Qara dəliklər və hokinq radiasiası

Qara dəliklər kainatdakı ən sıx, ən ağır, ən üzün ömürlü cisimlərdir. Qara dəliklər çox vaxt böyük ulduzların supernovası zamanı ortaya çıxmasına rəğmən, ilkin qara dəliklərin necə yarandığı hələdə müəmmalıdır.

Qara dəliklərin yaranması:

Qara dəliklər əsasən ulduzlardan əmələ gəlir və bu ulduzların supernovası nəticəsində əgər ulduzun kütləsi azdısa qırmızı cücəyə, Günəşin kütləsindən biraz daha böyükdüsə nötr ulduzlarına, daha da böyükdürlərsə o zaman qara dəliklər çevrilirlər. Ulduzların niyə supernova yaşadıqların bilirik. Gəlin bundan danışaq:

Ulduzlar

Ulduzlar yarandıqdan sonra özünü nizamlamağa çalışır. Öz cazibəsini stabilləşdirmək adına və özünə enerji yaratmaq üçün daxilindəki hidrogeni füzyonda helyuma çevirir, beləliklə həm enerji yayır, həm də öz içinə çökməkdən qoruyur. Bundan sonra isə ömrünün uzun bir hissəsini”anaqol” adını verdiyimiz füzyon reaksiasını davam etdirir. Reaksia bitdikdən sonra, yəni içərisindəki bütün hidrogeni helyuma çevirdikdən sonra artıq istifadə edəcək materialı qalmır və 2 ehtimaldan biri gerçəkləşir. Ya bundan sonra supernova yaşayır, ya da içərisindəki helyumu reaksiaya daxil edib daha ağır elementləri füzyon reaksiasından alınır ta ki, dəmirə çatana qədər. Bu ərəfədə ulduzun rəngi qızarır, temperaturu azalır ,anidən şişir-sönür şişir-sönür və sonda dəmir alınana qədər bu belə davam edir. Dəmir çox davamlı element olub füzyonu dayandırır və özünü nizamlayan füzyon bitdiyi üçün öz cazibəsinə məğlub olur və supernova ilə dəmirdəndə ağır elementləri yaradaraq özünü ya qırmızı cücəyə, ya da qara dəliyə çevirir. Bundan sonra isə inanılmaz dərəcədə sıx, hətta o qədər sıxki, normal bir ulduz olan günəşdən qara dəlik əmələ gətirməyə çalışşaq, sadəcə 3km diametrə sahib qara dəlik əldə edərik. Bu qara dəliyində sıxlığı və kütləsi çox yüksək olduğu üçün, normal olaraq cazibəsidə çox daha yüksək olur. Buna görə ona nə yaxınlaşşa tez bir şəkildə cismi özünün mərkəzi olan və ya olduğunu düşündüyümüz “olay ufqu” dediyimiz yerə qədər onu cəzb edir və atomlarına qədər parçalıyır. Burdan sonra isə nə olduğu mübahisəlidir. Bir qrupun iddiasına görə olay ufüqündən sonra başqa bir kainata parçacıqlar göndərilir, bir başqa qrupa görə onlar ağ dəliklər dediyimiz hər şeyi cəzb qara dəliklərin əksinə işləyən, yəni hər şeyi özündən itələyən bir yerə göndərir, amma biz bunu yanlızca nispilik nəzəriyyəsinin riyaziyyatı ilə deyirik yoxsa biz hələ də ağ dəliklərin varlığını sübüt etməmişik. Biz burası ilə maraqlanmayaq və yenidən qara dəliklərin ömrünə qayıdaq.

Qara dəliklər ulduzlardan yaranmasına rəğmən ulduzlardan çox fərqli xüsusiyyətləri var. Məsələn ulduzları kütləsi və boyu ilə ömrü tərs mütənasibdir, amma aara dəliklərdə bu tərsinədi, kütlə artdıqca böyüklük artır və ömrüdə artır. Belə çıxır ki uzun ömürlü bir ulduzun qara dəliyi daha az ömürlü olacaq. Qısa ömürlü ulduzun qara dəliyi isə daha uzun ömürlü olacaqdır. Bunun səbəbini belə açıqlaya bilərik. Ulduzlar nə qədər böyük olarlarsa o qədər yüksək cazibəyə malik olarlar və ona görə daxilindəki füzyonu artırmalıdır və aşağı kütləli ulduzlarda tərsinə. Amma qara dəliklərdə bildiyimiz maddə yoxdu, çünki atomun maksimum sıxılabiləcəyi Pauli xaricetməsi qanunun sərhədini keçmişdi və atomlar buna görə çox sıxlaşıbdır. Paulinin qanununa əsasən ,bir atomda iki parçacıq eyni anda dolanıq halda ola bilmir, daha doğrusu kvant vəziyyətində ola bilmədiyi üçün daha çox şıxlaşa bilmir. Bundan sonra Hawking radiasından danışaq.

Hawking radiasiası:

Hawking radiasiyası ilk dəfə fizik Stiven Hokinq tərəfindən 1974-cü ildə təqdim edilmiş bir anlayışdır. Bu, qara dəliklərin hadisə üfüqünün yaxınlığındakı kvant effektləri səbəbindən radiasiya yayması fikrinə aiddir. Bu konsepsiya əvvəlcə mübahisəli idi, lakin indi geniş şəkildə qəbul edilir və qara dəliklər və kainatın təbiəti haqqında anlayışımızda əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb olmuşdur. Bu yazıda biz Hawking şüalanması anlayışını, onun necə işlədiyini və necə hesablandığını araşdıracağıq.

Qara dəliklər:

Hawking radiasiyasını anlamaq üçün ilk növbədə qara dəliklər anlayışını başa düşməliyik. Qara dəliklər böyük ulduzların çökməsi nəticəsində əmələ gələn inanılmaz sıx cisimlərdir. Onların cazibə qüvvəsi o qədər güclüdür ki, heç bir şey, hətta işıq belə onların əlindən qaça bilməz. Heç bir şeyin qaça bilməyəcəyi qara dəliyin ətrafındakı sərhədə hadisə üfüqü deyilir.

Qara dəliklərin mövcudluğu ilk dəfə Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi ilə proqnozlaşdırıldı. Ancaq 1960-cı illərdə kvazarların kəşfindən sonra astronomlar kainatdakı qara dəliklərin dəlillərini axtarmağa başladılar. O vaxtdan bəri biz Günəşin bir neçə qatından tutmuş milyardlarla qatına qədər çoxlu qara dəliklər aşkar etdik.

Hokinq radiasiyası:

Stiven Hokinq 1974-cü ildə qara dəliklərin hadisə üfüqünün yaxınlığındakı kvant effektləri səbəbindən radiasiya yaymasını təklif etdi. Kvant mexanikasının qanunlarına görə, qara dəliyin hadisə üfüqünün yaxınlığında cüt virtual hissəciklər kortəbii olaraq yarana bilər. Cütlüyün bir hissəciyi qara dəliyə düşür, digəri isə kosmosa qaçır.

Normal bir ssenaridə, bu virtual hissəcikləri yaratmaq üçün tələb olunan enerji ətrafdakı kosmosdan alınır və hissəciklər tez bir zamanda bir-birini məhv edərək, götürülmüş enerjini qaytarır. Bununla belə, qara dəliyin hadisə üfüqünün yaxınlığında bir hissəcik qara dəliyə çəkilə bilər, digəri isə qaçaraq qara dəlikdən enerjini effektiv şəkildə oğurlayır. Bu proses qara dəliyin enerjisini itirməsinə və zamanla yavaş-yavaş kiçilməsinə səbəb olur.

Bu proses nəticəsində yayılan radiasiya Hawking radiasiyası adlanır. Buraxılan hissəciklər istənilən növ hissəciklər ola bilər, lakin onlar əsasən işıq hissəcikləri olan fotonlardır. Radiasiyanın temperaturu qara dəliyin kütləsindən asılıdır. Qara dəlik nə qədər kiçik olsa, yaydığı radiasiya da bir o qədər isti olur.

Hokinq radiasiyasının hesablanması:

Hokinq radiasiyasının hesablanması ümumi nisbilik, kvant mexanikası və termodinamika prinsiplərinin birləşməsini tələb edir. Proses qara dəliyin hadisə üfüqünə yaxın hissəciklərin emissiya sürətinin hesablanmasını əhatə edir.

Hawking radiasiyasının hesablanması Boqolyubov çevrilməsi adlanan riyazi konsepsiyanı əhatə edir. Bu transformasiya kvant mexanikasında hissəcikləri təsvir etmək üçün istifadə edilən operatorları vakuum vəziyyətini təsvir etmək üçün istifadə edilən operatorlarla əlaqələndirir. Boqoliubov transformasiyasından istifadə edərək qara dəlikdən buraxılan hissəciklərin sayını hesablamaq olar.

Hawking radiasiyasının temperaturu tənliklə verilir:

T = ħc³/8πGMkB

Burada T temperatur, ħ azaldılmış Plank sabiti, c işıq sürəti, G qravitasiya sabiti, M qara dəliyin kütləsi, kB Boltsman sabitidir.

Hesablama göstərir ki, yayılan radiasiyanın temperaturu qara dəliyin kütləsi ilə tərs mütənasibdir. Qara dəlik nə qədər kiçik olsa, yaydığı radiasiya da bir o qədər isti olur.

Hawking radiasiyasının hesablanması bizə qara dəliklərin davranışını daha yaxşı başa düşməyə imkan verdi və kainat haqqında anlayışımızda əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb oldu.

Hawking radiasiyasının ən maraqlı təsirlərindən biri onun qara dəlik məlumat paradoksunun həllində potensial roludur. Kvant mexanikasına görə, informasiya məhv edilə bilməz, lakin maddə qara dəliyə düşəndə o, əbədi olaraq yox olur. Hawking radiasiyası məlumatın qara dəlikdən qaçması və bərpası üçün bir yol təqdim edir.

Agora Bilim Pazarı

İşte Bunlar Hep Astronomi (Karton Kapak)

Evrende kendini yalnız hissetmek mi? Unut Bunu!

Tek yapman gereken İşte Bunlar Hep Astronomi’nin kapağını kaldırmak. Artık bir balondan uzay roketi yapabilir, uzaydaki en tuhaf galaksileri keşfedebilir ve evrenin neden kabaran bir üzümlü keki andırdığını anlayabilirsin.Gökyüzüne dair büyüleyici gerçekler ve yıldızlar kadar parlak çizimleriyle İşte Bunlar Hep Astronomi tüm “aklı havadalar” için geliyor!

8 dile çevrilen ve yayımlandığı ülkelerde büyük ilgi gören “İŞTE BUNLAR
HEP…” serisinin üçüncü kitabı.

Devamını Göster

₺150.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

Son illərdə laboratoriyada Hokinq radiasiyasını müşahidə etmək cəhdləri olub. Belə təcrübələrdən biri mayeni dar bir kanaldan keçirərək səsli qara dəliyin yaradılmasını nəzərdə tutur. Maye axını hadisə üfüqünü yaradır və səs dalğaları üfüqə yaxın hissəciklər kimi davranaraq Hokinq radiasiyasını müşahidə etməyə imkan verir.

Hokinq radiasiyası ilkin kainat haqqında anlayışımızda da əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb oldu. İlkin kainatda qara dəliklər maddədəki sıxlıq dalğalanmalarının çökməsi nəticəsində yaranmış ola bilər. Bu qara dəliklər bu gün müşahidə etdiyimizdən çox kiçik olacaq və əhəmiyyətli miqdarda Hawking radiasiya yayacaqdı. Bu radiasiya kainatın təkamülünə təsir göstərərdi və onun öyrənilməsi ilkin kainat haqqında dəyərli fikirlər verə bilərdi.

Bundan əlavə, Hokinq şüalanması konsepsiyası ümumi nisbilik və kvant mexanikasını birləşdirən yeni nəzəriyyələrin inkişafına səbəb oldu. Belə nəzəriyyələrdən biri də kainatın əsas tikinti bloklarının müxtəlif tezliklərdə titrəyən kiçik tellər olduğunu irəli sürən sim nəzəriyyəsidir. Nəzəriyyə bizə tanış olan üç məkan ölçüsündən və bir zaman ölçüsündən kənarda əlavə ölçülərin mövcudluğunu proqnozlaşdırır. Bu əlavə ölçülər bükülmüşdür və bizə görünmür. Simli nəzəriyyə ümumi nisbilik və kvant mexanikasının zahirən bir-birinə uyğun gəlməyən nəzəriyyələrini uzlaşdırmaq üçün bir yol təqdim edir və kainatın təbiətinin daha yaxşı başa düşülməsinə səbəb ola bilər.

Hawking radiasiyasının başqa bir maraqlı nəticəsi onun kosmos tədqiqatları potensialıdır. Qara dəliklər öyrənmək üçün maraqlı obyektlərdir, lakin onlar həm də inanılmaz dərəcədə təhlükəlidirlər. Onların çox yaxınlaşan ulduzları və planetləri parçalaya bilən güclü cazibə qüvvəsi var. Bununla belə, Hawking radiasiyasının kəşfi onu göstərir ki, qara dəliklərin yaydığı enerjidən onlara çox yaxınlaşmadan istifadə etmək mümkün ola bilər. Qara dəliklərin yaydığı enerji kosmik gəmiləri gücləndirmək və kainatı araşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Nəticə:

Hawking radiasiyası, qara dəliklər və kainatın təbiəti haqqında anlayışımızı əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf etdirən maraqlı bir anlayışdır. Bu, qara dəliklərin tamamilə qara olmadığını və hadisə üfüqünün yaxınlığındakı kvant effektləri səbəbindən radiasiya yaya biləcəyini göstərir. Hokinq şüalanması anlayışı geniş şəkildə qəbul edilir və təcrübələrdə müşahidə edilmişdir. Hawking radiasiyasının hesablanması ümumi nisbilik, kvant mexanikası və termodinamika prinsiplərinin birləşməsini tələb edir və bu, onu çətin bir vəzifəyə çevirir.

Hawking radiasiyası ilk dəfə fizik Stiven Hokinq tərəfindən 1974-cü ildə təqdim edilmiş bir anlayışdır. Bu, qara dəliklərin hadisə üfüqünün yaxınlığındakı kvant effektləri səbəbindən radiasiya yayması fikrinə aiddir. Bu konsepsiya əvvəlcə mübahisəli idi, lakin indi geniş şəkildə qəbul edilir və qara dəliklər və kainatın təbiəti haqqında anlayışımızda əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb olmuşdur. Bu yazıda biz Hawking şüalanması anlayışını, onun necə işlədiyini və necə hesablandığını araşdıracağıq.