الفلك

ماذا يحدث عندما يدور النجم بسرعة كبيرة؟

ماذا يحدث عندما يدور النجم بسرعة كبيرة؟

بعض النجوم مثل النجم النيوتروني يمكن أن تدور بسرعة كبيرة حوالي 600 مرة في الثانية ، ألن يتمزق النجم؟ على الرغم من أن قوة الجاذبية قوية جدًا ، إلا أن الجاذبية هي الأضعف بين جميع القوى المعروفة وأي نظرية جيدة لماذا تدور النجوم النيوترونية بهذه السرعة ، فهل لها أي علاقة بالمجال المغناطيسي وسحب الغبار المحيطة؟


الهيكل (الكتلة مقابل نصف القطر وملف تعريف الكثافة) هو تتأثر بمعدل دورانها ، ولكن ليس بقدر ما تعتقد.

حتى في الفيزياء النيوتونية ، يمكنك التفكير في عنصر الكتلة $ م $ على سطح نجم الكتلة مليون دولار ونصف القطر $ R $، بالتناوب بسرعة الزاوية $ أوميغا $.

من شروط الاستقرار أن تكون جاذبية السطح قوية بما يكفي لتوفير تسارع الجاذبية لكتلة الاختبار. $$ frac {GMm} {R ^ 2}> m R omega ^ 2 $$ إذا لم يتم استيفاء ذلك ، فقد يتفكك الكائن (الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك لأن الكائن لن يظل كرويًا وسيزداد نصف القطر عند خط الاستواء وما إلى ذلك ، ولكن هذه عوامل عددية صغيرة).

هكذا $$ omega < left ( frac {GM} {R ^ 3} right) ^ {1/2} $$ أو من حيث فترة التناوب $ P = 2 pi / omega $ و حينئذ $$ P> 2 pi left ( frac {GM} {R ^ 3} right) ^ {- 1/2}، $$ هو شرط الاستقرار.

نموذجي 1.4 مليون دولار _ { odot} دولار نجم نيوتروني نصف قطره 10 كم إذن $ P> 0.46 دولار مللي ثانية. سيعطي الحساب النسبي العام المناسب لهذا الحد نتيجة مماثلة ، لكنه يعتمد إلى حد ما على معادلة حالة النجم النيوتروني.

لحسن الحظ ، يمكن إرضاء هذا بسهولة لجميع النجوم النيوترونية المرصودة - يمكنهم الدوران بسرعة كبيرة بسببهم ضخم الجاذبية السطحية وكلها أقل بكثير من حد عدم الاستقرار. أعتقد أن النجم النابض الأسرع المعروف له فترة 1.4 ميلي ثانية.

أنت تسأل أيضًا كيف يمكن للنجوم النابضة الوصول إلى هذه السرعات. هناك فئتان من الشرح لفئتي النجوم النابضة.

يُعتقد أن معظم النجوم النابضة (في البداية على الأقل) نتاج لانهيار مستعر أعظم. ينهار اللب من شيء أصغر قليلاً من نصف قطر الأرض إلى حوالي 10 كيلومترات في جزء من الثانية. يتطلب الحفاظ على الزخم الزاوي زيادة معدل الدوران كعكس نصف القطر تربيع. أي أن معدل الدوران يزيد بعوامل تبلغ مليون أو نحو ذلك.

تدور النجوم النابضة مع تقدم العمر لأنها تحول طاقتها الحركية الدورانية إلى إشعاع ثنائي القطب المغناطيسي. ومع ذلك ، فإن النجوم النابضة الأسرع - "النجوم النابضة بالملي ثانية" "تولد من جديد" ، عن طريق تجميع مادة من رفيق ثنائي. المادة المتراكمة لها زخم زاوي وتراكم هذا الزخم الزاوي قادر على تدوير النجم النيوتروني إلى معدلات عالية جدًا لأنه يحتوي على لحظة صغيرة نسبيًا من القصور الذاتي (لجسم ذو كتلة نجمية).


الموضوعات ذات الصلة: هل من الممكن تفكيك نجم نيوتروني؟

يجب أن يكون الدوران قويًا بما يكفي للتغلب على قوة الجاذبية من أجل حدوث أي شيء. لست متأكدًا من `` التمزق '' ، ولكن إذا تغلب الدوران على سطح الجاذبية ، فسيتم طرد المواد من الجسم ، وهي عملية تُعرف باسم سفك جماعي.

نظرًا لأن النجوم النيوترونية كثيفة للغاية ، فيمكن أن يكون لها قدر كبير من السرعة الزاوية ، مثل النجم النيوتروني فئة النجم النابض المذكور في سؤالك. إذا تمكنت من زيادة السرعة الزاوية للجسم بسرعة دون زيادة الكتلة والكثافة ، فربما يمكنك تمزيقها ، ولكن سيكون من الصعب جدًا القيام بذلك بالنسبة للنجم النيوتروني.


ما السرعة التي يمكن أن تدور بها النجوم؟

أشنار يدور أسرع بكثير من شمسنا. تقع في أسفل يمين كوكبة Eridanus.

كل شيء في الكون يدور. تدور الكواكب الدوارة وأقمارها حول النجوم الدوارة التي تدور حول المجرات الدوارة. إنه يدور على طول الطريق.

فكر في تلك الكرة النارية في السماء ، الشمس. مثل كل النجوم ، تدور شمسنا حول محورها. لا يمكنك معرفة ذلك لأن التحديق في الشمس لفترة كافية سيؤدي إلى تلف مقل العيون بشكل دائم. بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام تلسكوب شمسي لأغراض خاصة لمراقبة البقع الشمسية وغيرها من الميزات على سطح الشمس. وإذا تتبعت تحركاتهم ، فسترى أن خط استواء الشمس يستغرق 24.47 يومًا للدوران مرة واحدة على محورها. على عكس أقطابها الأبطأ التي تستغرق 26.24 يومًا لتتحول.

الشمس ليست كرة صلبة من الصخور ، إنها كرة من البلازما الساخنة ، لذلك يمكن للمناطق المختلفة أن تكمل دورانها بمعدلات مختلفة. لكنها تدور ببطء شديد لدرجة أنها شبه كروية مثالية.

إذا كنت واقفًا على سطح الشمس ، وهو ما لا يمكنك بالطبع ، فستتحول بسرعة 7000 كم / ساعة. هذا يبدو سريعًا ، لكن فقط انتظر.

كيف يقارن ذلك بالنجوم الأخرى ، وما هو أسرع ما يمكن أن يدور حوله النجم؟

نجم الغزل أسرع بكثير هو Achenar ، النجم العاشر الأكثر سطوعًا في السماء ، يقع على بعد 139 سنة ضوئية في كوكبة Eridanus. تبلغ كتلته حوالي 7 أضعاف كتلة الشمس ، لكنه يدور مرة واحدة على محوره كل يومين. إذا كان بإمكانك رؤية أشنار عن قرب ، فستبدو مثل كرة مسطحة. إذا قمت بقياسه من القطب إلى القطب ، فسيكون عرضه 7.6 شمس ، ولكن إذا قمت بالقياس عبر خط الاستواء ، فسيكون عرضه 11.6 شمس.

إذا كنت تقف على سطح Achenar ، فستندفع بسرعة عبر الفضاء بسرعة 900000 كم / ساعة.

أسرع نجم غزل نعرفه هو 25 كتلة شمسية VFTS 102 ، يقع على بعد حوالي 160 ألف سنة ضوئية في سديم الرتيلاء لسحابة ماجلان الكبيرة - وهو مصنع للنجوم الضخمة.

إذا كنت تقف على سطح VFTS 102 ، فستتحرك بسرعة 2 مليون كم / ساعة.

في الواقع ، تدور VFTS 102 بسرعة كبيرة ، وبالكاد يمكنها أن تحافظ على تماسكها. أي أسرع ، وقوة الجاذبية الخارجية ستتغلب على الجاذبية التي تمسك أحشائها ، وستمزق نفسها. ربما لهذا السبب لا نرى أي دوران أسرع لأنهم لا يستطيعون التعامل مع السرعة. يبدو أن هذا هو أسرع ما يمكن أن تدور فيه النجوم.

ملاحظة أخرى مثيرة للاهتمام حول VFTS 102 هي أنه يندفع عبر الفضاء أسرع بكثير من النجوم من حوله. يعتقد علماء الفلك أنه كان ذات مرة في نظام ثنائي مع شريك انفجر على شكل مستعر أعظم ، وأطلقه في الفضاء مثل المنجنيق.

هذا هو مفهوم الفنان عن VFTS 102 ، أسرع نجم دوار تم اكتشافه حتى الآن. الائتمان: NASA و ESA و G. Bacon (STScI)

لا تستطيع النجوم فقط أن تدور. يمكن للنجوم الميتة أن تدور أيضًا ، وهي تأخذ هذا إلى مستوى آخر تمامًا.

النجوم النيوترونية هي ما تحصل عليه عندما ينفجر نجم كتلته أكبر بكثير من كتلة الشمس على شكل مستعر أعظم. فجأة حصلت على بقايا نجمية بضعف كتلة الشمس مضغوطة لأسفل في كرة صغيرة يبلغ قطرها حوالي 20 كم. يتم الاحتفاظ بكل هذا الزخم الزاوي للنجم ، وبالتالي فإن النجم النيوتروني يدور بسرعة هائلة.

أسرع نجم نيوتروني سجل على الإطلاق يدور حوالي 700 مرة في الثانية. نحن نعلم أنه يحول هذا بسرعة لأنه ينفجر حزمًا من الإشعاع التي تكتسح نحونا مثل منارة مجنونة. هذا ، بالطبع ، نجم نابض ، وقمنا بحلقة كاملة عليه.

يمكن أن يتمزق النجم العادي ، لكن النجوم النيوترونية لديها مثل هذه الجاذبية الشديدة ، ويمكنها الدوران بسرعة. بمرور الوقت ، يزيل الإشعاع المتدفق من النجم النيوتروني زخمه الزاوي ، ويتباطأ.

يمكن للثقوب السوداء أن تدور أسرع من ذلك. في الواقع ، عندما يتغذى الثقب الأسود بنشاط من رفيق ثنائي ، أو عندما يلتهم الثقب الأسود الهائل النجوم ، فإنه يمكن أن يدور بسرعة الضوء تقريبًا. تمنع قوانين الفيزياء أي شيء في الكون يدور بسرعة أكبر من سرعة الضوء ، وتتجه الثقوب السوداء إلى حافة القانون دون كسره.

ثقب أسود بقرص تراكمي. الائتمان: ناسا / دانا بيري / SkyWorks Digital

اكتشف علماء الفلك مؤخرًا ثقبًا أسود فائق الكتلة يدور بنسبة تصل إلى 87٪ من السرعة القصوى التي تسمح بها النسبية.

إذا كنت تأمل أن تكون هناك مادة مضادة تكمن هناك ، وتخزن كل تلك الطاقة المستقبلية الثمينة ، يؤسفني أن أقول ، لكن علماء الفلك نظروا ولم يعثروا عليها. تمامًا مثل الجوارب الموجودة في مجففك ، قد لا نكتشف أبدًا أين ذهب كل شيء.


أقراص حول النجوم الأولية: أنظمة الكواكب في التكوين

إن اكتشاف المواد الخام المنتشرة التي يمكن تجميع الكواكب منها أسهل كثيرًا من اكتشاف الكواكب بعد تشكلها بالكامل. من دراستنا للنظام الشمسي ، نفهم أن الكواكب تتشكل من خلال تجميع جزيئات الغاز والغبار في مدار حول نجم حديث التكوين. يتم تسخين كل جسيم غبار بواسطة النجم الأولي الصغير ويشع في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف. قبل أن تتشكل أي كواكب ، يمكننا اكتشاف مثل هذا الإشعاع من جميع جزيئات الغبار الفردية المنتشرة والتي من المقرر أن تصبح أجزاء من الكواكب. يمكننا أيضًا اكتشاف الصورة الظلية للقرص إذا كانت تمنع الضوء الساطع القادم من مصدر خلفه (الشكل 1).

الشكل 1: أقراص حول النجوم الأولية. تظهر صور تلسكوب هابل الفضائي هذه أربعة أقراص حول النجوم الفتية في سديم الجبار. شوهدت الأقراص المظلمة والمغبرة مظللة على الخلفية الساطعة للغاز المتوهج في السديم. يبلغ حجم كل صورة حوالي 30 ضعف قطر نظامنا الكوكبي ، وهذا يعني أن الأقراص التي نراها هنا تتراوح في الحجم من ضعفين إلى ثمانية أضعاف مدار بلوتو. الوهج الأحمر في مركز كل قرص هو نجم شاب لا يزيد عمره عن مليون عام. تتوافق هذه الصور مع المرحلة في حياة النجم الأولي الموضحة في الجزء (د) من الشكل 7 في تكوين النجم. (الائتمان: تعديل العمل من قبل مارك ماكوجرين (معهد ماكس بلانك لعلم الفلك) ، سي.روبرت أوديل (جامعة رايس) ، ووكالة ناسا)

بمجرد أن تتجمع جزيئات الغبار معًا وتشكل بعض الكواكب (وربما بعض الأقمار) ، تختفي الغالبية العظمى من الغبار في الأجزاء الداخلية للكواكب حيث لا يمكننا رؤيتها. كل ما يمكننا اكتشافه الآن هو الإشعاع الصادر من الأسطح الخارجية ، والتي تغطي مساحة أصغر بشكل كبير من القرص الضخم المليء بالغبار الذي تشكلت منه. وبالتالي فإن كمية الأشعة تحت الحمراء تكون أكبر قبل أن تتحد جزيئات الغبار لتكوين كواكب. لهذا السبب ، يبدأ بحثنا عن الكواكب بالبحث عن الأشعة تحت الحمراء من المواد المطلوبة لصنعها.

يبدو أن قرص الغاز والغبار جزء أساسي من تكوين النجوم. تظهر الملاحظات أن جميع النجوم الأولية الصغرى تقريبًا بها أقراص وأن حجم الأقراص يتراوح من 10 إلى 1000 وحدة فلكية. (للمقارنة ، يبلغ متوسط ​​قطر مدار بلوتو ، والذي يمكن اعتباره الحجم التقريبي لنظامنا الكوكبي ، 80 وحدة فلكية ، بينما يبلغ القطر الخارجي لحزام كويبر للأجسام الجليدية الأصغر حوالي 100 وحدة فلكية). تحتوي هذه الأقراص عادةً على 1-10٪ من كتلة شمسنا ، وهي أكثر من كتلة جميع الكواكب في نظامنا الشمسي مجتمعة. تظهر مثل هذه الملاحظات بالفعل أن جزءًا كبيرًا من النجوم يبدأ حياتها بما يكفي من المواد في المكان المناسب لتشكيل نظام كوكبي.


أسرع نجم غزل في المجرة

اكتشف عالم فلك أسرع نجم دوار معروف في مجرتنا ... وهو دوّار. إنه يدور بسرعة مذهلة لا تقل عن 540 كيلومترًا في الثانية. في الواقع ، إذا كان يدور بسرعة أكبر ، فسوف يمزق نفسه!

يُطلق على النجم اسم LAMOST J040643.69 + 542347.8 ، لكن دعنا نطلق عليه اسم J0406 للاختصار. تقع على بعد حوالي 30 ألف سنة ضوئية منا ، باتجاه الحافة الخارجية للمجرة. LAMOST هو مسح للسماء يتم إجراؤه في الصين وينظر إلى مناطق واسعة من السماء ويأخذ أطياف منخفضة الدقة للأجسام الفلكية. هذا يعني أنه يقسم الضوء إلى آلاف الشرائح الفردية من الألوان ، والتي بدورها يمكن أن تخبرنا كثيرًا عن خصائص الكائن: مدى سرعة تحركه نحونا أو بعيدًا عنا ، ومدى سخونته ، وما يتكون منه ، و- بشكل حاسم في هذه الحالة - مدى سرعة دورانه.

المزيد من علم الفلك السيئ

في هذه الحالة ، كان الفلكي يبحث عن نوع خاص من النجوم عندما لاحظ أن نجمًا واحدًا له طيف غريب ، مع ميزات غير عادية مرتبطة بالدوران السريع. أشار القياس الدقيق إلى أن سرعة دوران النجم الهائلة تبلغ 540 كيلومترًا في الثانية.

هذا سريع. دوران الشمس عند خط الاستواء 2 كيلومتر في الثانية ، لذلك هذا النجم يدور بسرعة 270 مرة أسرع من الشمس!

النجم LAMOST J040643.69 + 542347.8 (السهم) ، أسرع نجم دوار معروف في مجرة ​​درب التبانة. الائتمان: DSS2 / علاء الدين

يجب أن أشير إلى أنه تم العثور على نجمين في مجرة ​​قريبة تدوران بسرعة تزيد عن 600 كيلومتر في الثانية ، لكن J0406 هو أسرع محرك دوار معروف في مجرة ​​درب التبانة ، لنا المجرة. [ملاحظة (تمت الإضافة في الساعة 16:00 بالتوقيت العالمي المنسق في 08 يوليو 2020): يشير زميلي سكوت مانلي إلى أن النجوم النيوترونية تدور بشكل أسرع أيضًا. لم أكن أحسبهم لأنني كنت أفكر في النجوم "العادية" ، تلك النجوم مثل الشمس التي لا تزال تدمج العناصر في نواتها. النجوم النيوترونية هي نوى النجوم الضخمة التي انفجرت. يمكنهم الدوران بالقرب من سرعة الضوء عند خط الاستواء! لذا يجب أن أكون واضحًا: J0406 هو أسرع نجم دوار مثل الشمس في المجرة.]

J0406 هو ما نطلق عليه نجم O ، أحد أضخم النجوم وأكثرها سخونة. كتلته وحجمه غير معروفين لكنهما لائقان (رغم ذلك جدا تقدير تقريبي هو أنه 20 مرة كتلة الشمس و 10 أضعاف الحجم. بالنظر إلى ذلك ، عند هذه السرعة ، سيستغرق الأمر أقل من يوم للدوران مرة واحدة. تستغرق الشمس قرابة الشهر! إذاً هذا النجم يدور حوله.

صورة فعلية للنجم الساطع Altair ، وهو يدور بسرعة كبيرة ويصبح مفلطحًا أو مسطحًا. الائتمان: Ming Zhao ، جامعة ميشيغان

في الواقع ، إنه يدور بسرعة كبيرة لدرجة أن قوة الطرد المركزي عند خط الاستواء قوية جدًا. اللعب بالأرقام (والاعتراف مرة أخرى أنني أخمن الحجم والكتلة) ، القوة الى الخارج بسبب الدوران هو جزء كبير من القوة إلى الداخل بسبب الجاذبية. هذا يعني أن النجم يجب أن يكون مسطحًا بشكل كبير ، أضيق كثيرًا عبر القطبين منه عبر خط الاستواء الذي نسميه مفلطح. شمسنا هي كرة مثالية تقريبًا ، لكن هذا النجم يجب أن يبدو مثل كرة الشاطئ التي جلس عليها شخص ما.

حفنة من النجوم سريعة الدوران قريبة وكبيرة بما يكفي للتصوير باستخدام تقنيات خاصة ، ويمكن رؤيتها مفلطحة بشكل مرئي ، وكذلك أكثر قتامة عند خطوط الاستواء ، وهو تأثير يسمى التعتيم الثقالي. الائتمان: Monnier et al. عبر CHARA

هناك دليل خفي على هذا في الطيف أيضًا ، مما يشير إلى أن الجاذبية عند القطبين أعلى منها عند خط الاستواء. يؤدي هذا أيضًا إلى تأثير يسمى التعتيم الثقالي: فكلما زادت الجاذبية في القطبين تضغط الغاز هناك وتسخنه وتجعله يلمع أكثر. لو كنت قريبًا من هذا النجم ، يا له من منظر سيكون! على شكل بيضة ، وأغمق حول الوسط منها عند القطبين. عجيب.

بالمناسبة ، ربما لا يمكن لهذا النجم أن يدور أسرع من هذا. إذا حدث ذلك ، فستكون القوة الخارجة عند خط الاستواء أقوى من الجاذبية ، والمواد هناك ستطير. سوف يدور حرفيا عن نفسه.

عمل فني يصور نجمًا يدور بسرعة كبيرة بحيث يصبح مفلطحًا أو مفلطحًا ويقذف المواد بعيدًا عن خط الاستواء. الائتمان: NASA و ESA و G. Bacon (STScI)

السؤال هو ، كيف استطاع هذا النجم أن يدور بهذه السرعة؟ الإجابة الأكثر ترجيحًا هي أنه كان لديه أو كان لديه رفيق ثنائي ، ونجم آخر يدور حوله عن كثب. في هذه الحالة ، قد يؤدي المد والجزر إلى دوران النجمين ، حيث يتم نقل الطاقة المدارية للرفيق إلى النجم. إذا كانت النجوم قريبة جدًا ، يمكن أن تنتقل المادة من أحدها إلى الأخرى ، وحيث أنها تدور في حلزوني ، فإنها ستسرع من دوران النجم أيضًا.

ومع ذلك ، على الرغم من البحث ، لم يتم العثور على دليل على وجود نجم مرافق. هذا الجزء رائع على الرغم من أن النجوم الأكثر ضخامة تتقدم في العمر بسرعة أكبر من النجوم الأقل ضخامة. النجم الأكثر ضخامة في ثنائي قريب سوف يتوسع إلى عملاق أحمر عملاق ويلقي الكثير من المادة على النجم الثاني ، ثم ينفجر على شكل مستعر أعظم. عندما يحدث ذلك ، فإن النجمة الثانية ستقذف بعيدًا مثل صخرة من حبال ، مرسلة إياها تتحرك عبر الفضاء بسرعة عالية. كما يحدث ، يكشف طيف J0406 أنه يتحرك بالفعل بسرعة كبيرة عبر المجرة ، تمامًا كما تتوقع إذا انفجر ذات مرة رفيق هائل.

لذلك كل القطع تناسب. إنه أمر مضحك: بالعين ، إنه مجرد نجم آخر ضاع بين آلاف الآخرين في صورة السماء. لكن حسب الطيف ، إنها قصة مختلفة تمامًا. هذا صحيح لكل نجم لديهم جميعًا قصة يروونها. في هذه الحالة ، على الرغم من ذلك ، إنها قصة رفيق انفجرت منذ فترة طويلة ، وقذيفة مدفع تصرخ عبر المجرة ، ودوران قوي للغاية ، يتم تسطيح النجم بشكل كبير وتغميقه بشكل غريب عند خط الاستواء.

الكون مكان غريب. هذا أحد الأسباب التي تجعل استكشافه ممتعًا للغاية.


أسوأ الأخطاء التي يمكنك ارتكابها في فصل تمارين ركوب الدراجات الداخلي

الجزء الأصعب من دروس ركوب الدراجات في الأماكن المغلقة ليس التسلق. إنه يتجنب العديد من المتغيرات (ارتفاع المقعد ، المقاومة ، الوضعية!) التي يمكن أن تعبث بشكلك ، وكفاءتك ، وتمرينك العام.

سواء كنت جديدًا في ركوب الدراجات أو كنت محترفًا في الغزل ، فمن السهل جدًا أن تفسد بعض جوانب هذا التمرين القاتل & # x2014 وقد لا تدرك ذلك حتى. للتأكد من أنك تعمل على عضلاتك مفترض للعمل ومنع الإصابة ، تجنب ارتكاب الأخطاء التي يراها المدربون كثيرًا. (انتظر ، هل ركوب الدراجات في الأماكن المغلقة تمرين جيد حقًا؟)

أنت لا تلبيس الجزء

سروالك فضفاض للغاية. اترك التعرق الفضفاض في المنزل & # x2014form-fitting Leggings هي أفضل رهان لك على الدراجة ، كما تقول ماريون رومان ، المدير العام لدورة بيلوتون. على الرغم من أن معظم الدراجات مصممة بحيث لا يعلق القماش في ذراع الكرنك ، إلا أنه من المزعج أن تتدحرج الملابس أثناء ركوبك للإيقاع ، كما تقول. & quot ناهيك عن أن ركوب الدراجات هو تمرين تفوح منه رائحة العرق & # x2014 آخر شيء تريده هو نسيج إضافي معلق من جسمك. & quot

صدريتك الرياضية ضعيفة. من المؤكد أن فصل التدريبات (راجع جميع الفئات لا تستخدم دراجات الغزل & # x2014a علامة تجارية مسجلة) ليس له تأثير (أنت لا تقصف الرصيف كما تفعل في الجري) ، ولكن هناك الكثير من الحركة التي يمكن أن تصنع ثدييك ، جيدًا و وثب، ارتداد. يقترح Roaman ارتداء حمالة صدر رياضية فائقة النعومة للحفاظ على راحة فتياتك.

صأحذيتنا aren & apost مقصوص. & quot؛ تتيح لك أحذية ركوب الدراجات الاتصال مباشرة بالدواسة ، مما يوفر لك ضربة أكثر أمانًا حتى تتمكن من نسيان قدميك والتركيز على أنفاسك وشكلك وعملك ، كما يقول جوناثان كارلوتشي ، مدرب رئيسي في Revolve Fitness.يمنحك النعل الصلب أيضًا مزيدًا من الكفاءة على الدراجة ، مما يساعدك على تحقيق أقصى استفادة من التمرين. & quot ؛ وبمجرد أن تقوم بقصها ، تأكد من أنك & aposre الدواسة بشكل صحيح & # x2014 ، يجب أن تظل قدميك مسطحة ومحايدة ، بدلاً من توجيه أصابع القدم لأسفل ، والتي يمكن أن تسبب التوتر في أسفل ظهرك. إذا وجدت نفسك تفعل ذلك ، يقترح كارلوتشي الضغط لأسفل في الكعب لتسوية الأشياء.

الإعداد الخاص بك كله خطأ

لقد ظهرت في الوقت المحدد. الحضور قبل دقيقتين ، أو تمامًا حيث أن فصل تمرين الغزل على وشك البدء ، لا يسمح Apost بأي وقت لحزم أغراضك بعيدًا ، أو الاستيلاء على الأوزان المناسبة ، أو إعداد دراجتك بشكل صحيح. يقول كارلوتشي إنه أحد أكبر الأخطاء التي يمكن أن ترتكبها. في المرة القادمة التي تضيف فيها فصلًا إلى التقويم ، اضبطه ليبدأ قبل 15 دقيقة حتى تصل مع متسع من الوقت للوقوف دون الشعور بالجنون. (ذات صلة: 10 طرق للحصول على فئة أفضل لركوب الدراجات في الأماكن المغلقة)

مقعدك منخفض جدا. سواء كنت مبتدئًا في تمرينات الغزل أو محترفًا متمرسًا ، إذا لم تأخذ الوقت الكافي لتعلم الإعداد المناسب ، فأنت تسأل عن عدد لا يحصى من المشاكل & # x2014 بما في ذلك الإصابة. "إذا كنت قد استيقظت يومًا ما في اليوم التالي لدرس ركوب الدراجات وشعرت أن هناك ألمًا شديدًا في وركيك وركبتيك ، فمن المحتمل أن يكون الجلوس منخفضًا جدًا هو السبب ،" يقول كارلوتشي. ناهيك عن أن السرج المنخفض للغاية يجعلك تفقد نطاق الحركة في ضربة الدواسة ، كما يقول ، مما يعني أنك لا تحقق أقصى استفادة من كل خطوة وتغيير فترة التمرين.

بدلاً من ذلك ، تأكد من أن تطلب من معلمك العثور على الإعداد المناسب لطولك. قاعدة سريعة: قف بجانب الدراجة وضع المقعد ليصطدم بارتفاع عظم الفخذ ، كما تقول كيت هيكل ، المدربة الرئيسية ونائبة رئيس التوظيف في Flywheel Sports. & quot؛ بمجرد أن تجلس على السرج ، تأكد من أنه يمكنك الوصول إلى الجزء السفلي من شوط الدواسة بركبة مثنية قليلاً وقدم مسطحة. & quot ؛ تحتوي معظم الدراجات على رقم مرتبط بإعدادات المقعد ، لذا قم بتدوين رقمك حتى تتمكن من إجراء التعديلات بسهولة رحلتك القادمة.

لقد اتبعت قياس الكوع إلى الإصبع لإعداد مقودك. عند محاولة معرفة المسافة الصحيحة بين السرج والمقود (لذلك ، المكان الذي سيذهب فيه جسمك) ، تجاهل قياس المرفقين. & quotIt لا يعمل & apost لأن أذرعنا ليست دائمًا في نفس النسبة مع جذوعنا ، & quot يشرح كارلوتشي. يقول هيكل إنه من الشائع جدًا أن يتراجع الدراجون كثيرًا إلى الوراء. & quot هذا يشجع على التقريب غير المرغوب فيه في الخلف والميل إلى الارتداد ، مما يتسبب في رحلة غير فعالة ، & quot كما تقول. لاختيار المكان المثالي ، اقفز على الدراجة واضبط من هناك. & quot ؛ تأكد من أنك قريب بما يكفي لإمساك المقود بشكل مريح & # x2014 لا يجب أن يضطر الرسول إلى الاندفاع من أجلهم ، ولا يجب أن يشعر جسمك بالضغط بين المقود والسرج ، كما يقول كارلوتشي.

ارتفاع المقود خاطئ أيضًا. هل يمكنك معرفة مدى أهمية إعداد الدراجة لفصول تمارين الغزل حتى الآن؟ يقول Hickl أنه فيما يتعلق بالارتفاع ، فإن الراحة هي ما يهم حقًا. & quot عندما تكون المقاود عالية ، يكون الفارس أكثر استقامة واستطالة من خلال العمود الفقري والخصر ، ومن الأسهل إبقاء الكتفين بعيدًا عن الأذنين ، 'كما تقول. إذا كنت ترغب في تمرين عضلات البطن الإضافي ، اجعلها أقرب إلى ارتفاع السرج. & quot عندما تكون المقاود منخفضة ، يجب على الراكب أن يعمل على تقليل التقريب في الخلف & # x2014 يتطلب قدرًا كبيرًا من قوة البطن طوال الرحلة للحفاظ على الشكل المناسب. & quot ؛ بغض النظر عن أي شيء ، لا تضعها على ارتفاع أقل من ارتفاع مقعدك & # x2014 التي ستضعها يقول رومان إن الضغط غير الضروري على الفخذ ويسبب الكثير من الضغط على أسفل الظهر والكتفين.

ارتطمت ركبتك بمكابح الطوارئ. يوضح هيكل أن هذا يعني أنك تتقدم بعيدًا جدًا. القيام بذلك & # x2014 سواء كنت داخل السرج أو خارجه & # x2014 يعني أنك تغرق في مفاصلك ، وينتهي بك الأمر إلى وضع وزنك في فخذيك أو ذراعيك بدلاً من إشراك قلبك. الحل؟ ادفع الوركين والغنائم للخلف بحيث يكون وزنك فوق السرج مباشرة.

النموذج الخاص بك يحتاج إلى عمل

أنت لا تتابع التمرين. يقوم مدربك بإعدادك لتحقيق النجاح المليء بالعرق ، لذا استمع عن كثب لتحديد مقدار المقاومة التي يجب أن تكون على عجلة القيادة أثناء تمرين تمرين الدوران. & quot؛ سيصف المدرب الجيد التضاريس التي تركبها & # x2014a طريق مسطح أو تل ثقيل ، على سبيل المثال & # x2014 وكم يجب أن تعمل بجد ، & quot؛ يقول كارلوتشي. هذا ليس المكان المناسب للسير على إيقاع الطبلة الخاصة بك. التزم بالتعليمات ومن المحتمل أن تشعر بتحسن عقلي أيضًا ، حيث يتم إعداد العديد من الفصول الدراسية & quot؛ كحزمة & quot لتعزيز الصداقة الحميمة للفريق. (جرب تمرين ركوب الدراجات في المنزل عندما تريد توفير بعض النقود.)

هذه المقاومة منخفضة للغاية. & quot؛ في كثير من الأحيان أرى أشخاصًا يركبون بمقاومة قليلة جدًا ، & quot؛ يقول كارلوتشي (نعم ، من الواضح أنه عندما تفعل ذلك). & quot المقاومة هي المكان الذي يحدث فيه السحر. إذا كنت تتطلع إلى حرق السعرات الحرارية ، يمكنك القيام بذلك عن طريق التغلب على المقاومة ، عن طريق زيادة التحدي الخاص بك ، عن طريق زيادة ناتج التمرين. & quot ؛ بمعنى آخر ، كلما حركت هذا المقبض إلى اليمين ، زادت قوتك. ناهيك عن أن المقاومة المنخفضة للغاية تجعل إيقاعك سريعًا للغاية ، مما يعرضك لخطر الإصابة بالمفاصل التالفة. كيف يمكنك أن تعرف أن هناك عددًا لا يكفي من الحركات أثناء فصل تمرين الغزل؟ & quot إذا كان الوركين يرتدان أو كانت الدواسة فضفاضة للغاية أو خرج حذائك من المقطع ، فهذه علامات أكيدة ، & quot.

على الجانب الآخر ، قد تكون مقاومتك عالية جدًا. إذا كان بإمكانك أن تتطابق مع ضربة الدواسة مع إيقاع الموسيقى ، أو ابقَ ضمن نطاق عدد الدورات في الدقيقة الذي يقوم معلمك بتدريبه ، فقم بإدارة هذا المقبض إلى اليسار حتى تتمكن من ذلك. & quot إذا كان معلمك يدربك على الشعور بضيق التنفس والعمل الجاد أثناء مواكبة الإيقاع ، فيجب أن تكون مقاومتك عالية ، كما يقول رومان. & quot إذا طلبوا منك أن تأخذ الأمر ببساطة مع الإصرار على الإيقاع ، فيجب أن يكون خفيفًا. & quot

أنت تقذف مرفقيك للخارج أثناء & quottap العودة. & quot إنها & aposs واحدة من أكثر الحركات شيوعًا في فصول تمارين الغزل هذه الأيام ، وهي مصممة لتنشيط عضلات الأرداف والجوهر عن طريق دفع الوركين للخلف ، ووضعها فوق السرج دون الجلوس بالكامل. ولكن إذا قمت بقذف مرفقيك إلى جانبيك (دعنا نكون صادقين ، فعادة ما يتم ذلك لإبراز الحركة عندما تشعر بالموسيقى) ، فإنك تضيف التوتر إلى كتفيك وتزيل بعضًا من تأثير التمرين على الغنائم ، كما تقول رومان. بدلًا من ذلك ، حافظ على ذراعيك بالقرب من جانبيك ، مع انحناء طفيف في الكوع ، أثناء النقر للخلف.

أنت تحتفل بشدة على الدراجة. لقد حصلنا على & # x2014a قائمة تشغيل موسيقى الروك & apos التي تجعلك ترغب في ركوب تلك الدراجة مثلها في عام 1999. لكن التأرجح من جانب إلى آخر يؤدي إلى عدم توازن جسمك ، مما يضطرك إلى الإمساك بالمقود بإحكام. بدلاً من ذلك ، قم بتوجيه هذه الطاقة إلى مطابقة إيقاعك تمامًا مع الإيقاع (وادفع المقاومة إذا كان ذلك يبدو سهلاً للغاية) & # x2014 وأضف القليل من الضجة للحصول على مقياس جيد.

أنت تمسك بالمقود. هؤلاء الأطفال موجودون هناك من أجل الاستقرار وليس الدعم. يقول كارلوتشي إن الاعتماد عليهم لدعم وزنك يزيلك من جوهر العمل الرباعي الذي تقوم به بعد ذلك. قم برفرفة أو ثني أصابعك أثناء الأجزاء الصعبة (نحن نفعل ذلك كثيرًا أثناء الركض السريع خارج السرج) للتحقق من النموذج طوال الفصل.

أنت لا تضغط على الدواسات. كل شيء يتعلق بإيجاد التوازن المثالي في ضربة الدواسة لجعل خطوتك فعالة قدر الإمكان. & quot؛ إذا كنت تضغط لأسفل ، فأنت ترهق عضلاتك ، & quot ؛ يقول هيكل. ستحدث السكتة الدماغية بشكل طبيعي ، لذلك إذا ركزت على رفع القدم المقابلة ، فستقوم بإشراك أوتار الركبة وعضلات المؤخرة ، وتحقيق التوازن بين العمل في ساقيك من الأمام إلى الخلف. يمنحك المطرقة في العمل مزيدًا من القوة.

أنت لا تدع الموسيقى تحركك. & quot؛ سيعلم المدرب الجيد كيفية تنظيم قائمة تشغيل تكون صحيحة مع نفسه ، بينما يجذب في الوقت نفسه أكبر عدد ممكن من الجمهور ، & quot؛ يقول كارلوتشي. & مثل الوجبة الجيدة ، يجب أن تحتوي على نكهات متعددة. إنهم يعرفون كيفية تحسين الصياغة الموسيقية والديناميكيات فيما يتعلق بالنشاط البدني على الدراجة ، ويبدو أنهم يتحكمون في هذا الإيقاع. & quot ؛ لذا إذا لم تكن تتمايل حقًا مع الألحان ، فجرّب فصلًا جديدًا لتمارين الدوران حتى تنقر مرة واحدة. ستغادر تشعر بأنك أكثر نشاطًا.

أنت تتخطى الامتداد. يعد هذا أحد أهم أجزاء التمرين ، لذا فإن إلغاء الاشتراك يؤدي إلى بدء قفزة في عملية الاسترداد. بالإضافة إلى ذلك ، إنه أمر مزعج. "إنك تفتح الباب وتترك كل هذا الضوء يتدفق إلى غرفة مظلمة ، مما يعطل تلك التجربة التي يعمل المعلم بجد لخلقها ،" يقول كارلوتشي. إذا وجدت نفسك تفعل هذا على المستوى العادي ، ففكر في الالتحاق بفصل سابق حتى تشعر بأزمة وقت أقل. وإذا احتجت إلى المغادرة مبكرًا لشيء غير متوقع ، فما عليك سوى إرسال إشارة للمدرب بأنك "موافق" وإلا فسيقلقونك من الإصابة.

أنت تتغاضى عن الجزء العلوي من جسمك

أنت تبخل على الأوزان. فقط لأنك ترفع من وزن واحد إلى ثلاثة أرطال لا يعني أن عضلاتك سترتجف وسترتجف. & quot؛ اذهب للحصول على وزن يتسم بالتحدي ، ولكنه مستدام ، & quot ؛ يقول كارلوتشي. & quot في البداية ، قد يكون الوزن مريحًا ، ولكن في النهاية ، يجب أن تكون خاضعًا للضريبة وجاهزًا لإنجازه. & quot ؛ بمعنى آخر ، إذا لم تكن تتوسل عقليًا ليكون الممثل الأخير (بينما لا تزال قادرًا على الحفاظ عليه بشكل جيد) ، حاول الارتقاء إلى مستوى الوزن التالي. ومع ذلك ، يوصي Roaman بعدم تجاوز ستة أرطال لهذا التمرين. & quot؛ تعتبر الأوزان التي يبلغ وزنها اثنان أو ثلاثة أرطال في كل يد مثالية لمجموعة لطيفة ومتناسقة من عمل الذراع ، & quot كما تقول. & quot إذا تجاوزت ذلك ، فمن المحتمل أن تبدأ في السحب من أسفل الظهر والرقبة والكتفين والتضحية بالشكل المناسب. & quot

أنت تخرج مرفقيك أثناء عمل العضلة ثلاثية الرؤوس. إنهم عنصر أساسي في كل فصل من دروس تمارين الدوران ، ولكن إذا أخطأت في القيام بها ، فستفقد عملية شد العضلات. ابدأ بمرفقيك بزاوية 90 درجة ، الوزن خلف رأسك مباشرة. أثناء قيامك بالخفض والتمديد ، اجعل مرفقيك قريبين من رأسك & # x2014 نود التفكير في رعي آذاننا ، كمرجع & # x2014 لتحقيق أقصى استفادة من كل مندوب.

تحبس أنفاسك. تذكر أن عضلاتك تحتاج إلى التنفس أيضًا. تنفس من خلال أنفك أثناء الجزء اللامركزي من التمرين (عندما تقوم & quot؛ تحرير & & quot؛ العضلات أثناء التكرار) ، وأخرج من خلال فمك أثناء الجزء المتحد المركز ، عندما تقوم العضلة بأصعب جزء من الحركة.

أنت تتوقف عن الدواسة ولا تزيل كل المقاومة. ينصب التركيز على الجزء العلوي من جسمك خلال هذا الجزء ، لكن إيقاف كل الحركة في النصف السفلي سيجعل من الصعب عليك العودة مرة أخرى. يقترح Roaman إبقاء الضوء على المقاومة المتوسطة & # x2014it يجب أن يكون صعبًا للغاية بالنسبة لك لمواصلة الدواسة & # x2014 والتركيز على الحفاظ على قلبك مشغولًا لتحقيق الاستقرار في الجزء العلوي من جسمك أثناء العمل.


اصطدم نجمان وحلا نصف مشاكل الفلك. ماذا الآن؟

طباعة جيدة: التعليقات التالية مملوكة لمن نشرها. نحن لسنا مسؤولين عنها بأي شكل من الأشكال.

كانت سرعة الضوء خبرًا قديمًا (الدرجة: 4 ، ممتع).

رد: (الدرجة: 2)

رد: (الدرجة: 2)

حسنًا ، يبلغ من العمر عامين. لكن هذا قديم في الجاذبية

ليس تماما. قبل عامين ، تم رصد موجات الجاذبية. تقول النظرية أنه يجب أن يسافروا عند "c" ، لكن لم تكن هناك طريقة للتحقق من صحة ذلك.

هذه المرة ، رؤية الضوء في نفس الوقت تقريبًا مثل GWs هي ملاحظة تقول "نعم ، هذه النظرية حول GWs تتحرك بسرعة الضوء هي رتق إلى حد ما على الفور". هذا ما كان المقال يحصل عليه.

رد: (الدرجة: 2)

لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 1)

الأشياء الأكثر كثافة في الكون إلى جانب الثقوب السوداء.

الناس محصنون ضد الضجيج عن طريق النقر. قل "ثاني أكثر الأشياء كثافة في الكون" بدلاً من ذلك.

رد: (الدرجة: 1)

إنه خطأ أيضًا. التفرد في الثقب الأسود كثيف ، ولكن عادةً ما يستخدم مصطلح "الثقب الأسود" لوصفه. حسنًا ، كل شيء من الجزء الأسود إلى الداخل. يزيد نصف قطر شوارتزشيلد (نصف قطر أفق الحدث) الخطي مع الكتلة ، على عكس مقياس الجذر التكعيبي الذي تمتلكه الأجسام الصلبة. للثقب الأسود نصف قطره يساوي متوسط ​​مدار زحل كثافة هواء الغلاف الجوي تقريبًا.

رد: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 3)

رد: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 5 ، بصيرة)

هل هناك "تفرد داخل الثقب الأسود"؟

ربما. لكنها ليست فرضية قابلة للدحض. لا نعرف ، ولا نعرف ما إذا كانت هناك طريقة للمعرفة.

رد: (الدرجة: 2)

هل هناك "تفرد داخل الثقب الأسود"؟

ربما. لكنها ليست فرضية قابلة للدحض. لا نعرف ، ولا نعرف ما إذا كانت هناك طريقة للمعرفة.

