Ağ dəlik

Ağ dəlik —Ümumi nisbilik nəzəriyyəsində ağ dəlik , enerji - maddə , işıq və məlumat ondan qaça bilsə də, xaricdən daxil edilə bilməyən fəza - zaman və təkliyin hipotetik bölgəsidir . Bu mənada o, yalnız xaricdən daxil ola bilən və enerji-materiya, işıq və informasiyanın çıxa bilməyəcəyi qara dəliyin əksidir. Əbədi qara dəliklər nəzəriyyəsində ağ dəliklər meydana çıxır . Gələcəkdə qara dəlik bölgəsinə əlavə olaraq, Eynşteyn sahə tənliklərinin belə bir həlli keçmişində ağ dəlik bölgəsinə malikdir. Bu bölgə cazibə qüvvəsinin çökməsi nəticəsində əmələ gələn qara dəliklər üçün mövcud deyil, ağ dəliyin əmələ gəlməsi üçün müşahidə edilən fiziki proseslər də yoxdur.

Superkütləvi qara dəliklərin (SBH) nəzəri olaraq hər qalaktikanın mərkəzində olacağı proqnozlaşdırılır və ola bilsin ki, qalaktika onlarsız yarana bilməz. Stephen Hawking  və başqaları bu SBH-lərin superkütləvi ağ dəlik/ Biq Partlayış yaratmasını təklif etdilər .

Baxış.

Qara dəliklər kimi ağ dəliklər də kütlə , yük və bucaq momentumu kimi xüsusiyyətlərə malikdir . Onlar hər hansı digər kütlə kimi materiyanı cəlb edirlər, lakin ağ dəliyə doğru düşən cisimlər heç vaxt ağ dəliyin hadisə üfüqünə çata bilməz (baxmayaraq ki, Schwarzschild məhlulu maksimum genişlənmişdir )., aşağıda müzakirə edildiyi kimi, keçmişdə olan ağ dəlik hadisə üfüqü gələcəkdə qara dəlik hadisələri üfüqünə çevrilir, ona görə də ona doğru düşən hər hansı bir obyekt sonda qara dəlik üfüqünə çatacaq). Səthi olmayan bir cazibə sahəsini təsəvvür edin. Cazibə qüvvəsi ilə sürətlənmə hər hansı bir cismin səthində ən böyük sürətdir. Lakin qara dəliklərin səthi olmadığı üçün cazibə qüvvəsi səbəbindən sürətlənmə eksponent olaraq artır, lakin təklikdə nəzərə alınan səth olmadığı üçün heç vaxt son qiymətə çatmır.

Kvant mexanikasında qara dəlik Hawking radiasiyasını yayır və beləliklə, radiasiya qazı ilə istilik tarazlığına gələ bilər (məcburi deyil). İstilik-tarazlıq vəziyyəti zamanın dəyişməsi-invariant olduğu üçün Stiven Hokinq iddia edirdi ki, istilik tarazlığında qara dəliyin zamanla dəyişməsi istilik tarazlığında ağ dəliklə nəticələnir (hər biri ekvivalent dərəcədə enerji udur və yayar). Nəticə etibarı ilə, bu, qara dəliklərin və ağ dəliklərin quruluşca qarşılıqlı olduğunu ifadə edə bilər, burada adi qara dəlikdən gələn Hokinq şüalanması ağ dəliyin enerji və maddə emissiyası ilə eyniləşdirilir. Hawking-in yarı klassik arqumenti kvant mexaniki AdS/CFT müalicəsində təkrarlanır, burada anti  de Sitter fəzasındakı qara dəlik ölçmə nəzəriyyəsində termal qazla təsvir edilir və zamanın dəyişməsi özü ilə eynidir.

