Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina Martin Blaschke otevření Světa techniky ve dnech 14. - 20. 3. 2014 Ústav fyziky, Slezská univerzita v Opavě
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
1 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Černá díra, kde jsme to jen slyšeli? Město a hvězdy Červený trpaslík: Trosečníci
Doktor Who: Nemožná planeta
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
2 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Pojem je starší než si myslíme John Michell(1724-1793) promýšlel tzv. temnou hvězdu, hvězdu která má tak silnou gravitaci, že ani světlo nemá únikovou rychlost.
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
3 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Laplace 1798 1 2 GmM mv − =0 2 r 2GM =0 v2 − r r 2GM vunik = r r M vunik ∼ r 2GM Rg = 2 c
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
4 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Černá hvězda
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
5 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Obecná relativita v kostce levá strana = pravá strana
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
6 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Obecná relativita v kostce levá strana = pravá strana geomertie = rozložení hmoty
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
6 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Obecná relativita v kostce levá strana = pravá strana geomertie = rozložení hmoty 1 8πG Rµν − Rgµν + Λgµν = 4 Tµν 2 c
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
6 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Obecná relativita v kostce levá strana = pravá strana geomertie = rozložení hmoty 1 8πG Rµν − Rgµν + Λgµν = 4 Tµν 2 c
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
6 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Černa díra podle Alberta řešení Einsteinových rovnic nalezl Karl Schwarzchild (1916). Hovoříme o Schwarzchildově poloměru Rg =
2GM c2
Jméno tomuto objektu udělil až John Weeler v roce 1967.
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
7 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Typy černých děr
Černá díra nemá vlasy! Je určena pouze poslední trojicí vlasů Děda Vševěda:
Rozdělení podle velikosti: Primordinální
M hmotnost
Hvězdné
L moment hybnosti (rotace)
Střední
Q elektrický náboj
Galaktické, supermasivní
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
8 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Subrahmanyan Chandrasekhar 1910-1995
Černé díry jsou nejdokonalejší makroskopické objekty ve vesmíru: skládají se pouze z prostoru a času. . . . a jsou taky nejjednoduššími objekty.
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
9 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Gravitační čočkování
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
10 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Gravitační čočkování
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
10 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Gravitační čočkování
Abel 2218
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
11 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Dysonova sféra
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
12 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Penrosův proces
Učinnost: až 20.7%
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
13 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Černé díry nejsou úplně černé!
Bekensteinův myšlenkový experiment s krabicí. T =
hc 1 ∼ 4πRg k Rg
Hawking si uvědomuje, že řešení problému je zvětšování horizontu.
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
14 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Černé díry mají opravdu velký objem!
Rg cas = − 1 − r vzdalenost =
1 1−
Rg r
nad horizontem: r > Rg , cas je záporný, prostor kladný. Na horizontu: r = Rg , cas = 0, prostor nekonečný. pod horizontem r < Rg , cas je kladný, prostor záporný a tedy vymění si role!
Singularita na r = 0 Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
15 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Pád do čené díry Pád do čené díry trvá z hlediska vzdáleného pozorovatele nekonečně dlouho. Samotný padající si na horizontu nemusí všimnout ničeho zvláštního, pokud nebude zešpagetizován! Ukázat video!
Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina N
16 / 21
Úvod
Albert
Černé díry
Podivuhodné vlastnosti
Vesmírné špagety
Pravda nebo fikce?
Schwarzchildovy poloměry
Těleso proton kámen Země Slunce jádro glaxie galaxie
Hmotnost 1.7 × 10−27 kg 1 kg 5.98 × 1024 kg 2 × 1030 kg 108 M 1011 Ms
Horizont Rg 10−54 m 10−27 m 9 mm 3 km 20 AU 30 l.y.