أعتقد انه. لقد قرأت مؤخرًا ، تشير الرياضيات الخاصة بكيفية فهمنا للأشياء حاليًا إلى أن الثقب الأسود الذي يدور بسرعة كافية (كائن كير فائق للغاية) من شأنه أن يوفر تفردًا عارياً يمكن ملاحظته بطريقة ما (على سبيل المثال ، عدسة الجاذبية). يكره العديد من الفيزيائيين فكرة وجود أحاديات أحادية عارية ، وفي هذا المستوى قد لا نكون متأكدين من أننا نمتلك الرياضيات الصحيحة. ومع ذلك ، إذا وجدنا ثقبًا أسود / جسمًا يحتوي على تلك الصفات ، فمن المؤكد أنه سيجيب على العديد من هذه الأسئلة أو على الأقل

رد: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 5 ، مثيرة للاهتمام)

تبلغ كثافة النجم النيوتروني حوالي 1e14 جم / سم ^ 3.

الثقب الأسود الذي تبلغ كتلته كتلة الأرض يبلغ نصف قطره حوالي 9 ملم وكثافة حوالي 2e27 ، أي أكثر بعشرة تريليونات مرة من كثافة نجم نيوتروني.

الثقب الأسود الذي تبلغ كتلته كتلة الشمس يبلغ نصف قطره حوالي 3 كيلومترات ، وكثافته حوالي 1.8e16 ، أي أكثف بمئة مرة من نجم نيوتروني.

سيكون للثقب الأسود بكتلة مجرتنا نصف قطر حوالي 0.2 سنة ضوئية ، وكثافة أقل من الهواء.

سيكون للثقب الأسود بكتلة الكون المعروف نصف قطره 13.7 مليار سنة ضوئية ، وكثافة أقل بكثير من أعلى فراغ صنعه البشر على الإطلاق.

رد: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 4 ، مثيرة للاهتمام)

سيكون للثقب الأسود بكتلة الكون المعروف نصف قطره 13.7 مليار سنة ضوئية

. لذلك ، نصف قطر الكون المرئي! هل هناك معنى أعمق لهذا أم أنها مجرد صدفة؟

رد: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 5 ، مثيرة للاهتمام)

. لذلك ، نصف قطر الكون المرئي! هل هناك معنى أعمق لهذا أم أنها مجرد صدفة؟

من غير المحتمل أن تكون مصادفة. عندما يقترب الجسم من أفق حدث الثقب الأسود ، فإن أي ضوء يصدره يخضع لانزياح أحمر ، ويصبح الطول الموجي أطول وأطول كلما اقترب. عندما يعبر أفق الحدث ، ينتقل الطول الموجي إلى ما لا نهاية ، ولا يمكن ملاحظته بعد الآن. هذا هو بالضبط ما يحدث أيضًا على حافة الكون المرئي. إذا كان نصف قطر Schwarzschild للكون أكبر ، فيجب أن نكون قادرين على رؤية المزيد ، والكون المرئي سيكون أكبر أيضًا.

رد: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 3)

يمكننا قياس إشعاع الطول الموجي اللانهائي فقط إذا كان لدينا أرضية عالمية.

رد: (الدرجة: 2)

أرضية عالمية ؟! ما زلت أبحث عن منفذ الطاقة العالمي ، ثنائي أو ثلاثي الشعب!

رقم (الدرجة: 2)

ضمن أفق الحدث ، لا يوجد مسار "خارجي" حرفيًا. لا يعني ذلك أن الوصول إلى هناك ينطوي على انزياح أحمر غير محدود: إنه موجود بالفعل لا يؤدي خارج الجيوديسية. داخل أفق الحدث ، ينحرف الفضاء على نفسه بحيث تؤدي جميع الاتجاهات إلى الداخل بشكل أعمق نحو التفرد.

لديك حرية هائلة في التحرك في الوقت المناسب ، لكن حريتك في التنقل في الفضاء تتقلص بشكل حاد. إنه بالضبط عكس حالة الزمكان خارج أفق الحدث ، wh

رد: (الدرجة: 2)

ص: لماذا يفعل الكتاب هذا؟ (الدرجة: 2)

رد: (الدرجة: 2)

إذن الكون بالتأكيد داخل ثقب أسود؟

مع فهمنا الحالي لعلم الكونيات ، لا أعتقد أن هناك الكثير مما هو "محدد".

رد: (الدرجة: 2)

رد: (الدرجة: 2)

مع فهمنا الحالي لعلم الكونيات ، لا أعتقد أن هناك الكثير مما هو "محدد".

رد: (الدرجة: 1)

تسقط المادة في ثقب أسود وتترك كونًا واحدًا. في عالم آخر يحدث انفجار كبير عندما يتشكل هذا الكون. لذا تتبرعم الأكوان من بعضها البعض ، ونقطة التأسيس هي ثقب أسود.

إعادة: (الدرجة: 2 ، بصيرة)

تسقط المادة في ثقب أسود وتترك كونًا واحدًا. في عالم آخر يحدث انفجار كبير عندما يتشكل هذا الكون. لذا تتبرعم الأكوان من بعضها البعض ، ونقطة التأسيس هي ثقب أسود.

رد: (الدرجة: 1)

تسقط المادة في ثقب أسود وتترك كونًا واحدًا. في عالم آخر يحدث انفجار كبير عندما يتشكل هذا الكون. لذا تتبرعم الأكوان من بعضها البعض ، ونقطة التأسيس هي ثقب أسود

لا ، يقع العبء على الشخص الذي افترض الفكرة أو كما هو معروف أكثر "عبء الإثبات" [justia.com]. من المفيد جدًا معرفة متى يحضر المتدينون على باب منزلك.

بالمناسبة. أول AC كان صحيحًا. من ناحية أخرى ، أنت لست كذلك.

رد: (الدرجة: 2)

لا يتعلق العلم بما قد يبدو واضحًا لشخص واحد. يتعلق الأمر بإثبات ذلك. يجب أن تكون هناك رياضيات لدعمها. إنه جهاز حبكة لطيف لروايات الخيال العلمي ، لكن هذا يتعلق به الآن.

إعادة: (الدرجة: 3 ، مثيرة للاهتمام)

القليل من البحث على Google مع DuckDuckGo حفر هذا

تكيف للنسبية العامة في الستينيات من القرن الماضي ، يسمى نظرية أينشتاين-كارتان-سياما-كيبل للجاذبية ، يأخذ في الاعتبار التأثيرات من ميكانيكا الكم. إنه لا يوفر خطوة نحو الجاذبية الكمية فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى صورة بديلة للكون. يتضمن هذا الاختلاف في النسبية العامة خاصية كمومية مهمة تُعرف باسم الدوران. تمتلك الجسيمات مثل الذرات والإلكترونات دورانًا ، أو الزخم الزاوي الداخلي الذي يماثل المتزلج الذي يدور على الجليد.

في هذه الصورة ، يتفاعل السبين في الجسيمات مع الزمكان ويمنحه خاصية تسمى "الالتواء". لفهم الالتواء ، تخيل الزمكان ليس كقماش ثنائي الأبعاد ، ولكن كقضيب مرن أحادي البعد. يتطابق ثني القضيب مع انحناء الزمكان ، والتواء القضيب يتوافق مع التواء الزمكان. إذا كان القضيب رفيعًا ، يمكنك ثنيه ، لكن من الصعب معرفة ما إذا كان ملتويًا أم لا.

سيكون التواء الزمكان مهمًا فقط ، ناهيك عن ملاحظته ، في الكون المبكر أو في الثقوب السوداء.في هذه البيئات القاسية ، يظهر التواء الزمكان كقوة منفرة تقاوم قوة الجاذبية الجذابة القادمة من انحناء الزمكان. كما هو الحال في النسخة القياسية للنسبية العامة ، ينتهي الأمر بالنجوم الضخمة للغاية بالانهيار في الثقوب السوداء: مناطق من الفضاء لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء ، الهروب منها.

إليكم كيفية حدوث الالتواء في اللحظات الأولى لكوننا. في البداية ، من شأن الجاذبية من الفضاء المنحني أن تتغلب على قوى التواء التنافر ، مما يؤدي إلى انهيار المادة إلى مناطق أصغر من الفضاء. ولكن في النهاية سيصبح الالتواء قويًا جدًا ويمنع المادة من الانضغاط إلى نقطة ذات كثافة لا نهائية ستصل إلى حالة من الكثافة الكبيرة للغاية ولكنها محدودة. نظرًا لأنه يمكن تحويل الطاقة إلى كتلة ، فإن طاقة الجاذبية العالية جدًا في هذه الحالة شديدة الكثافة ستؤدي إلى إنتاج مكثف للجسيمات ، مما يزيد بشكل كبير من الكتلة داخل الثقب الأسود.

ستؤدي الأعداد المتزايدة من الجسيمات ذات الدوران إلى مستويات أعلى من التواء الزمكان. سيوقف الالتواء المثير للاشمئزاز الانهيار ويخلق "ارتدادًا كبيرًا" مثل كرة الشاطئ المضغوطة التي تنطلق إلى الخارج. قد يكون الارتداد السريع بعد هذا الارتداد الكبير هو ما أدى إلى توسع كوننا. تتطابق نتيجة هذا الارتداد مع ملاحظات شكل الكون وهندسته وتوزيع كتلته.

في المقابل ، تشير آلية الالتواء إلى سيناريو مذهل: كل ثقب أسود سينتج كونًا طفلًا جديدًا بداخله. إذا كان هذا صحيحًا ، فإن المادة الأولى في كوننا جاءت من مكان آخر. لذلك يمكن أن يكون كوننا هو الجزء الداخلي من ثقب أسود موجود في كون آخر. مثلما لا يمكننا رؤية ما يحدث داخل الثقوب السوداء في الكون ، فإن أي مراقب في الكون الأصلي لا يمكنه رؤية ما يحدث في عالمنا.

ستحدث حركة المادة عبر حدود الثقب الأسود ، والتي تسمى "أفق الحدث" ، في اتجاه واحد فقط ، مما يوفر اتجاهًا زمنيًا نتصور أنه يتحرك إلى الأمام. وبالتالي ، فإن سهم الزمن في كوننا سيرث ، من خلال الالتواء ، من الكون الأصلي.

يمكن أن يفسر الالتواء أيضًا عدم التوازن الملحوظ بين المادة والمادة المضادة في الكون. بسبب الالتواء ، تتحلل المادة إلى إلكترونات وكواركات مألوفة ، وتتحلل المادة المضادة إلى "المادة المظلمة" ، وهي شكل غامض غير مرئي من المادة يبدو أنه يمثل غالبية المادة في الكون.

أخيرًا ، يمكن أن يكون الالتواء مصدر "الطاقة المظلمة" ، وهي شكل غامض من الطاقة يخترق كل الفضاء ويزيد من معدل تمدد الكون. تنتج الهندسة مع الالتواء بشكل طبيعي "ثابتًا كونيًا" ، وهو نوع من القوة الخارجية الإضافية التي تُعد أبسط طريقة لتفسير الطاقة المظلمة. وبالتالي ، فإن التوسع المتسارع المرصود للكون قد ينتهي به الأمر إلى أن يكون أقوى دليل على الالتواء.

لذلك يوفر الالتواء أساسًا نظريًا لسيناريو يصبح فيه الجزء الداخلي من كل ثقب أسود كونًا جديدًا. يظهر أيضًا كعلاج للعديد من المشكلات الرئيسية لنظرية الجاذبية وعلم الكونيات الحالية. لا يزال الفيزيائيون بحاجة إلى دمج نظرية آينشتاين-كارتان-ساما-كيبل بشكل كامل مع ميكانيكا الكم في نظرية الكم للجاذبية. أثناء حل بعض الأسئلة الرئيسية ، فإنه يثير أسئلة جديدة خاصة به. على سبيل المثال ، ما الذي نعرفه عن الكون الأصلي والثقب الأسود الذي يوجد بداخله كوننا؟ كم عدد طبقات الأكوان الأم لدينا؟ كيف يمكننا اختبار أن كوننا يعيش في ثقب أسود؟

يمكن التحقيق في السؤال الأخير: نظرًا لأن جميع النجوم وبالتالي الثقوب السوداء تدور ، فإن كوننا قد ورث محور دوران الثقب الأسود باعتباره "الاتجاه المفضل". هناك بعض الأدلة التي تم الإبلاغ عنها مؤخرًا من الدراسات الاستقصائية لأكثر من 15000 مجرة ​​على أنه في نصف الكرة الأرضية من الكون ، توجد المزيد من المجرات الحلزونية "اليسرى" ، أو تدور في اتجاه عقارب الساعة ، بينما في النصف الآخر من الكرة الأرضية "اليد اليمنى" ، أو تدور عكس اتجاه عقارب الساعة. على أي حال ، أعتقد أن تضمين الالتواء في هندسة الزمكان هو خطوة صحيحة نحو نظرية ناجحة في علم الكونيات.

إذن هناك نظرية تتنبأ ببروز أكوان جديدة. كما أنها تقدم تنبؤات أخرى ، بعضها قابل للاختبار.

يبدو أن ويكيبيديا (نعم ، أعلم) تقول إنها ليست ميتة تمامًا ، ولكنها فكرة هامشية

أصبح ألبرت أينشتاين مرتبطًا بالنظرية في عام 1928 أثناء محاولته الفاشلة لمطابقة الالتواء مع موتر المجال الكهرومغناطيسي كجزء من نظرية المجال الموحد. قاده هذا الخط الفكري إلى نظرية التوازي عن بُعد ذات الصلة ولكن المختلفة. [3]

قام كل من دينيس سياما [4] وتوم كيبل [5] بإعادة النظر في النظرية بشكل مستقل في الستينيات ، وتم نشر مراجعة مهمة في عام 1976. [6]

لقد طغت نظريتها الخالية من الالتواء والبدائل الأخرى مثل نظرية برانس-ديك على نظرية أينشتاين-كارتان ؛ لأن الالتواء يبدو أنه يضيف القليل من الفوائد التنبؤية على حساب قابلية معادلاته للتتبع. نظرًا لأن نظرية أينشتاين-كارتان هي نظرية كلاسيكية بحتة ، فهي أيضًا لا تتناول قضية الجاذبية الكمية بشكل كامل. في نظرية أينشتاين-كارتان ، تصبح معادلة ديراك غير خطية ، وبالتالي فإن مبدأ التراكب المستخدم في تقنيات التكميم المعتادة لن يعمل. في الآونة الأخيرة ، كان الاهتمام بنظرية أينشتاين-كارتان مدفوعًا نحو الآثار الكونية ، والأهم من ذلك ، تجنب الجاذبية الفردية في بداية الكون. تعتبر النظرية قابلة للتطبيق وتظل موضوعًا نشطًا في مجتمع الفيزياء.


الحلقة 181: الدوران

كل شيء في الكون يدور. في الواقع ، بدون هذا الدوران ، لما وجدت الحياة على الأرض & # 8217t. نحن بحاجة إلى الحفاظ على الزخم الزاوي لتسطيح المجرات والأنظمة الشمسية ، لجعل الكواكب ممكنة. دعونا نتعرف على الفيزياء المتعلقة بكل ما يدور ، وأخيراً اكتشف الفرق بين قوة الجاذبية المركزية وقوة الطرد المركزي.

وتظهر الملاحظات

نسخة طبق الأصل: التناوب

فريزر: المدلى بها الفلك الحلقة 181 ليوم الاثنين 15 مارس 2010 ، التناوب. مرحبًا بك في Astronomy Cast ، رحلتنا الأسبوعية القائمة على الحقائق عبر الكون ، حيث نساعدك على فهم ليس فقط ما نعرفه ، ولكن كيف نعرف ما نعرفه. اسمي فريزر كاين ، وأنا ناشر Universe Today ، ومعي الدكتورة باميلا جاي ، الأستاذة في جامعة جنوب إلينوي ، إدواردسفيل. مرحبًا باميلا ، كيف حالك & # 8217؟

باميلا: أنا & # 8217m بخير. كيف هي احوالك؟

فريزر: ممتاز كالعادة. حسنًا ، كل شيء في الكون يدور. في الواقع ، بدون هذا الدوران ، لم تكن الحياة على الأرض موجودة. نحن بحاجة إلى الحفاظ على الزخم الزاوي لتسطيح المجرات والأنظمة الشمسية ، ولجعل الكواكب ممكنة. دعونا نتعرف على الفيزياء المتعلقة بكل ما يدور ، وأخيراً اكتشف الفرق بين قوة الجاذبية المركزية وقوة الطرد المركزي. يا رجل ، لا يوجد شيء يجعل المهووسين بالفيزياء أكثر جنونًا من إساءة استخدام قوة الطرد المركزي وقوة الجاذبية. بصراحة ، ليس لدي أي فكرة عن الاختلاف ، وبالكاد أهتم ، لكنني أعلم أنه إذا كنت سأجري محادثات مهذبة مع الفيزيائيين ولم أرغب في الانزعاج من أنفي ، فأنا لا أجرؤ على إحداث هذا الاختلاف. لذا ، عندما أقوم بتدوير دلو من الماء ووجود الماء داخل الدلو ، فإن ذلك يعني القوة المركزية؟ هل هذا صحيح؟

باميلا: لذلك ، الماء المتبقي في الدلو هو قوة الطرد المركزي.

فريزر: قوة الطرد المركزي.

باميلا: يتحرك الجرافة في حركة دائرية لأنه يعاني من قوة جاذبية مركزية.

فريزر: أوه ، أنا & # 8230 موافق & # 8230 حسنًا & # 8230 لذا ابدأ من البداية. ابدأ حيثما تريد.

باميلا: لذلك يجب أن أعترف عندما أقوم بتدريس الفصل ، خوفًا من قول الشيء الخطأ & # 8211 والجميع في صفي يعرف الفرق لأنهم قرأوا & # 8220XKCD & # 8221 & # 8211 أنا أقول ذلك & # 8217s قوة mv2 / r.

فريزر: هذا حقا يبسطها!

باميلا: انها حقا ، حقا. تقول ما يحدث & # 8217s. إذن ، تأخذ كتلة ، وتريد أن تتحرك الكتلة في دائرة. حسنًا ، ترتبط القوة التي يجب أن تتعرض لها الكتلة ارتباطًا مباشرًا بمدى سرعة تحركها ومدى ضخامة الدائرة التي تتحرك فيها. لذا ، خذ سيارة & # 8230 اجعلها تتدحرج إلى أسفل التل. إنها تريد الاستمرار في خط مستقيم ، إنها رغبة كل كائن في الكون في التحرك في خط مستقيم. وهو & # 8217s فقط بسبب القوى التي لا يسير بها أي شيء على الإطلاق & # 8217t في خط مستقيم. لذا ، لكي تتدحرج هذه السيارة لأسفل التل لتلتف حول المنحنى أسفل التل ، يجب أن تعمل بعض القوة تجاه الجزء الداخلي من المنحنى لدفع السيارة حول المنحنى. الآن مع السيارات ، تعمل قوة الاحتكاك # 8217s على العجلات & # 8230 تقوم بإدارة العجلة ، ويمنع الاحتكاك & # 8211 نأمل ، إذا لم تكن تسير بسرعة كبيرة & # 8211 ، فإن السيارة من الانحراف عن حافة الطريق ، وبدلاً من ذلك تبقى السيارة على المنحنى ، والمفتاح هنا هو أن قوة الجاذبية المركزية تشير إلى داخل الدائرة وهي قوة خارجية تعمل على جسم ما.

فريزر: إذن ، القوة الخارجية هي احتكاك إطارات السيارة & # 8217s على الطريق ، وهي تشير إلى & # 8230 it & # 8217s كما لو كانت السلسلة التي يتم سحب السيارة من حولها في دائرة بواسطة & # 8230

فريزر: وهي & # 8217s القوة & # 8230 قوة ذلك الطريق على الإطارات التي تدفع السيارة في الاتجاه العمودي لحركتها.

فريزر: حسنًا ، هذه هي قوة الجاذبية.

فريزر: لذلك عندما أركب & # 8217m في السيارة ، وأنا أتجول في الزاوية ، وكان الأطفال يندفعون مقابل النافذة الجانبية ، فإنهم يواجهون قوة جذب مركزي & # 8230 ، هل هذا صحيح؟ لا!

باميلا: لا ، هذه & # 8217s هي المشكلة.

فريزر: لا ، لقد فهمت الأمر بشكل خاطئ! طيب & # 8230

باميلا: هم & # 8217re يواجهون قوة طبيعية.

فريزر: قوة عادية. يتم دفعهم من النافذة & # 8217re & # 8230

باميلا: حق! لذا فإن النافذة تدفعهم باتجاه مركز الدائرة. يريدون التحرك في خط مستقيم & # 8230 رغبتهم في التحرك في خط مستقيم. والنافذة التي يقفون أمامها تمنعهم من التحرك في هذا الخط المستقيم ، والضغط عليهم بقوة عادية ، ودفعهم نحو مركز الدائرة.

فريزر: أيهما يختلف عن قوة الجاذبية المركزية التي تضغط على إطارات السيارة؟

باميلا: حسنًا ، لذا & # 8230 ، الشيء هو & # 8230 هرسهم على النافذة وهو ما تحدثت عنه ، يتم هرسهم على النافذة & # 8230 التي ، بالنسبة لهم ، تبدو وكأنها قوة تدفعهم خارج المركز ، ولكن إنه & # 8217s في الواقع & # 8230 ما تريد التفكير فيه هو أنهم يحاولون التحرك في خط مستقيم ، أثناء محاولتهم التحرك في خط مستقيم ينزلقون عبر المقاعد نظرًا لعدم وجود احتكاك كافٍ على المقاعد. انتهى بهم الأمر متقاربين ضد بعضهم البعض وضد الباب ويقولون & # 8230 أي شخص & # 8217s ضد الباب يخبر الآخر أن ينزل منهم. والباب يضغط عليهم بقوة الجاذبية من خلال قوة عادية & # 8230 يدفعهم نحو مركز الدائرة. لكن الكل ينزلق نحو الخارج من السيارة ، تلك ليست قوة & # 8230 أن & # 8217s فقط يحاولون التحرك في خط مستقيم.

فريزر: صحيح ، لكن القوة التي يشعرون بها أنهم يدفعون للخلف ، تلك هي القوة الجاذبة ، أليس كذلك؟

فريزر: ثم ما هي قوة الطرد المركزي؟

باميلا: لذا ، فإن قوة الطرد المركزي هي تلك الخيالية وهم ينزلقون باتجاه الخارج من السيارة ، وإذا كان كل ما يمكن أن تراه هو داخل السيارة ، فقد قمت بربط جميع النوافذ ، كنت في Mythbusters بالحجم الكامل يتم التحكم فيه عن بعد مركبة ، فأنت لا تعرف ما إذا كنت تتحرك في خط مستقيم أو في دائرة. ولكن فجأة لاحظت أن أطفالك صغار الحجم ويتزحلقون ، وهذا لا يجب أن يحدث أبدًا & # 8230 يجب أن يكونوا دائمًا في أجهزة سلامة الأطفال & # 8230 ، لذلك نحن نتظاهر & # 8217re في الأربعينيات & # 8230 لذا أنت & # 8217re في سيارة Mythbuster في الأربعينيات من القرن الماضي بدون أحزمة أمان ، والسير بسرعات آمنة & # 8230 أنت تعلم أن أطفالك لن يتعرضوا لأي ضرر ، ويبدأون في الانزلاق عبر المقعد الخلفي & # 8230

فريزر: ما عليك سوى استخدام كرة البولينج & # 8230 let & # 8217s فقط استخدم كرة البولينج فقط حتى لا تضطر إلى أن تكون أكثر صوابًا من الناحية السياسية حول هذا & # 8230 استخدام كرة البولينج & # 8230 البولينج تتدحرج & # 8211 من يهتم بما يحدث لها؟

باميلا: بالضبط. لذا فإن كرة البولينج فجأة تنتقل من الاهتمام بأعمالها الخاصة وهي جالسة في وسط المقعد الخلفي إلى التدحرج بشكل جذري نحو الباب.

فريزر: مرحبًا ، هناك & # 8217s قوة تدفع كرة البولينج تلك & # 8230 أقول & # 8230 بجهل & # 8230

باميلا: حق! وها أنت هنا في هذه البيئة المجنونة حيث لا تعرف ما إذا كنت تتحرك للأمام أو للخلف أو جنبًا إلى جنب ، وهذه القوة الواضحة ، التي لا تعرف من أين أتت ، تلك هي قوة الطرد المركزي & # 8217s # 8230 تلك القوة التي تجعلها تبدو وكأن كرة البولينج لديها شيء ما يدفع بها نحو الباب.

فريزر: لكنها ليست & # 8217t.

باميلا: لا ، إنها تحاول فقط السير في خط مستقيم ، مع مراعاة الأعمال التجارية الخاصة بها والسيارة من حولها تتحرك.

فريزر: لذا ، فإن السيارة هي التي تقوم بالتحرك وهي كرة البولينج التي لا تزال تتحرك للأمام على أفضل نحو ممكن حتى تنحني على الباب ثم تتعرض لقوة جاذبية مركزية من الباب. يدفع ضده.

باميلا: حسنًا ، من الناحية الفنية ، إنها قوة عادية تضغط عليها & # 8230 ولكن نعم & # 8230

فريزر: قوة عادية ، صحيح. لكن السيارة تتعرض لقوة الجاذبية المركزية بسبب إطاراتها ، لأنها تدور.

باميلا: رياضيا ، كل هذا يعمل بشكل قبيح للغاية ، لأنه عادة عندما نتعامل مع القوات ، فإن ما تفعله هو أن تكتب كل القوى التي تعرفها ونأمل أن تضيف ما يصل إلى الصفر. إذا كانت السيارة ، إذا كانت # 8217s طريقًا مسطحًا تمامًا ، فإن لديها قوة طبيعية من الطريق الذي يدفع للأعلى ضد الإطارات ، والجاذبية من كتلة السيارة تدفع لأسفل & # 8230 هذان التوازنان & # 8230 تحاول السيارة الانقلاب للأمام ، لذلك لديك الإطارات تعاني من الاحتكاك وهناك بعض القوة التي تقلب الإطارات وتلك الاثنان تتساوى. لديك سحب يدفع على السيارة التي تلتهم ما تبقى من القوة التي تمارسها الإطارات على الطريق. كل شيء يصل إلى الصفر ، والحياة جيدة. ثم تبدأ في التعامل مع القوى الدائرية. وما لديك ، فقط تخيل دلوًا على خيط ، هل لديك & # 8230 اعتمادًا على مكانك في نظام الغزل & # 8230 لديك جاذبية تحاول سحب الدلو باتجاه الأرض ، يكون لديك توتر في الحبل ، وعندما أضف كل شيء معًا ، فإنه لا & # 8217t يضيف ما يصل إلى الصفر & # 8230 يضيف ما يصل إلى mv2 / r. وتلك القوة الزائدة المتبقية عندما تضيف كل شيء & # 8230 هي قوتك الجاذبة.

فريزر: حق. حسنًا & # 8230 أعتقد & # 8230 لذا عندما تقول إنها & # 8217s قوة خيالية ، فهي & # 8217s ليست & # 8230 لذا فإن الطرد المركزي خيالي & # 8230 & # 8217s لا يحدث حقًا. إنه & # 8217s تصور & # 8230

باميلا: إنه & # 8217s إطار مرجعي & # 8230 نعم ، هو & # 8217s إطار مشكلة مرجعية & # 8230

فريزر: هذا يبدو كشيء يقدره أينشتاين & # 8230

باميلا: نعم & # 8230 كثيرا جدا.

فريزر: حسنًا ، دعنا الآن & # 8217s & # 8230 بعد أن اكتشفنا ذلك & # 8230 دعونا نتحدث عن الحفاظ على الزخم الزاوي & # 8230 لأن هذا يلعب في هذا ، أليس كذلك؟

باميلا: نعم. حسنًا ، إنه & # 8217s أحد الأشياء التي & # 8217s شديدة الارتباط به.

فريزر: هذا يجعل الأشياء تدور & # 8230

باميلا: إنها تحافظ على الأشياء تدور. لذلك ، عادةً مع الزخم الخطي المنتظم ، يكون لديك جسم ، إنه & # 8217s في حالة سكون ، ويبقى في حالة سكون. أنت تمارس قوة عليه & # 8230 يبدأ في التحرك ، ومقدار الزخم & # 8230 كتلته مضروبا في سرعته & # 8230 يبقيه يتحرك حتى تؤثر عليه قوة أخرى. وقد تكون تلك القوة التي تعمل عليها & # 8211 تتصادم مع شيء آخر ، ومن خلال الاصطدام ينقل بعض زخمها إلى كائن آخر. هناك طريقة أخرى للنظر إلى القوة وهي أن تقول إن القوة مرتبطة فقط بالتغير في السرعة التي يمر بها الجسم والوقت الذي يستغرقه هذا التغيير في السرعة. لذا ، إذا غيرت سرعتك وقمت بذلك عن طريق الضغط عليك لمدة خمس دقائق بضغطة خفيفة. لن يتطلب ذلك مني دفعك بشدة ، لكن يمكنني أن أجعلك تسير بسرعة إلى حد ما لأنني دفعتك لفترة طويلة. الآن ، يمكنني بدلاً من ذلك دفعك بشكل جذري & # 8230 لن & # 8217t أفعل ذلك ، لكن إذا اخترت أن أقوم بدفعك بشكل جذري ، فهذه قوة هائلة وخلال فترة زمنية قصيرة جدًا يمكنني أن أجعلك تحصل على نفس التغيير في السرعة.

باميلا: الآن هذا & # 8217s كلها في خطوط مستقيمة. بمجرد أن تبدأ في تدوير شيء ما ، حسنًا ، فإن الأجسام لديها نفس الرغبة في البقاء في الدوران بحيث يتعين عليها الاستمرار في الحركة في خط مستقيم. ماعدا الآن يمكنك & # 8217t إلقاء نظرة على ما & # 8217s مركز الكتلة. لأنه عندما يدور شيء ما ، فإن مركزه هو الشيء الأقل اهتمامًا بالدوران من نواح كثيرة. إن تلك الحواف الخارجية التي تدور بشكل جذري حول تلك النقطة المركزية هي التي تعاني من معظم الصدمات ، كما يمكنك القول ، من الدوران. إنهم & # 8217re يواجهون أكبر قوة جاذبة عليهم & # 8230 ويمكنك في الواقع تغيير كيفية دوران شيء ما عن طريق تغيير مكان تواجد كتلته.

فريزر: حسنًا ، لكن القوة الجاذبة لهؤلاء & # 8230 لديك كائن & # 8217s يدور & # 8230 شعورها هو مجرد ارتباطه بالذرات المجاورة له ، أليس كذلك؟

باميلا: نعم & # 8230 نعم وهكذا مع عجينة البيتزا & # 8230 خذ فقاعة من عجينة البيتزا ، ارمها في الهواء ، وتماسك الذرات معًا ، لكنها & # 8217re لم تتماسك جيدًا. من السهل تمزيق عجينة البيتزا وتمديدها وتشويهها. لذلك ، عندما ترمي عجينة البيتزا في الهواء ، وتدور حولها ، فإنها ستعمل على تسطيح نفسها لأن قوة الطرد المركزي هذه ، هذه القوة الخيالية ، ستجعل تلك الذرات تحاول التحرك في خط مستقيم ، و في محاولة منهم للانتقال إلى خط مستقيم ، سينتهي بهم الأمر بتسطيح عجينة البيتزا. يحدث هذا للكواكب ، وهذا يحدث للنجوم ، وبمجرد أن تدور الأشياء بنفسها وتماسكها معًا ، فإنها & # 8217re تريد الاستمرار في الدوران. لذلك إذا حاولت إيقاف الدوران ، يجب أن يذهب هذا الدوران إلى شيء آخر & # 8230 يجب أن تمارس بعض القوة أو أن شيء آخر يجب أن يمتص الدوران ويبدأ في الدوران نفسه.

فريزر: ولكن ، أعتقد أنه في حالة الكائن ، فإن & # 8230 كل شيء يريد أن يتحرك في خط مستقيم ، ولكن حقيقة أنه & # 8217s متصل بأشياء أخرى تريد التحرك في خط مستقيم & # 8211 التي تريد التحرك فيها خطوط مستقيمة مختلفة & # 8211t & # 8217s حيث يأتي الدوران. كل شيء يتوازن. انتهى بك الأمر بـ & # 8230 كما تعلم ، يجب على الجميع الموافقة ، وينتهي بك الأمر بـ & # 8230 كما تعلم ، حسنًا ، يمكنني & # 8217t أن أذهب في خط مستقيم ، يجب أن أذهب & # 8230 وأنت & # 8217 تجذبني إلى اليسار ، ولكن هذا أفضل ما يمكنني فعله. حق؟

فريزر: اثنان من المتزلجين على الجليد ، يمسكون بأيديهم ، ويتحركون في اتجاهين متعاكسين ، ويمسكون بأيديهم أثناء مرورهم ، ويفضلون الاستمرار في التحرك بشكل مستقيم ، لكن حقيقة أنهما يمسكان أيديهما ستجبرهما معًا على بدء الدوران.