Mənşə

Ağ dəliklərin mövcudluğu ehtimalı 1964-cü ildə rus kosmoloqu İqor Novikov tərəfindən irəli sürülüb .  Ağ dəliklər Şvartsşild metrikasının maksimal genişləndirilmiş versiyası kimi tanınan Eynşteyn sahə tənliklərinin həllinin bir hissəsi kimi proqnozlaşdırılır ^{[ aydınlaşdırma tələb olunur ]} yükü olmayan və fırlanmayan əbədi qara dəliyi təsvir edir . Burada "maksimum uzadılmış " fəza zamanının heç bir "kənarları" olmamalı olduğu fikrinə istinad edir : sərbəst düşən hissəciyin istənilən mümkün trayektoriyası üçün ( geodeziyadan sonra)) kosmosda, trayektoriya qara dəliyin daxili hissəsinin mərkəzində olan kimi cazibə təkliyinə dəyməzsə, bu yolu zərrəciyin gələcəyinə qədər özbaşına davam etdirmək mümkün olmalıdır . Bu tələbi ödəmək üçün məlum olur ki, hissəciklərin xaricdən hadisə üfüqünə düşərkən daxil olduqları qara dəliyin daxili bölgəsinə əlavə olaraq , trayektoriyaları ekstrapolyasiya etməyə imkan verən ayrıca ağ dəliyin daxili bölgəsi olmalıdır. kənar müşahidəçinin hadisə üfüqündən yuxarı qalxdığını gördüyü hissəciklər . Schwarzschild koordinatlarından istifadə edərək kənarda müşahidəçi üçün, düşmüş hissəciklər gələcəkdə sonsuz uzaqlarda qara dəlik üfüqünə çatmaq üçün sonsuz vaxt tələb edir, müşahidəçinin yanından keçən hissəciklər isə ağ dəlik üfüqünü keçmişdə sonsuz uzaqlıqda keçdikdən sonra sonsuz müddət ərzində xaricə doğru səyahət edirlər (lakin, hissəciklər və ya digər cisimlər üfüqdən keçmək və kənar müşahidəçini keçmək arasında yalnız sonlu uyğun vaxt yaşayır). Qara dəlik/ağ dəlik kənar müşahidəçinin nöqteyi-nəzərindən “əbədi” görünür, o mənada ki, ağ dəliyin daxili bölgəsindən xaricə doğru hərəkət edən hissəciklər istənilən vaxt müşahidəçinin yanından keçə bilər və içəriyə doğru hərəkət edən hissəciklər sonda qaraya çatacaq. deşik daxili bölgə də istənilən vaxt müşahidəçini keçə bilər.

Maksimum uzadılmış kosmos zamanının iki ayrı daxili bölgəsi olduğu kimi, bəzən iki fərqli "kainat" adlandırılan iki ayrı xarici bölgə də var və ikinci kainat bizə iki daxili bölgədə bəzi mümkün hissəcik trayektoriyalarını ekstrapolyasiya etməyə imkan verir. Bu o deməkdir ki, daxili qara dəlik bölgəsində hər iki kainatdan daxil olan hissəciklərin qarışığı ola bilər (və beləliklə, bir kainatdan daxil olan müşahidəçi digər kainatdan daxil olan işığı görə bilər) və eyni şəkildə hissəciklər daxili ağ dəlik bölgəsindən hər iki kainata qaça bilər. Bütün dörd bölgəni Kruskal-Szekeres koordinatlarından istifadə edən məkan-zaman diaqramında görmək olar (şəklə bax).

Bu kosmos zamanda elə koordinat sistemləri ortaya çıxarmaq olar ki, əgər siz sabit zamanın hipersəthini seçsəniz (hamısı eyni vaxt koordinatına malik olan nöqtələr toplusu, beləliklə, səthdəki hər bir nöqtə fəzaya bənzər bir ayrılığa malikdir) "kosmosa bənzər səth" adlanan şeyi verərək) və o zaman kosmosun əyriliyini təsvir edən bir "yerləşdirmə diaqramı" çəksəniz, yerləşdirmə diaqramı "Einstein-Rosen körpüsü" kimi tanınan iki xarici bölgəni birləşdirən boru kimi görünəcəkdir. " və ya Schwarzschild qurd dəliyi . Kosmosa bənzər hipersəthin seçildiyi yerdən asılı olaraq, Eynşteyn-Rozen körpüsü ya hər bir kainatda iki qara dəlik hadisəsi üfüqünü birləşdirə bilər (körpünün daxili hissəsindəki nöqtələr kosmos-zamanın qara dəlik bölgəsinin bir hissəsidir) və ya iki hər bir kainatda ağ dəlik hadisəsi üfüqləri (körpünün daxili hissəsindəki nöqtələr ağ dəlik bölgəsinin bir hissəsidir). Bir kainatdan digərinə keçmək üçün körpüdən istifadə etmək qeyri-mümkündür, çünki ağ dəlik hadisə üfüqünə kənardan daxil olmaq mümkün deyil və hər iki kainatdan qara dəlik üfüqünə girən hər kəs qaçılmaz olaraq qara dəliyin təkliyinə dəyəcək. .

