Diferența dintre gaura neagră și gaura de vierme

Diferența principală - găuri negre vs. găuri de vierme

Găurile negre și gaurile de vierme reprezintă două subiecte fascinante în fizică și în ficțiuni științifice. O gaură neagră este un obiect extrem de dens, cu o cantitate mare de materie și energie. Deci, ele creează câmpuri gravitaționale extrem de puternice care distorsionează spațiul-timp în jurul acestuia. Conceptul de găuri negre este sugerat în teoria relativității generale și a fost un concept teoretic de zeci de ani. In cele din urma, fizicii au fost norocoși să confirme existența găurilor negre după ce au putut detecta undele gravitaționale pentru prima dată, la 14 septembrie 2015. O gaura de vierme este un concept teoretic sugerat de Einstein si Rosen. O gaură de vierme conectează două puncte în spațiu-timp sau două universuri diferite. Oricum, ele există doar în fizica teoretică, până în prezent. Aceasta este principala diferență dintre gaura neagră și gaura de vierme. 

Ce este o gaură neagră

Stelele sunt instalații termonucleare naturale imense în univers. Găurile negre, piticii albi și stelele neutronice sunt câteva rezultate posibile ale unei stele care se prăbușește. Deci, ar trebui să înțelegeți clar originea stelelor pentru a înțelege formarea găurilor negre.

După Big Bang, problema era aproape în formă de protoni, electroni și alte nuclee ușoare. Acestea pluteau în tot universul la fel ca un gaz. Odată cu răcirea universului, forțele gravitaționale puteau aduce împreună unele dintre aceste particule și s-au format nori gazoși uriași. Pe măsură ce forțele gravitaționale au atras problema în nori, particulele s-au apropiat și mai aproape. Deci, energia cinetică a particulelor a crescut. Temperatura a crescut continuu pe măsură ce norii se contractau. În cele din urmă, temperatura internă a atins aproximativ 7K, iar densitatea unui astfel de nor a fost extrem de ridicată. Deci, norii care se prăbușesc au ajuns la condițiile esențiale pentru reacțiile de fuziune nucleară și s-au născut stele.

Dar, după consumarea combustibilului de fuziune al stelei, masa stelei se contractează într-un volum foarte mic de către forțele gravitaționale ale stelei, deoarece presiunea de căldură și radiație rămasă nu este suficientă pentru a echilibra propriile forțe gravitaționale. Rezultatul este o minge extrem de densă. Apoi, steaua devine fie o pitică albă, fie o stea neutronică, fie o gaură neagră, în funcție de masa ei. O stea având o masă mai mică de 1,4 masa solară devine un pitic alb. Stele care au mai mult de aproape trei mase solare vor deveni găuri negre printr-o altă scenă astronomică. Stele având o masă mai mare de 1,4 mase solare, dar mai puțin de 3 mase solare devin stele neutronice.

Centrul unei găuri negre este cunoscut sub numele de singularitate. Suprafața unei găuri negre se numește orizontul evenimentelor. Raza unei găuri negre sferice ne-rotative este direct proporțională cu masa sa. Se poate calcula folosind ecuația. Găurile negre sunt clasificate în găuri negre supermassive, găuri negre stelare și găuri negre. Dacă obiectul original al unei găuri negre se rotea, înainte de colaps, gaura neagră rezultată ar fi și o gaură neagră rotativă.

Densitatea de masă și de energie a unei găuri negre este extrem de ridicată, iar gravitatea în interiorul și în jurul lor este incredibil de mare. Deci, nimic din interiorul orizontului evenimentului nu poate scăpa la exterior. Ca rezultat al forțelor gravitaționale extraordinare, găurile negre sunt foarte greu de detectat deoarece lumina chiar nu le poate lăsa.

Ce este o gaură de vierme

Conceptul de gauri de vierme este un subiect foarte popular în ficțiunile științifice sau în sci-fi. Conceptul a fost sugerat de Albert Einstein și Rosen după studierea teoriei relativității. Deci, uneori găurile de vierme sunt numite poduri Einstein - Rosen. Analizând soluțiile matematice în teoria gravitației lui Einstein, teoreticienii încă prevăd posibilitatea existenței găurilor de vierme.

Pur și simplu, o gaură de vierme este un concept teoretic care conectează două puncte în spațiu-timp. Calea printr-o gaură de vierme este foarte scurtă în comparație cu orice altă cale în spațiul-timp convențional. Deci, găurile de vierme sunt comenzi rapide în spațiu-timp.

O gaura de vierme are doua guri si un gat (un tub). Gâtul este o scurtătură sau un tunel care leagă cele două guri. Teoretic, o gaură de vierme ar putea conecta două puncte diferite în univers sau în două universuri. Conform soluțiilor obținute în relativitatea generală, pot exista gauri de vierme, dintre care cele două guri se deschid în două găuri negre diferite. Oricum, găurile negre formate de stele colapsate nu pot crea găuri de vierme.

Dacă într-adevăr există, există mai multe avantaje fascinante asociate cu ele. Acestea ar oferi comenzi rapide prin spațiu. Ei ar permite revenirea în trecut. Pur și simplu, unii teoreticieni spun că găurile de vierme ar fi atât comenzi rapide, cât și mașini de timp.

Există două tipuri principale de gauri de vierme, și anume, Găurile de vierme găurii și Lobe de vierme de vierme. Din păcate, nimeni nu a văzut nicio gaură de vierme în spațiul real; ele încă mai există doar în calcule teoretice și filme. Dacă într-adevăr există, un călător care trece prin ele va trebui să se confrunte cu două provocări: mărimea gurii unei gauri de vierme și durata sa de viață. Dimensiunea sau diametrul unei gauri de vierme poate fi de aproximativ 10^-33 m și durata de viață a găurilor de vierme poate fi foarte scurtă. Deci, dacă există, nu există niciun avantaj practic pentru un călător de timp ca o scurtătură prin spațiu.

Cu toate acestea, unele studii au arătat că materia exotică ar putea menține găurile de vierme neschimbate și statice pentru o perioadă mai lungă de timp. Materia exotică nu este materie obișnuită, antimaterie sau materie întunecată. Densitatea energetică a materiei exotice este negativă. Dar, o problemă practică provine din găsirea unei cantități suficiente de materie exotică. Unii fizicieni spun că soluția ar putea fi acolo în teoria câmpului cuantic.

Până în prezent, nimeni nu a observat nici o gaură de vierme în spațiul real, în timp ce multe studii teoretice se întâmplă.

"Diagrama de încorporare" a unei găuri de vierme Schwarzschild

Diferența dintre gaura neagră și gaura de vierme

Mărimea:

Găuri negre: O gaură neagră se poate răspândi de la mai mulți kilometri la sute de unități astronomice.

Găurile de vierme: Diametrul gurii unei găuri tipice de vierme poate fi în jur de 10^-33m.

Evidențe / Existență:

Găuri negre: Oamenii de știință au observat multe dovezi puternice care confirmă existența găurilor negre. Prima detectare directă a găurilor negre a fost anunțată pe 11/02 / 2016. A fost prima detectare a undelor gravitaționale și a găurilor negre.

Găurile de vierme: Din păcate, până în prezent nu s-au observat dovezi puternice.

Teorii / Concepte:

Găuri negre: Găurile negre se găsesc în teoria relativității speciale, astrofizicii, cosmologiei.

Găurile de vierme: Gauri de vierme se regăsesc în teoria relativității speciale, fizica cuantică, astrofizica, fizica particulelor, cosmologia.

Importanţă:

Găuri negre: Se crede că găurile negre joacă un rol important în evoluția universului. Ele controlează multe obiecte astronomice.

Găurile de vierme: Dacă există găuri de vierme, acestea ar putea fi folosite ca scurtături pentru a călători chiar și milioane de ani lumină într-o perioadă scurtă de timp. În plus, acestea ar permite trecerea timpului înapoi. Oricum, ar fi nevoie de o cantitate mare de materie exotică pentru a le menține statice și neschimbate. O altă problemă este că orice intrare obișnuită ar putea face ca acestea să fie instabile.

cerinţe:

Găuri negre: Găurile negre necesită o masă și o densitate de energie extrem de ridicată.

Găurile de vierme: Energia negativă este necesară pentru a le menține statice și neschimbate.

Alte proprietăți:

Găuri negre: Câmpurile gravitaționale extrem de puternice create de găurile negre distorsionează spațiul-timp în jurul acestuia. Nimic nu poate scăpa de ele din cauza gravitației extreme.

Găurile de vierme: Ele sunt foarte mici și sunt extrem de instabile.

Datorită fotografiei:

"Wormhole" de Kes47 (?) - Fișier: LorentzianWormhole.jpg, (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons