениям профессоров остается открытым.

Что же такое черная дыра? Чёрная дыра — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью…

Что же такое черная дыра?

Чёрная дыра — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.

Цель работы: Рассказать об удивительной и опасной загадке природе-черных дырах

Рассказать об удивительной и опасной загадке природе-черных дырах

Объяснить процессы протекающие внутри черной дыры и рядом с ней

Объяснить их влияние на формирование Вселенной

Изучить влияние чёрных дыр на образование новых галактик

Так художник представил себе и нам сверхмассивную черную дыру в центре спиральной галактики

Так художник представил себе и нам сверхмассивную черную дыру в центре спиральной галактики.

Вокруг нее — стягивающийся водоворот засасываемого в ее воронку галактического вещества.

Из центра галактики, перпендикулярно ее плоскости, в обоих направлениях выбрасывается струя разогретого черной дырой газа

Если количество частиц вещества в некоторой области пространства превысит определенное критическое значение, то гравитационные силы будут превалировать над всеми другими

Если количество частиц вещества в некоторой области пространства превысит определенное критическое значение, то гравитационные силы будут превалировать над всеми другими

За счёт высокой концентрации материи гравитационное поле черных дыр очень высоко

За счёт высокой концентрации материи гравитационное
поле черных дыр очень высоко

Даже свет не может выйти за его пределы

Все оказавшееся внутри черной дыры падает

Все оказавшееся внутри черной дыры падает.
В этом месте меняется структура пространства
и времени.

Область нахождения черной дыры скрывает в себе законы сингулярности, в которой не действуют современные законы физики

Область нахождения черной дыры скрывает в себе законы сингулярности, в которой не действуют современные законы физики

Дыра способна разогнать частицы газа и планету до скорости света

Дыра способна разогнать частицы газа и планету до скорости света.

Черная дыра притягивала звезду до тех пор, пока она не разрушила её

Среди относительно близких нормальных галактик имеются 20 ( в том числе и

Среди относительно близких нормальных галактик имеются
20 ( в том числе и Наша), в центральной части которой
находится черная дыра с известной массой.
Массы их колеблются от 2 млн. до 2 млрд. масс Солнца

До 2000 года черными дырами пользовались для объяснения феномена подвижных галактик

До 2000 года черными дырами пользовались для объяснения феномена подвижных галактик. Это галактики с очень ярким ядром и фонтанирующем оттуда струями вещества. Такое облако светящегося газа называется-квазар

Астрономы давно подозревали что почти каждая нормальная галактика имеет в центре супер массивную черную дыру

Астрономы давно подозревали что почти каждая нормальная галактика имеет в центре супер массивную черную дыру. Если газ падает в дыру, то окружающая материя светится как квазар или как активное галактическое ядро. При малом количестве движения газа(таком как, например, в ядре Нашей галактике)дыра остаётся менее активна

Галактика формируется из водородных облаков под действием притяжения

Почему черные дыры становятся пассивными?

1.Размер черный дыры возрастает настолько, что объём выбрасываемой ею энергией отбросит из зоны её досягаемости оставшиеся части галактики

2. Исчерпав материю вокруг себя, чёрная дыра затихает, выброс энергии прекращается. Черная дыра остается в невидимости в центре галактики

Для изучения данного явления в дальних галактиках был подключен телескоп

Для изучения данного явления в дальних галактиках был подключен телескоп
HABELL. Для подтверждения теории о черных дырах скептикам нужны были
Более веские доказательства чем их нахождения в 2-x галактиках

В ходе исследований была обнаружена закономерность между размерами черной дыры и размерами галактики

По мере изучения ученые пришли к выводу, что черные дыры находятся в центре всех галактик

По мере изучения ученые пришли к выводу, что черные дыры находятся в центре всех галактик.

В 2-х световых неделях от центра нашей галактики находятся сверх

В 2-х световых неделях от центра нашей галактики находятся сверх
Массивная черная дыра. Черная дыра находится в пассивном
состоянии

Новая теория формирования Вселенной

На ранней стадии внутри отдельных облаков газа произошло формирование сверхмассивной черной дыры.
Чёрная дыра начала поглощать окружающее её газовое облако, следствием этого стал процесс формирования галактик.

На следующим этапе энергия выброшенная черной дырой отбросила часть

На следующим этапе энергия выброшенная черной дырой отбросила часть
Галактики далеко от черной дыры.

Черная дыра становится пассивной и остается в пустом

Черная дыра становится пассивной и остается в пустом
Пространстве в центре галактики

Вывод Черные дыры могут образовывать новые галактики

Черные дыры могут образовывать новые галактики.

Размер галактики зависит от скорости звёзд во вновь
сформировавшейся галактике

Читайте также: