Ano ang bilis ng pag-ikot ng wind turbine blades? Mga disenyo ng wind turbine. Salik sa paggamit ng enerhiya
Sa isang tiyak na punto ng oras sa nakaraan, kapag ang density ng enerhiya (bagay) at ang curvature ng space-time ay napakalaki - sa pagkakasunud-sunod ng mga halaga ng Planck. Ang estado na ito, kasama ang kasunod na yugto ng ebolusyon ng Uniberso, habang ang density ng enerhiya (materya) ay nananatiling mataas, ay tinatawag ding Big Bang. Ang cosmological singularity ay isang halimbawa ng gravitational singularities na hinulaan ng general relativity (GR) at ilang iba pang teorya ng gravity.
Ang posibilidad ng singularidad na ito na lumitaw kapag nagpapatuloy nang paatras sa panahon ang anumang solusyon ng pangkalahatang relativity na naglalarawan sa dinamika ng pagpapalawak ng Uniberso ay mahigpit na napatunayan noong 1967 ni Stephen Hawking. Sumulat din siya:
Ang mga resulta ng aming mga obserbasyon ay nagpapatunay sa pagpapalagay na ang Uniberso ay lumitaw sa isang tiyak na punto ng oras. Gayunpaman, ang mismong sandali ng simula ng paglikha, ang singularidad, ay hindi sumusunod sa alinman sa mga kilalang batas pisika.
Halimbawa, ang density at temperatura ay hindi maaaring magkasabay na walang hanggan, dahil sa walang katapusang density ang sukat ng kaguluhan ay nagiging zero, na hindi maaaring pagsamahin sa walang katapusang temperatura.
Ang problema ng pagkakaroon ng isang cosmological singularity ay isa sa mga pinaka malubhang problema pisikal na kosmolohiya. Ang punto ay iyon wala hindi maibibigay sa atin ng ating kaalaman kung ano ang nangyari pagkatapos ng Big Bang hindi impormasyon tungkol sa nangyari noon.
Ang mga pagtatangka upang malutas ang problema ng pagkakaroon ng singularity na ito ay napupunta sa ilang mga direksyon: una, ito ay pinaniniwalaan na ang quantum gravity ay magbibigay ng isang paglalarawan ng dynamics ng gravitational field na libre mula sa singularities pangalawa, mayroong isang opinyon na isinasaalang-alang quantum effects sa mga di-gravitational na larangan ay maaaring lumabag sa kondisyon ng pangingibabaw ng enerhiya, kung saan nakabatay ang patunay ni Hawking, pangatlo, ang mga binagong teorya ng gravity ay iminungkahi kung saan ang singularity ay hindi lumabas, dahil ang labis na naka-compress na bagay ay nagsisimulang maitaboy ng mga puwersa ng grabidad (ang kaya -tinatawag na gravitational repulsion), at hindi naaakit sa isa't isa sa isang kaibigan.
Sumulat ng pagsusuri tungkol sa artikulong "Cosmological Singularity"
Mga Tala
Sipi na nagpapakilala sa Cosmological Singularity
"Hindi, ayoko," sabi ni Pierre, itinulak si Anatole at pumunta sa bintana.Hinawakan ni Dolokhov ang kamay ng Englishman at malinaw, malinaw na binabaybay ang mga tuntunin ng taya, na pangunahing tinutugunan sina Anatole at Pierre.
Si Dolokhov ay isang lalaking may katamtamang taas, may kulot na buhok at mapusyaw na asul na mga mata. Siya ay mga dalawampu't limang taong gulang. Hindi siya nagsuot ng bigote, tulad ng lahat ng mga opisyal ng infantry, at ang kanyang bibig, ang pinaka-kapansin-pansin na katangian ng kanyang mukha, ay ganap na nakikita. Ang mga linya ng bibig na ito ay kapansin-pansing pinong hubog. Sa gitna, ang itaas na labi ay masiglang bumaba sa malakas na ibabang labi tulad ng isang matalim na kalso, at isang bagay na parang dalawang ngiti na patuloy na nabuo sa mga sulok, isa sa bawat panig; at lahat ng sama-sama, at lalo na sa kumbinasyon ng isang matatag, walang galang, matalinong hitsura, lumikha ito ng isang impresyon na imposibleng hindi mapansin ang mukha na ito. Si Dolokhov ay isang mahirap na tao, walang anumang koneksyon. At sa kabila ng katotohanan na si Anatole ay nanirahan sa sampu-sampung libo, si Dolokhov ay nanirahan kasama niya at pinamamahalaang iposisyon ang kanyang sarili sa paraang si Anatole at lahat ng nakakakilala sa kanila ay iginagalang si Dolokhov nang higit kay Anatole. Naglaro si Dolokhov sa lahat ng laro at halos palaging nanalo. Kahit anong inom niya, hindi nawala ang linaw ng isip niya. Parehong sina Kuragin at Dolokhov sa oras na iyon ay mga kilalang tao sa mundo ng mga rake at revelers sa St.
Isang bote ng rum ang dinala; frame na hindi pinapayagan ang isa na maupo panlabas na slope ang mga bintana ay sinira ng dalawang footmen, tila nagmamadali at mahiyain sa payo at sigaw ng mga nakapaligid na mga ginoo.
Umakyat si Anatole sa bintana sa kanyang matagumpay na tingin. May gusto siyang basagin. Itinulak niya ang mga alipores at hinila ang frame, ngunit hindi sumuko ang frame. Binasag niya ang salamin.
"Well, kumusta ka, malakas na tao," lumingon siya kay Pierre.
Hinawakan ni Pierre ang mga crossbar, hinila, at sa isang pagbagsak ay lumabas ang frame ng oak.
"Lumabas ka, kung hindi ay isipin nila na kumakapit ako," sabi ni Dolokhov.
“Nagyayabang ang English... huh?... good?...” sabi ni Anatole.
"Okay," sabi ni Pierre, na nakatingin kay Dolokhov, na, kumuha ng isang bote ng rum sa kanyang mga kamay, lumapit sa bintana, kung saan makikita ang liwanag ng langit at ang bukang-liwayway ng umaga at gabi na pinagsama dito.