Qeyd edək ki, maksimum genişləndirilmiş Schwarzschild metrikası kənar müşahidəçilərin nöqteyi-nəzərindən əbədi olaraq mövcud olan ideallaşdırılmış qara dəliyi/ağ dəliyi təsvir edir; çökən ulduzdan müəyyən bir zamanda əmələ gələn daha realistik qara dəlik fərqli bir metrik tələb edəcək. Qara dəliyin tarixinin diaqramına daxil olan ulduz maddə əlavə edildikdə, o, ağ dəliyin daxili bölgəsinə uyğun gələn diaqram hissəsini çıxarır.  Lakin ümumi nisbilik tənlikləri zamanla tərsinə çevrildiyi üçün onlar Zamanın əks simmetriyasını nümayiş etdirirlər.– ümumi nisbilik həm də çökən maddədən əmələ gələn bu tip “real” qara dəliyin zaman-əksinə imkan verməlidir. Zamanın tərsinə çevrilmiş hal, kainatın başlanğıcından bəri mövcud olan və nəhayət "partlayaraq" yox olana qədər maddə yayan bir ağ dəlik olardı.  Bu cür obyektlərə nəzəri olaraq icazə verilsə də, fiziklər onları qara dəliklər qədər ciddi qəbul etmirlər, çünki təbii olaraq onların əmələ gəlməsinə səbəb olacaq heç bir proses olmayacaq; onlar yalnız Böyük Partlayışın ilkin şərtlərinə daxil edilsələr mövcud ola bilərdilər . Bundan əlavə, belə bir ağ dəliyin yüksək dərəcədə "qeyri-sabit" olacağı proqnozlaşdırılır, o mənada ki, hər hansı kiçik bir maddə kənardan üfüqə doğru düşərsə, bu, uzaq müşahidəçilər tərəfindən göründüyü kimi, ağ dəliyin maddə ilə birlikdə partlamasına mane olar. ağ dəliyin cazibə radiusundan heç vaxt qaça bilməyən təklikdən yayılan.

Böyük patlayış

İlk dəfə 1980-ci illərin sonlarında təklif edilən qara dəliklərə baxış klassik ağ dəliklərin təbiətinə bir qədər işıq salmaq kimi şərh edilə bilər. Bəzi tədqiqatçılar təklif etdilər ki, qara dəlik meydana gəldikdə, əsas kainatın xaricində genişlənən yeni bir kainat yarada biləcək əsasda/ təklikdə Böyük Partlayış baş verə bilər .  Həmçinin bax Fecund kainatları .

Eynşteyn - Kartan-Sciama-Kibble cazibə nəzəriyyəsi afin əlaqənin simmetriya məhdudiyyətini aradan qaldıraraq və onun antisimmetrik hissəsi olan burulma tensorunu dinamik dəyişən kimi nəzərə alaraq ümumi nisbiliyi genişləndirir. Burulma təbii olaraq maddənin kvant-mexaniki, daxili bucaq momentumunu ( spin ) təşkil edir.

Ümumi nisbi nəzəriyyəyə görə, kifayət qədər yığcam kütlənin qravitasiya nəticəsində çökməsi tək qara dəlik əmələ gətirir. Bununla belə, Eynşteyn-Kartan nəzəriyyəsində burulma və Dirak spinorları arasında minimal birləşmə son dərəcə yüksək sıxlıqlarda fermionik maddədə əhəmiyyətli olan itələyici spin-spin qarşılıqlı təsirini yaradır . Belə qarşılıqlı təsir qravitasiya təkliyinin yaranmasının qarşısını alır. Bunun əvəzinə, hadisə üfüqünün digər tərəfində çökən maddə nəhəng, lakin sonlu sıxlığa çatır və adi Eynşteyn-Rozen körpüsünü əmələ gətirir.  Körpünün digər tərəfi yeni, böyüyən körpə kainatına çevrilir. Körpə kainatındakı müşahidəçilər üçün ana kainat yeganə ağ dəlik kimi görünür. Müvafiq olaraq,Müşahidə edilə bilən kainat , daha böyük bir kainatın içərisində çoxlu ola biləcək qara dəliyin biri kimi mövcud olan Eynşteyn-Rozen daxili hissəsidir. Böyük Partlayış müşahidə edilə bilən kainatın sonlu, minimum miqyas faktoruna malik olduğu tək olmayan Böyük Sıçrama idi.

2012-ci ildə çıxan bir məqalə, Böyük Partlayışın özünün ağ dəlik olduğunu iddia edir .  Bundan əlavə, "Kiçik Partlayış" adlandırılan ağ dəliyin meydana gəlməsinin kortəbii olduğunu göstərir - bütün maddələr bir nəbzlə atılır. Beləliklə, qara dəliklərdən fərqli olaraq, ağ dəlikləri davamlı olaraq müşahidə etmək olmaz; daha doğrusu, onların təsirlərini yalnız hadisənin özü ətrafında aşkar etmək olar. Qəzet hətta ağ dəlikləri olan yeni qamma-şüa partlayışları qrupunu müəyyən etməyi təklif etdi.

2014-cü ildə Madriz Aguilar, Moreno və Bellini tərəfindən beş ölçülü vakuum çərçivəsində superkütləvi ağ dəlik partlayışı ilə Big Bang-in əmələ gəlməsi ideyası araşdırıldı.

Həmçinin bax

• Qara dəlik