Si Dolokhov, na may hawak na bote ng rum, ay tumalon sa bintana. "Makinig ka!"
sigaw niya, nakatayo sa windowsill at lumiko sa kwarto. Natahimik ang lahat.
- Pustahan ako (nagsalita siya ng Pranses upang maunawaan siya ng isang Ingles, at hindi gaanong nagsasalita ng wikang ito). Pustahan ko kayo ng limampung imperyal, gusto mo ba ng isang daan? - dagdag niya, lumingon sa English.
"Hindi, limampu," sabi ng Ingles.
- Okay, para sa limampung imperyal - na iinumin ko ang buong bote ng rum nang hindi ito kinuha sa aking bibig, iinumin ko ito habang nakaupo sa labas ng bintana, dito mismo (nakayuko siya at ipinakita ang sloping ledge ng dingding sa labas ng bintana. ) at walang pinanghahawakan... Kaya?
"Very good," sabi ng Englishman.
Lumingon si Anatole sa Englishman at, kinuha siya sa pindutan ng kanyang tailcoat at tumingin sa kanya (maikli ang Englishman), nagsimulang ulitin sa kanya ang mga tuntunin ng taya sa Ingles.
- Teka! - sigaw ni Dolokhov, binatukan ang bote sa bintana para maakit ang atensyon. - Maghintay, Kuragin; makinig ka. Kung sinuman ang gumawa ng gayon, pagkatapos ay magbabayad ako ng isang daang imperyal. Naiintindihan mo ba?
Tumango ang Englishman, hindi nagbibigay ng anumang indikasyon kung balak niyang tanggapin ang bagong taya na ito o hindi. Hindi pinabayaan ni Anatole ang Englishman at, sa kabila ng katotohanan na tumango siya, ipinaalam sa kanya na naiintindihan niya ang lahat, isinalin ni Anatole ang mga salita ni Dolokhov sa kanya sa Ingles. Isang batang payat na batang lalaki, isang life hussar, na nawala noong gabing iyon, ang umakyat sa bintana, yumuko at tumingin sa ibaba. Paglalarawan ng proseso ng kapanganakan at ang kurso ng ebolusyon ng Uniberso
Parang may nakakita nito...
Pagkatapos ng ganitong matinding paunang paghahanda Posibleng ipakita ang buong proseso nang sunud-sunod. Bagaman sa mga fragment ay bahagyang kinakatawan na ito ng tekstong matatagpuan sa itaas. At ngayon, para sa mga interesado, sunud-sunod, tungkol sa lahat ng bagay sa pagkakasunud-sunod. Ang sumusunod na figure ay makakatulong sa amin sa "mga pamamaraan":
Ang lahat ng mga sphere na ipinapakita sa figure ay nagpapakita ng Uniberso sa iba't ibang yugto pag-unlad nito. Ang gitnang bahagi ng larawan, para sa kalinawan, ay ipinakita sa isang hindi maisip na mas malaking sukat kaysa sa paligid. Sa katunayan, nag-iiba sila sa laki ng mga 50 order ng magnitude(!)
Mga episodic na pagpapakita quantum properties Ang mga huwad na vacuum ng iba't ibang kaliskis ay naganap sa hindi maisip na mahabang panahon (at bakit hindi?) sa iba't ibang mga punto sa buong dambuhalang volume ng mundo (na maaari na ngayong tawaging Megaverse). Kabilang sa gitnang rehiyon ng ating hinaharap na Uniberso, na karaniwang inilalarawan sa pigura ng isang itim na bola pinakamaliit na sukat. Ngunit ang enerhiya na naipon dito, halos sa isang punto (at sa pamamagitan ng purong pagkakataon ng mga kaganapan), ay hindi sapat para sa anumang malubhang kahihinatnan.
Ito ang eksaktong sagot (at ang may-akda ng akda ay sigurado na ito ang tamang sagot) sa isang tanong na tila imposibleng masagot sa lahat: kung ano ang nangyari noon malaking putok. Panahon na upang pag-usapan ang tungkol sa "walang kabuluhan" ng mismong paglalagay ng ganoong tanong, tungkol sa "imposibilidad ng sinuman hanggang" na pumunta sa basurahan ng kasaysayan ng agham.
Ang mga kahihinatnan ay hindi kumpiyansa na lumitaw hanggang sa dami ng enerhiya (at incorporeal, nang walang mass ng pahinga, elementarya na mga particle) ay hindi umabot sa limitasyon na karaniwang ipinahiwatig sa figure sa pamamagitan ng dami ng puting gitnang globo na may radius r e .
Hindi natin dapat kalimutan na sa isang hindi maihihiwalay na koneksyon sa mga elemento ng bagay (elementarya na mga particle at energies) sa volume na isinasaalang-alang, ang lahat ng mga puwersa (interaksyon) na likas sa kalikasan ay lumitaw at naroroon: gravitational, electromagnetic, mahina at malakas na nuklear. Ang ilang mga may-akda ay binibigyang kahulugan ang mga ito bilang isang puwersa.
Sa mga bihirang kaso kung kailan nagkaroon ng kaunti pang enerhiya (ngunit para lamang sa napakaikling panahon), ang sistema ay pumasok sa isang hindi matatag na estado ng enerhiya. At kung kailan isang araw sa wakas ay naabot niya ito kritikal na halaga, may kondisyong ipinapakita panloob na globo may radius r O(dark orange), ang estado ng energy clot na ito ay agad na naging isahan. At siya kaagad, tulad ng sinasabi nila, ay sumabog. Ito ang naging "zero" na reference point, simula lamang kung saan halos lahat ng mga mananaliksik ay nag-aaral ng kosmolohiya.
Sa katunayan, tulad ng ipinakita sa itaas, medyo maraming bagay ang nangyari noon, hanggang sa natural-historical infinity. Panahon na rin para pag-usapan ang kawalan ng oras "sa panahong iyon" para pumunta sa landfill. Ito ay hindi lamang umiiral sa ating, noon ay hindi pa ipinanganak, na frame of reference.
Narito ito ay nagkakahalaga pa rin na malaman kung ito (oras) ay hindi matatagpuan sa Metagalaxy nang mag-isa, kahit saan at direkta. Hindi lamang bilang isang medyo pormal na 4th space coordinate. Malayo sa anumang masa - sa isang "dalisay" na anyo, kung saan nagmamadali ang mga mundo (lalo na, ang ating Uniberso). Na tiyak na nagpapakilala dito (sa pamamagitan ng katotohanan ng pagkakaroon at paggalaw) ng mga lokal na pagbaluktot. At hindi ba ito isa pang pagpapakita (o kahit na mahalagang bahagi) vacuum. |
Ang pangalawang "aktwal" ay tumutukoy sa katotohanan na sa lahat ng nakakatakot na dami ng enerhiya na nakakonsentra sa iisang clot, walang pasabog kasama ang pagpapalawak nito, sa katunayan, at wala. wala shock waves(walang acoustic, walang ilaw), walang emisyon, walang pagkasira ng anuman. Anong klaseng pagsabog ito? Nagkaroon lamang ng madalian na pagpapalawak ng orihinal na solong node ng enerhiya/bagay sa hindi maisip na laki.
Ang halos madalian na pagpapalawak na nabanggit lamang ay ang pangunahing kababalaghan at ang highlight ng kabuuan bagong teorya. Ito ay inflationary(sa terminolohiya ng mga may-akda ng ideya), ngunit sa esensya - nagpapakilala(antilogarithmic), na may napaka mataas na antas base (2 = +100%).
Dahil sa ganoong progresibong "paglamon" ng mga distansya, ang ating Uniberso (at lahat ng napag-usapan natin hanggang ngayon ay ang pundasyon nito) sa mga mikroskopikong praksyon ng isang segundo ay umabot sa mga napaka-unibersal na kaliskis (ang salita ay hindi sinasadya!), kung saan tayo ay nakasanayan na itong malasahan. Mas tiyak, ang mga kung saan ito ay 13.75 bilyon na taon na ang nakalilipas (pagkatapos ng lahat, iyon ay lumitaw).
Sinasamantala ang pagkakataon (at, literal, ang pagkakataon!) bagay nakahanap ng pagkakataon sa praktikal kaagad kumalat sa halos walang limitasyong mga distansya. (Ngunit halos lamang).
Ito ay pinaniniwalaan na pisikal na batayan ganoon kabilis, maliban sobrang saturation ng enerhiya, nagkaroon ng kumpletong pahinga boson gravity (mga particle na responsable para sa pagkakaroon ng mismong gravity na ito sa materyal na mundo) mula sa natitira sa mabilis na lumalawak na isahan na nilalaman, na lalong nagpabilis sa rate ng pamamahagi. (Ang impluwensyang gravitational ay ang pinakamahina, bagaman ang pinaka-malayuan sa lahat ng natural na puwersa).
Ang tanging tanong ay: paano at KAILAN nagawa ng mga gravitational boson na "mamaya" na punuin ang buong volume ng Uniberso? Dahil sa kasalukuyang tunay na laki nito, kailangan nilang gumalaw sa bilis ng ilang beses na mas malaki kaysa sa bilis ng liwanag.
Ito ay lumiliko na ang lahat ng aming dating ang ideya na ang Uniberso ay "mabilis na lumawak, halos sa bilis ng liwanag" sa loob ng ilang minuto, at pagkatapos ay natural (dahil sa gravity) "nagsimulang unti-unting bumagal" ay sa panimula mali at mali . Kung nangyari ang lahat ayon sa senaryo na ito, ang Uniberso ay magiging ilang beses na mas maliit kaysa sa aktwal na umiiral.
Kaya, ang buong Uniberso sa isang maliit na bahagi ng isang segundo ay umabot sa sukat na limitado sa pigura ng radius Ri.
Sa kasunod na yugto ng panahon, ang inflation, ayon sa ilang mga mananaliksik, ay tumigil, at ayon sa iba, ito ay pumasok sa pangalawa, hindi gaanong mabilis na yugto.
Ang pangalawang punto ng view, ayon sa may-akda ng site, ay walang seryosong batayan. Walang pisikal na dahilan para sa "mas mabagal" na pagpapalawak ng inflationary. Walang mga espesyal na pisikal na proseso ang natuklasan na may bagong "karakteristikong oras ng pagdodoble" ng anumang bagay (at ang kailangan ay mga quark, ibig sabihin, mga fragment ng elementarya na mga particle). At hindi na kailangan para sa kanila (ipaliwanag kung ano ang nangyayari). At kahit na mayroon sila, ang hyperinflation ay lumipas pa rin nang napakabilis na walang makakapansin sa "bagong yugto" na ito.
At sa lalong madaling elementarya particle ay inilabas mula sa enerhiya ng hyperinflationary proseso, pagkakaroon misa kapayapaan, magkahiwalay na konsepto ng espasyo at oras ay nabuo. At para sa lahat ng mga particle kahit na ang bilis ng liwanag ay naging imposible. At ito ay awtomatikong nangangahulugan ng pagtatapos ng hyperinflation ng Uniberso.
Ang ganitong matalim na pagbabago sa estado ay maaari ding bigyang-kahulugan sa pamamagitan ng katotohanan na ang puwersa ng grabidad (bosons) ay nahuli sa lahat ng bagay na hindi nito nailabas nang matagal.
Dahil sa lahat ng dako sa hypothetical na bola ng apoy ay pantay na mainit (at ito mismo ay halos kalahati ng laki ng kasalukuyang Uniberso), dapat aminin na ang "pagsabog" ay naganap saanman at sa parehong oras , sa buong volume, nang walang malinaw na tinukoy na sentro. Maliban kung sa isang lugar ay medyo mas malakas o medyo mahina (dahil sa hindi pantay na paggalaw ng mga particle).
Pero buo pa rin 3 minuto(isang kawalang-hanggan, kumpara sa mga microfraction sa unang segundo) sa Uniberso na lumalawak nang halos sa bilis ng liwanag, walang makabuluhang nangyari dito. Bilang karagdagan sa pagpapalawak nito at nauugnay na paglamig.
Kapag ang temperatura ng mainit na pinaghalong mga particle at mga pakikipag-ugnayan ay "bumaba" sa 555 bilyon degrees(!) (Eksaktong nangyari ito sa pagtatapos ng ikatlong minuto), lumitaw ang atomic nuclei sa lumalawak na nagniningas na ulap hydrogen(protons) at indibidwal, puro spontaneous helium atoms.
Ang prosesong ito ay nagpatuloy halos hindi nagbabago 380 libo kasalukuyang makalupang taon(!) At ang pansamantalang milestone na ito ay kapansin-pansin lamang dahil ang liwanag (photon) sa wakas ay nagsimulang aktwal na lumampas sa propagation front ng pagsabog mismo (kung matatawag itong salitang iyon) at naging nakikita ng abstract outside observer.
At hanggang sa dulo lamang unang bilyon taon, lumitaw ang sumusunod na balita - mula sa hydrogen na naipon sa napakalaking dami, na sa oras na iyon ay lumamig na, ang unang mga bituin ng gas At mga kalawakan.
Sa hinaharap bagong modelo Ang uniberso ay halos walang pinagkaiba sa dati, na may isang "purong" pagsabog na kumakalat mula sa isang punto. Sa parehong mga modelo, ang Uniberso ay lumalawak at patuloy na lumalawak . Paano at sa anong mga dahilan ang isa pang usapin. (Tingnan ang seksyong ito).
Pero pinakabagong balita mula sa mundo ng kosmolohiya, direktang sumasalamin sa likas na katangian ng pagpapalawak ng Uniberso. Gamit ang American X-ray Space Telescope" Chandra“It is well established that in unang 7-8 bilyun-bilyong taon, ang Uniberso ay lumalawak, ngunit ang bilis ng pagpapalawak na ito ay bumabagal. At sa nakalipas na 6 na bilyong taon ay mabilis lamang itong lumalawak. Kaya, mas malakas na pwersa ang natagpuan sariling lakas gravity. (Ito ay tatalakayin pa mamaya).
Sa panahon ng buhay ng Uniberso, na nasa isang cosmic scale, ang tunay na sukat nito (ayon sa data para sa 2013) ay naging humigit-kumulang limang beses na mas malaki kaysa sa orihinal, kung saan nagsimula ang hyperinflation. (Napakaduda na data, mula sa punto ng view ng may-akda ng site). Sa malas, sa panahong ito ay lumipat ito sa kanyang qualitatively different phase, na nagpapahintulot sa pinaka-masigasig na mga tagasuporta ng teorya ng inflation na ipalagay na ang bagong inflation(?) ng Uniberso ay nagpapatuloy sa ating panahon (at magpapatuloy halos walang katiyakan). Siya diumano ay "nagpapagatong sa init" ng Big Bang hanggang sa ito ay tuluyang maubos panloob na enerhiya maling vacuum na nagsilang sa lahat ng mga paputok na ito...
Ito ay smacks ng neo-dogmatism. O bulag na pananampalataya. Dapat nating gawin ang anumang problema upang ipakita ang isang kaukulang modelo ng pag-unlad ng Uniberso!
Ang pangunahing oras ng Big Bang sa bagong pag-unawa sa terminong ito ay ginugol hindi sa pagsakop sa malalaking distansya, ngunit sa magkasanib na pagkawatak-watak ng maling vacuum na nagdulot ng singularity, ang "pagsunog" ng mga produkto na nabuo sa panahon ng sabay-sabay na unibersal na pagsabog. at ang kanilang unti-unting paglamig.
Sa pagsasagawa, ito ang karaniwang paglamig ng relic heat ng Uniberso, sa gayong hindi pangkaraniwang interpretasyon.
At muli nating linawin na ang pagsakop sa malalaking distansya sa maliliit na bahagi ng isang segundo sa panahon ng inflation ng Uniberso ay hindi sumasalungat sa mga postulate ni Einstein, dahil sa isinasaalang-alang na yugto ng pag-unlad nito ay wala pang espasyo-oras na mga anyo ng bagay (nagsisimula pa lamang sila. bumangon). Naturally, walang konsepto ng bilis.
Pinakamalaking radius R Ang figure na ipinakita sa itaas ay karaniwang nagpapakita kasalukuyang laki ng uniberso. Doon, sa desaturated shades kayumanggi ang espasyo (at ang bagay na ibinahagi sa loob nito) na may tatlong dimensyon nito ay karaniwang ipinapakita, at ang oras ay ipinapakita sa mga kulay ng asul (muli, may kondisyon).
P.S. Ang hindi pagkakapare-pareho ng maraming intermediate na konklusyon sa kabanatang ito ay ipinaliwanag ng hindi pagkakapare-pareho, at, higit sa lahat, ang kakulangan ng paunang data. Ngunit ito ay isang mahusay na dahilan para sa independiyenteng pagmuni-muni.
Sa ngayon, ang tanong kung ano ang isang singularity ay nag-aalala hindi lamang sa mga taong interesado sa agham, kundi pati na rin sa pinakamahusay mga siyentipiko sa daigdig. Nakatagpo tayo ng terminong ito sa matematika, pisika, astronomiya, kosmolohiya at iba pa. eksaktong agham. Ang interpretasyon nito ay bahagyang nag-iiba, ngunit ang prinsipyo ay nananatiling pareho. Samakatuwid, ngayon ay titingnan natin kung ano ang isang singularity mula sa iba't ibang mga punto ng view, at alamin kung bakit ang misteryosong hindi pangkaraniwang bagay na ito ay kawili-wili para sa mga mananaliksik.
Pangkalahatang interpretasyon ng termino
Bago natin simulan ang pagsisiyasat sa mga lihim ng Uniberso, buksan natin ang kasaysayan ng sansinukob. Ang pinakatamang bersyon ng pinagmulan ng mundo sa kasalukuyan ay ang teorya ng Big Bang. Sa sandali ng kapanganakan ng lahat ng bagay na nakapaligid sa atin, mayroon lamang isang punto ng singularidad. Ang eksaktong sukat nito ay hindi alam, ngunit para sa pag-unawa, madalas itong ihambing ng mga siyentipiko sa isang gisantes. Kasabay nito, hindi mo dapat isipin na ang mini-ball na ito ay maaaring hawakan sa iyong kamay. Ang masa nito ay katumbas ng masa ng lahat ng mga bituin at kalawakan na umiiral sa kalawakan ngayon. Higit pa rito, ang temperatura ng gisantes na ito ay lumampas lamang sa sukat, at ang puwersa ng gravitational dito ay mas mataas kaysa sa kasalukuyang umiiral na mga black hole. Sa madaling salita, ang singularity point ay isang yunit ng space-time na naglalaman ng lahat ng bagay na pumupuno sa ating Uniberso.
Paano lumitaw ang oras?
Ito ay tiyak na nagkakahalaga ng pag-highlight na ang terminong "bagay" ay nangangahulugang hindi lamang kalawakan, na binubuo ng bilyun-bilyong mga yunit ng astronomya, ngunit gayundin sa lahat ng yugto ng panahon. Oo, mahirap isipin, ngunit upang maunawaan kung ano ang isang singularity, kailangan mong isipin ang oras bilang isang spatial na dimensyon kung saan maaari mong ilipat ang parehong pasulong at paatras. Ang lahat ng ito ay inextricably na nauugnay sa kurbada ng espasyo, na pag-uusapan natin sa ibaba. Hindi rin alam ng mga siyentipiko kung gaano katagal umiral ang gisantes na ito ayon sa makalupang pamantayan. Ang kabalintunaan ay na sa isang naka-compress na estado sa anumang dimensyon, ang infinity ay katumbas ng zero. Nang maglaon, ang punto ng singularity ay nagsimulang lumaki, ang temperatura sa loob nito ay bumagsak, at ang mga particle ay nagtataboy sa isa't isa. Kaya ang oras ay humiwalay sa iba pang mga sukat at tumigil na maging isang spatial unit. Samakatuwid, ngayon maaari lamang itong magpatuloy.
Mga konseptong kosmolohiya
Tulad ng alam mo, pinag-aaralan ng agham ng kosmolohiya ang ebolusyon ng Uniberso. Ang lahat ng tinatawag na mga panahon na sumunod sa Big Bang ay isinasaalang-alang dito. Ito ay alinsunod sa teoryang ito na ang mga siyentipiko ay nag-hypothesize na ang Uniberso ay bumangon mula sa isang singularity. Gayunpaman, ang panahon ng pagkakaroon ng huli ay hindi matukoy. Batay dito, ang dalawang pinaka-kapani-paniwalang bersyon ay maingat na pinag-aaralan. Ang una ay ang ating mundo ay static. Ang Big Bang ay naganap sa isang tiyak na sandali nang ang lahat ng mga particle, na nasa isang estado ng walang katapusang compression, ay matalas na itinulak palayo sa isa't isa. Bilang karagdagan, ang pagka-isahan ng Uniberso bago ang pagsabog ay nailalarawan sa pagkakaroon ng bagay at antimatter. Sa ngayon, ang mga siyentipiko ay hindi nakatuklas ng isang solong antiparticle. Ang pangalawang bersyon ay batay sa katotohanan na ang Big Bang ay ang kasalukuyan ng espasyo. Ito ay itinatag na ang mga kalawakan ay patuloy na lumalayo sa isa't isa, samakatuwid, ang proseso ng pagpapalawak ng mundo ay nagpapatuloy hanggang sa araw na ito.
Singularidad sa kosmolohiya
Sa ebolusyon ng espasyo, kakaiba, walang lugar para sa mga kumikilos sa Earth mga pisikal na pormula at mga batas. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay malinaw na ipinakita sa atin ng cosmological singularity. Siyempre, sa pagsasagawa, imposibleng malaman kung anong estado ang bagay sa sandali ng kapanganakan ng mundo, ngunit sa teoryang ang mga siyentipiko ay kinakalkula ang mga paradoxical na pattern. Ang una ay ang curvature ng space-time. Nangangahulugan ito na imposibleng maglagay ng tuwid na geodesic na linya o anggulo sa singularity sphere. Ang pangalawa ay, gaya ng nasabi na natin, isang ganap na naiibang panahon. Dito maaari kang makarating sa anumang punto sa yugto ng panahon. Ang cosmological singularity, ayon sa mga siyentipiko, ay ang panimulang punto, na tinatawag na Big Bang. Sa panahong ito, ang density at temperatura ng sangkap ay malapit sa walang katapusan. Kasabay nito, ang sukat ng kaguluhan ay naging zero, na nagpaparami sa dalawang nakaraang mga yunit sa pamamagitan ng kanyang sarili. Mula sa pananaw ng makalupang pisika, ang temperatura at densidad ay hindi maaaring sabay na nasa isang walang katapusang estado. At ito ay isa lamang sa maraming kabalintunaan na hindi kayang lutasin ng mga siyentipiko.
Luma at bagong teorya
Maraming taon na ang nakalilipas, ibinigay ni Albert Einstein sa mundo ang tanyag na teorya ng relativity, na ngayon ay tinatawag na teorya ng grabidad. Salamat dito, inilalarawan natin ngayon ang lahat ng mga phenomena sa espasyo at oras na nakapaligid sa atin. Ayon sa teorya, hindi maaaring magkaroon ng singularity ang mga pisikal na bagay. Ibig sabihin, sa pagsasagawa, walang substance o matter ang maaaring magkaroon ng mass, density o temperatura na katumbas ng infinity. Ngunit ang matematika ay kilala bilang isang teoretikal na agham, dahil mayroon itong lugar para sa mga pag-andar na may walang katapusang halaga. Sa pamamagitan ng pagpapatong ng isang lugar ng kaalaman sa isa pa, nakakakuha tayo ng tinatayang mga kalkulasyon kung ano ang maaaring mangyari sa sandali ng Big Bang. Ang mga ito, tulad ng nabanggit na, ay mga puntos na may walang katapusang pisikal na dami. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na pisikal o kosmikong singularidad. Ngunit ang mga batas nito ay hindi maihahambing sa teorya ng relativity. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring ipaliwanag bagong teorya quantum gravity. Dito pinag-aaralan ang pag-uugali ng liwanag, mga katangian at kahalagahan nito sa Uniberso. Ang teorya mismo ay hindi pa umiiral, ngunit may ilang mga kalkulasyon at mga kinakailangan na maaaring maging batayan nito.
Pagbubunyag ng mga misteryo ng grabidad
Sa astrophysics mayroong isang bagay tulad ng bilis ng pagtakas. Ito ay ginagamit upang matukoy ang antas ng acceleration kung saan ang isang partikular na bagay ay maaaring labanan Halimbawa, ang isang rocket, na ibinigay ang masa nito, ay dapat na gumalaw sa bilis na humigit-kumulang 12 km/s upang umalis sa kapaligiran ng Earth. Ngunit kung ang ating planeta ay may diameter na hindi 12,742 kilometro, ngunit isang sentimetro, kung gayon upang madaig ang patlang ng gravitational ay kinakailangan na lumipat sa bilis na mas malaki kaysa sa Sa kasong ito, ang Earth ay hindi napapalibutan ng puwersa ng grabidad ay nakasanayan, ngunit sa pamamagitan ng isang gravitational singularity. Siyempre, ang lahat ay kaya kung ang ating planeta ay magkakaroon ng gayong mga sukat, ito ay magiging isang black hole. Ngunit ginagawang posible ng gayong karanasan na maunawaan ang kahalagahan ng gravity sa Uniberso.
Ano ang nakasalalay sa puwersa ng grabidad?
Kung mas malapit ang mga atomo sa isa't isa, mas siksik ang sangkap. Kung ang mga molekula sa paanuman ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, kung gayon ang isang proseso ng pag-init ay nangyayari, samakatuwid, ang temperatura ng sangkap na ito ay tumataas. Sa ilalim ng mga makalupang kondisyon, ang mga ganitong proseso ay nangyayari sa loob ng ilang partikular na limitasyon, kaya naman matagal na tayong nag-imbento ng mga formula na nagbibigay-daan sa amin upang makalkula ang pag-uugali ng anumang elemento ng kemikal. Ito ay dahil pinipigilan ng puwersa ng grabidad ang mga particle na lumalapit nang mas mababa sa isang tiyak na distansya at lumayo ng higit sa isang tiyak na halaga. SA kalawakan, kung saan may mga wastelands sa pagitan ng mga kalawakan, ang espasyo ay partikular na bihira, ito ay tinatawag na vacuum. Walang gravity dito sa prinsipyo, kaya ang isang maliit na halaga ng bagay ay nananatili sa kaguluhan. Malapit sa napakasiksik na mga bagay (higanteng asul na bituin, quasar, at black hole), ang puwersa ng grabidad ay tumataas sa mga halaga na hindi makatotohanan para sa ating mga taga-lupa. Ang mga particle dito ay matatagpuan na malapit sa isa't isa na ang isang phenomenon na tinatawag na "gravitational singularity" ay nabuo. Ito ang mismong batayan na nakakaimpluwensya sa pagbaluktot ng espasyo at ang antas ng kurbada.
Gravity at ang pag-uugali ng bagay
Ang bagay ay hindi sinipsip sa rehiyon ng singularidad. Tanging cosmic wind at microscopic particles ang naaakit doon. Ngunit ang isang tao, puro theoretically, ay maaaring pumunta sa mga naturang lugar sa kanyang sariling malayang kalooban. Ang mga ito ay matatagpuan sa mga quasar at black hole at, sayang, ay nakamamatay para sa mga buhay na nilalang mula sa isang biological na pananaw. Sa sandaling nasa isang lugar na may mataas na lakas ng tubig, ang katawan ay magsisimulang mag-inat sa kahabaan at sa kabila. Bilang resulta, ang balangkas ng isang tao ay balot sa globo at iikot dito. Sa teorya, kung ang mga mata ay nakakakita at nagpapadala ng isang senyas, magagawa niyang sabay-sabay na makita ang lahat ng bahagi ng kanyang katawan, kabilang ang kanyang mukha, na iikot sa harap niya, na lampas sa bilis ng liwanag. Ito ay malinaw na sa form na ito katawan ng tao hindi maaaring umiral, ngunit ito ay may kinalaman sa makalupang pisika. Gayunpaman, ang gayong halimbawa ay nagbibigay sa atin ng pagkakataong isipin kung ano ang isang singularidad praktikal na punto pangitain. Ito ay magiging kagiliw-giliw na ipagpalagay na kami ay katulad biological species magagawa nating tanggapin ang mga bagong pisikal na batas na ito at umiral sa ganitong mga anyo, na bumubuo ng mga bagong mundo para sa ating sarili.
Paglipas ng panahon
Kung anong oras ay maaaring pagtalunan magpakailanman. Ngayon ito ay tinukoy bilang ang proseso ng pisyolohikal, pisikal at mental na proseso para sa mga buhay na organismo at bagay sa ating mundo. Ngunit ang mga katangian ng oras, ito mga nakatagong posibilidad hindi pa napag-aaralan. Itinuturing namin ito bilang isang bagay na subjective, at maaari itong maingat na subaybayan sa pamamagitan ng pag-alala sa aming mga nakaraang taon. Noong nabuhay tayo sa unang taon ng buhay, ang panahong ito para sa atin ay katumbas ng 100 porsiyento. Siya lang ang mayroon kami, sa buong buhay at karanasan namin. Sa kanyang ikalawang kaarawan, ang isang taon ay naging 50 porsyento, sa kanyang pangatlo - lamang ang pangatlo. Sa edad na 80, ang isang taon ay 1/80 na lamang ng buhay at halos walang kahulugan. Nangyari ito dahil noong unang taon lahat ng nakita namin ay bago. Kasunod nito, nakatagpo kami ng higit at mas pamilyar na mga bagay at phenomena. Iyon ang dahilan kung bakit tila ang pagkabata ay tumagal ng hindi kapani-paniwalang mahabang panahon, at ang mga taong nasa hustong gulang ay lumipad kaagad. Ito malinaw na halimbawa kung paano binabaluktot ng persepsyon ng isang tao ang paglipas ng panahon. Ngunit ano ang mangyayari kung titingnan mo ang terminong ito mula sa astronomical na pananaw?
Oras sa simula ng panahon
Ito ay isang maliit na digression na naging posible upang maunawaan ang lahat ng nakikita natin. Ang pagiging naka-lock sa loob ng balangkas ng pisika at, higit pa rito, ang ating sariling pang-unawa, mahirap para sa atin na isipin na ang mundo ay at maaaring maging ganap na naiiba. Kaya, ang singularity ng oras ay may parehong lugar sa cosmology bilang ang singularity ng space. Ngayon ay aabutin ng 0.2 oras upang masakop ang layo na 1 kilometro sa bilis na 5 km/h. Tumatagal ng ilang taon upang lumipad mula sa Earth patungong Saturn. Ngunit paano ang oras kung ang lahat ng distansya sa mundo ay katumbas ng 1 sentimetro? Ang pagpaparami ng gayong hindi gaanong mga parameter sa pamamagitan ng isang walang katapusang malaking density at masa, nakukuha natin ang curvature ng space-time. Nangangahulugan ito na sa sandaling ang Uniberso ay isahan, lahat ng nakikita natin ngayon ay maaaring mangyari. Ang mga kaganapan ay maaaring pinaghalo-halo, hindi kapani-paniwalang baluktot at pinagsama. Sa madaling salita, ang anumang materyal na bagay ay maaaring tumingin sa nakaraan ng Earth o ibang planeta, gayundin sa hinaharap nito.
Teknolohiya at pagpasok ng bagong panahon
Mayroon ding tinatawag na singularity theory, ayon sa kung saan ang ating planeta ay malapit nang maging isang malaking biotechnical intelligence. Ayon sa mga mananaliksik, sa kalagitnaan ng ika-21 siglo ay malilikha ang isang kompyuter na ang mga kakayahan ay lalampas sa mga kakayahan ng utak. Ang artificial intelligence ay natural na mangingibabaw sa mga hindi gaanong maunlad na nilalang. Darating ang sandaling ito ay naimbento ang pangalang ito dahil hindi alam kung paano magwawakas ang ganitong progresibong paglukso sa larangan ng agham at kung mabubuhay pa ba ang sangkatauhan.
Mga wormhole
Ang kaisahan ng black hole, kung saan talagang binubuo ang cosmic object na ito, ay isa sa pinakamalaking misteryo ng mundo. Ang mismong wormhole ay talagang hindi mukhang isang butas na may funnel at isang makitid na lagusan, ngunit tulad ng isang globo na nabuo ng isang napakalaking puwersa ng grabidad. Napag-usapan na natin ang tungkol sa mga black hole sa itaas, na tinukoy ang mga ito bilang mga nakamamatay na bagay sa Uniberso. Ang puwersa ng kanilang compression ay hindi kapani-paniwalang mataas, dahil sa kaganapan na ang horizon space bends at oras humihinto. Ang black hole singularity ay maihahambing sa teorya ng Big Bang. Hindi pa ito lubusang pinag-aralan, ngunit pinaniniwalaan na ang puwersa ng compression sa loob ng wormhole ay kapareho ng sa sandali ng kapanganakan ng mundo. Iyon ang dahilan kung bakit mayroong isang teorya na ang mga black hole ay ang ebolusyon ng mga bagong Uniberso na umiiral na kahanay sa atin.
Appendix na nagpapaliwanag ng bahagi ng teorya
SA pangkalahatang balangkas ang teorya at walang katapusang density ay ginawang malinaw ng larong "Singularity". Ang pagkumpleto ng isang misyon ay nagsasangkot ng paglipat sa espasyo at oras, kung saan ang dalawang konseptong ito ay nagkakaisa. Gumagalaw ang bayani sa pagitan ng 1950 at 2010, itinatama ang mga pagkakamali ng mga siyentipikong Sobyet at iniligtas ang mga modernong bilanggo na nakakulong sa isang isla na napapalibutan ng radiation. Kung ilulubog mo ang iyong sarili sa mundong ito, unti-unti mong mauunawaan kung ano ang ibig sabihin ng oras sa spatial na dimensyon.
Summing up
Ang pag-aaral ng lahat ng mga lihim ng espasyo na nauugnay sa gravity ay ginagawang posible na maunawaan na ang teorya ng relativity ay naglilimita sa atin sa sukdulan. Siyempre, ito ay isang hindi kapani-paniwalang paghahanap para sa mga kondisyong panlupa, ngunit kung pinag-uusapan natin tungkol sa paggalugad ng iba pang mga espasyo, pagkatapos ay sulit na itapon ang lahat ng mga stereotype. Ang isang konsepto tulad ng "singularity" ay binabaligtad ang perception ng tunog, light pulses, curvature ng space at tagal ng oras. Ngunit sa ngayon ito ay matatagpuan lamang sa teorya ng matematika, ngunit hindi nakakahanap ng paliwanag sa pisikal na pagsasanay. Ang singularidad ng isang black hole ay pinag-aaralan na ngayon nang mas detalyado, ngunit pinaniniwalaan na ang rehiyong ito, bagama't naka-compress hanggang sa infinity, ay hindi ang pinaka-collapsed na punto sa Uniberso.
Ang lahat ng mga konklusyon sa itaas ay sumusunod mula sa teorya, hangga't hindi isinasaalang-alang ang quantum phenomena na nagaganap sa isang black hole. Kapag papalapit sa pinagmumulan ng isang malakas na patlang ng gravitational, lumitaw ang mga puwersa ng tidal gravitational, na nararanasan ng anumang katawan na mayroong panghuling sukat. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang malakas na mga patlang ng gravitational ay palaging magkakaiba sa komposisyon at samakatuwid ang iba't ibang mga punto ng naturang mga katawan ay napapailalim sa hindi pantay na puwersa ng gravitational.
Sa panahon ng taglagas, ang magkasalungat na puwersa ng presyon ng sangkap ng bituin ay hindi na nagbibigay ng anumang pagtutol sa lumalagong puwersa ng grabidad, kaya't ang ibabaw ng bituin ay aabot sa gravitational radius, tatawid dito at hindi makontrol na patuloy na lumiliit.
Dahil ang proseso ng compression ay hindi maaaring tumigil, pagkatapos ay sa isang maikling panahon (ayon sa orasan sa ibabaw ng bituin) ang bituin ay pag-urong sa isang punto, at ang density ng bagay ay magiging walang hanggan, i.e. abot ng bituin isahan kundisyon.
Habang papalapit ang singular na estado, ang tidal gravitational forces ay may posibilidad din na infinity. Nangangahulugan ito na ang anumang katawan ay mawawasak sa pamamagitan ng lakas ng tidal. Kung ang katawan ay nasa ilalim ng abot-tanaw, kung gayon imposibleng maiwasan ang singularidad.
Para sa isang black hole, halimbawa, na may mass na sampung solar mass, ang oras upang mahulog sa isang singularity ay isang daang libo lamang ng isang segundo. Anumang mga pagtatangka upang makatakas mula sa isang black hole ay hahantong sa pagbawas sa yugto ng panahon para sa pagpasok sa isang solong estado. Ang mas maliit ang masa at sukat ng black hole, mas malaki ang tidal forces sa abot-tanaw nito.
Halimbawa, para sa isang black hole na may masa ng isang libong solar mass, ang mga puwersa ng tidal ay tumutugma sa isang presyon ng 100 atm. Sa paligid ng isang isahan na estado, ang napakalaking puwersa ng tidal ay humantong sa mga pagbabago sa mga pisikal na katangian.
Kung lumipat tayo mula sa panlabas na espasyo sa ibabaw ng abot-tanaw patungo sa itim na butas, pagkatapos ay sa mga formula na naglalarawan ng apat na dimensyon na espasyo-oras, ang time coordinate ay pinapalitan ng radial spatial coordinate, ibig sabihin. ang oras ay nagiging isang radial spatial na distansya, at ang distansyang ito ay oras.
Ang distansya mula sa abot-tanaw hanggang sa gitna ng black hole, siyempre, ay nangangahulugan na ang tagal ng panahon kung kailan maaaring umiral ang mga katawan sa loob ng black hole ay may hangganan. Halimbawa, para sa isang black hole na may mass na 10 solar mass ito ay t » 10 - 4 s. Sa loob ng isang black hole, ang lahat ng mga arrow ng oras ay nagtatagpo sa isang singularidad, at anumang katawan ay masisira, at ang espasyo at oras ay maghiwa-hiwalay sa quanta.
Kaya, ang quantum ng oras ay nailalarawan sa pamamagitan ng halaga t pl » 10 - 44 s, at ang haba ng Planck ng quantum pl » 10 - 33 cm.
Dahil dito, ang tuluy-tuloy na daloy ng oras sa singularity ay binubuo ng time quanta, tulad ng daloy ng tubig sa isang batis, kapag ito ay dumaan sa isang salaan, ay nahahati sa maliliit na patak. Sa bagay na ito, walang saysay na itanong kung ano ang susunod na mangyayari.
Ang mga konsepto na "mas maaga" at "mamaya" ay ganap na nawawala ang kanilang kahulugan: sa panimula imposibleng hatiin ang isang quantum ng oras sa mas maliliit na bahagi, tulad ng imposible, halimbawa, na hatiin ang isang photon sa mga bahagi.
Kapag pupunta sa mga prosesong quantum Ang koneksyon sa pagitan ng enerhiya at oras ay nagiging lalong maliwanag.
Gayunpaman, sa hinaharap, kapag naglalarawan ng mga proseso, hindi magagawa ng isang tao nang walang konsepto ng pisikal na vacuum at mga katangian ng kabuuan nito.
Ayon sa modernong mga konsepto, ang vacuum ay hindi kawalan ng laman, ngunit ito ay isang "dagat" ng lahat ng uri ng mga virtual na particle at antiparticle na hindi lumilitaw bilang mga tunay na particle.
Ang vacuum na ito ay "kumukulo," patuloy na bumubuo ng mga pares ng mga virtual na particle at antiparticle sa maikling panahon, na agad na nawawala. Hindi sila maaaring maging tunay na mga particle at antiparticle.
Ayon sa uncertainty relation Heisenberg, ang produkto ng panghabambuhay na Dt ng isang virtual na pares ng mga particle at ang kanilang enerhiya DW ay nasa pagkakasunud-sunod ng pare-pareho Plank h.
Kung ang anumang malakas na field (halimbawa, electric, magnetic, atbp.) ay inilapat sa pisikal na vacuum, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng enerhiya nito ang ilang mga virtual na particle ay maaaring maging totoo, i.e. V malakas na larangan ang pagsilang ng mga tunay na particle mula sa pisikal na vacuum ay nangyayari dahil sa enerhiya ng larangang ito.
Halimbawa, sa malakas electric field Ang mga electron at positron ay ipinanganak mula sa vacuum. Kapag pinag-aaralan ang mga katangian ng pisikal na vacuum malapit sa isang umiikot na itim na butas, ito ay theoretically napatunayan na ang kapanganakan ng radiation quanta ay dapat mangyari dahil sa enerhiya ng vortex gravitational field.
Dahil ang mga virtual na particle at antiparticle ay ipinanganak sa isang vacuum sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa, sa kaso ng pagkakaroon ng isang vortex gravitational field ng isang black hole, ang isang particle ay maaaring ipanganak sa labas ng abot-tanaw, at ang antiparticle nito sa ilalim ng abot-tanaw. Nangangahulugan ito na ang isang butil ay maaaring lumipad sa outer space, habang ang antiparticle ay mahuhulog sa isang black hole.
Dahil dito, hindi na sila muling makakapag-ugnay at malilipol. Samakatuwid, ang isang stream ng mga particle ay lilitaw sa kalawakan, na ibinubuga ng black hole, na magdadala ng ilan sa enerhiya nito. Ito ay hahantong sa pagbaba sa masa at laki ng black hole. Ang proseso ng radiation na ito ay katulad ng kapag ang ibabaw ng isang katawan ay pinainit sa isang tiyak na temperatura.
Kaya, para sa isang black hole ng 10 solar mass, ang temperatura ay »10 - 8 K. Kung mas malaki ang masa ng black hole, mas mababa ang temperatura nito, at, sa kabaligtaran, mas mababa ang masa, mas mataas ang temperatura. Kaya, isang black hole na may mass m » 10 12 kg at isang sukat ng atomic nucleus magkakaroon ng quantum evaporation power na "10 10 W para sa "10 10 taon sa temperaturang T"10 11 K. Kapag ang mass ng black hole ay bumaba sa m"10 6 kg at ang temperatura ay umabot sa T"10 15 K, ang Ang proseso ng radiation ay hahantong sa isang pagsabog at sa 0.1 s, isang halaga ng enerhiya na maihahambing sa pagsabog ng 10 6 megaton hydrogen bomb ay ilalabas.