باميلا: وهذا هو المكان الذي يجب أن تبدأ فيه القلق بشأن مفاهيم مثل عزم الدوران & # 8230 وهو مدى بعد مركز الكتلة عن القوة المعطاة ، وما هي الزاوية التي تمارس فيها هذه القوة. إذا أخذت بابًا للتو ، إذا ضغطت على باب بزاوية قائمة على ذلك الباب ، في الاتجاه الذي يرغب في فتحه ، فسيتم فتحه بسهولة حقًا إذا ضغطت على الحافة الأبعد عن المفصلات. الآن ، إذا مارست نفس الحركة بالضبط ، فاضغط ، وادفع برفق ، ولكن بجوار المفصلات تمامًا & # 8230 لن يتحرك الباب & # 8217.

فريزر: صحيح ، إنه صعب للغاية ، نعم.

باميلا: لذلك كلما كنت بعيدًا عن المركز عندما تمارس هذه القوة ، كلما بدأ شيء ما & # 8217s في الدوران & # 8230 وعزم الدوران هذا & # 8217s.

فريزر: حسنًا ، دع & # 8217s يعيدها إلى المنزل. تحدثنا & # 8217 عن الحفاظ على الزخم الزاوي والدوران ، وهو & # 8217s المتوسط ​​& # 8230 أليس كذلك؟ يجب أن يتفق كل شيء ، كل شيء يجب أن يكون نوعًا من التسوية في أي اتجاه سيكونون قادرين على التحرك ، لأنهم جميعًا يجمعون بعضهم البعض. الآن فيما يتعلق بعلم الفلك ، ما هو الدور الذي يلعبه هذا في أنواع الهياكل التي نراها في الكون؟

باميلا: لذا فإن ما نراه في النهاية هو إذا كان لديك جسم دائري متماسك يتمتع بنفس القدرة التي يجب على عجينة البيتزا أن تتسطح بها & # 8230 إذا بدأت كل الكواكب ، إذا بدأت كل الغاز والغبار ، كل شيء في النظام الشمسي & # 8230 و # 8217 عادة قبل تشكل الكواكب يحدث هذا ، إذا بدأت جميع المواد التي ستشكل نظامًا شمسيًا يدور في نفس الاتجاه & # 8230

فريزر: حسنًا ، أعني أنه يبدأ حتى قبل ذلك ، صحيح & # 8230 تحصل على هذا الحجم الكبير & # 8230 مجرد سحابة & # 8230 تمامًا مثل سحابة غاز غير متبلورة & # 8230 يمكن أن تتحول بطريقة ما إلى شيء دوار.

باميلا: في اللحظات الأولى من الكون ، اكتشفنا في الواقع وجود مناطق محلية ، أكبر من المجرات الفردية ، حيث كانت الأجسام تدور بشكل مشترك. إذن ، تأخذ فقاعة عملاقة من الفضاء & # 8230 وتضغط عليها & # 8230 وتبدأ في الدوران. ثم من هذه الكتلة العملاقة من الغاز والغبار يمكنك الحصول على مجرات فردية ثم تنهار من خلال نوع من التوزيع غير المتكافئ للمواد. لذا ، مجموعة واحدة من الكآبة على جاذبيتها لبعضها البعض ، وآخر مجموعة جاذبية لبعضها البعض ، وينتهي بك الأمر بزوج من المجرات جنبًا إلى جنب يدوران مثل المتزلجين. وهذه إحدى النتائج الرائعة التي ظهرت من Galaxy Zoo ، في الواقع ، من خلال النظر إلى اتجاه المجرات الحلزونية التي تدور في السماء ، يمكننا معرفة أنه عندما يتشكل حلزونان معًا جنبًا إلى جنب ، في كثير من الأحيان شكلوا تصاعدية في نفس الاتجاه.

فريزر: همم. لذا ، حتى في المجرة التي حصلت فيها & # 8217 على منطقة تشكل النجوم ، حصلت & # 8217 على هذه السحابة الكبيرة من الغاز وتبدأ في تمزيق نفسها إلى أجزاء أصغر وأصغر مع بدء الدوران.

باميلا: وينتهي بك الأمر بالاعتماد على القوى التي اصطدمت بقسم معين من السحابة أو آخر ، كل أنواع الأشياء المتغيرة.

فريزر: صحيح ، لكن ما سبب هذا الدوران & # 8217؟ أعني أنها كانت سحابة كبيرة من الغاز من قبل ، لماذا بدأت بالدوران؟ لماذا استدارت القطع الموجودة بداخلها؟

باميلا: العثور على السبب الأولي للكون بأكمله & # 8230 هذا أمر صعب بعض الشيء & # 8230 لم نصل إلى هناك تمامًا.

فريزر: لا ، لا ، لا & # 8230 متأكد & # 8230 ولكن ، مثل & # 8230 كما تعلم ، منطقة تشكل النجوم & # 8230

باميلا: حسنًا ، فيما يتعلق بمناطق تشكل النجوم ، ما ينتهي بك الأمر هو أن هناك & # 8217s بعض القوة التي لا تضرب المركز الدقيق. فكر في مدى صعوبة تحريك أي جسمين بحيث عندما يصطدمان ، يصطدمان بشكل مباشر ، ويتم توسيطهما تمامًا. يمكنني & # 8217t حتى أن أصطف البلاط عبر أرضية المطبخ التي ينتهي بها الأمر في خطوط مستقيمة. لذلك ، عندما ينفجر انفجار ، عندما يصطدم جسمان في الفضاء ، وعندما تؤثر الجاذبية من جسم واحد كبير على جسم صغير & # 8230 ، نادرًا ما تكون هذه السحوبات متماثلة تمامًا ، ونادرًا ما تصطدم بالضبط ، مركز ميت ، في المنتصف من كتلة ، بحيث يكون مركز كتلة الجسم الذي يواجه القوة. ثانيًا ، تضرب القوة شيئًا بعيدًا عن المركز ، ثم تصبح عزمًا ، ثم تتحول إلى فتحة للباب ، ثم تتحول إلى غزل لعجين البيتزا ، ثم يصبح جسمًا دوارًا. لذلك كل ما يتطلبه الأمر هو قوة واحدة خارج المركز لبدء الدوران.

فريزر: حق. ثم تنهار سحابة الغاز ، ولكن ما الذي يحدث الدوران من هناك؟

باميلا: حسنًا ، بمجرد أن يبدأ في الدوران ، فإنه يتماسك بقوة جاذبية & # 8217s معًا ، لذلك يمكن للأشياء التي تريد التحليق في اتجاهات مختلفة & # 8217t. لذا فإن الجاذبية & # 8217s هي التي تلعب دور الخيط على الدلو أو دور طفل على أرجوحة.

فريزر: حق. الأيدي & # 8230 المتزلجين ممسكين بأيديهم & # 8230

باميلا: حق. إذن لديك جاذبية تمسك الجسم معًا. وبمجرد أن يدور شيء ما ، فإنه يظل يدور ، تمامًا مثلما يبدأ الجسم في الحركة ، فإنه يظل متحركًا. لذلك ينتهي بك الأمر بأشياء تبدأ بالدوران وتظل تدور ، وتتسطح للخارج عندما تنهار ، في بعض الحالات لأن الجاذبية ستحاول سحق الأشياء. والرغبة في الاستمرار في التحرك في خط مستقيم ، حسنًا ، الخط المستقيم هو شيء تشعر به عند خط الاستواء أكثر منه عند القطب. لذلك ينتهي بك الأمر بأشياء منتفخة عند خطوط الاستواء ، تتسطح إلى أقراص ، وهذا شيء نراه في جميع أنحاء الكون. عندما نرى مجرات بيضاوية كروية كبيرة منتفخة ، فهذا يعني أن النجوم تتحرك في تلك المجرات في جميع أنواع الاتجاهات العشوائية المجنونة. إذا كانوا يدورون بشكل متماسك ، إذا كانوا يدورون في المدار بشكل نموذجي ولكن ليس دائمًا في نفس الاتجاه ، بنفس الطريقة التي يفعلون بها في مجرتنا درب التبانة ، فلن يكون لدينا & # 8217t بيضاويًا عملاقًا ، فلدينا حلزونات فقط

فريزر: همم. إذن ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على نظامنا الشمسي ، أليس كذلك؟ ما هي القوى التي لدينا تلعب هناك؟

باميلا: حسنًا ، في يوم من الأيام كنا عبارة عن سحابة كبيرة غير دوارة من الغاز والغبار تدور بسعادة حول طريقها حول أيًا كان شكل مجرة ​​درب التبانة المبكرة. وذات يوم ضرب شيء ما سحابة الغاز والغبار هذه & # 8230 لا نعرف ما هو الجاني & # 8230 يمكن & # 8217 قد كان سوبر نوفا ، يمكن & # 8217 قد يكون نوعًا من تفاعل الجاذبية & # 8230 اصطدام أرسل صدمة موجات من خلال النظام. مهما كان ، فقد أرسل السحابة التي كنا في حالة تفكك ، وشظيتنا كانت تدور.

فريزر: لكن ألا يجب أن & # 8217t شظية دوارة تفصل نفسها إلى قطع صغيرة؟ أعني أنه إذا كان يجلس مستقرًا تمامًا كما هو ، ألا يجب أن يتسبب الدوران في تمزقه؟

باميلا: إذا كانت الجاذبية أقوى من رغبة الجسم في السير في خط مستقيم ، فإن الجاذبية ستبقيه معًا. لذا فإن طريقة التفكير في الأمر هي أنك إذا أخذت دلوًا وقطعة من خيط ربط القماش ، يمكنك حمل دلو بخيط من القماش. ولكن إذا بدأت في تدوير هذا الدلو مثل لاسو فوق رأسك ، لذا فإنه يدور ويدور ويدور ، بينما تسير بسرعة كافية ، فإن رغبته في السير في خط مستقيم ستسبب التوتر في الخيط لالتقاط السلسلة. طالما أن الخيط موجود ، طالما أن هناك & # 8217s قوة كافية لسحب الكائن نحو المركز ، فأنت & # 8217 جيدة. ومع سحب الغاز والغبار ، فإن الجاذبية هي التي تؤدي دور الخيط. الآن نعم ، إذا بدأ شيء ما بالدوران بسرعة كافية فإنه سوف يمزق نفسه. لكن لحسن الحظ ، فإن الأمر يتطلب الكثير من الدوران للحصول على شيء ما بهذه السرعة ، ولم يكن نظامنا الشمسي & # 8217t بهذه السرعة.

فريزر: ثم انهار ، لأنه & # 8230 مثل المتزلج الذي يسحب ذراعيه إلى الداخل ، استدار أسرع وأسرع ، ثم تم تسويته.

باميلا: بالضبط. وما نراه في نهاية المطاف في نظامنا الشمسي هو أن الكثير من الزخم الزاوي مقيد في الشمس ، ولكن ليس كلها. وبينما ننظر حول النظام الشمسي ، نرى حتى بعض الأجسام الغريبة التي تبذل قصارى جهدها للدوران في الاتجاه الخاطئ والقيام بأشياء سيئة لمجموع الزخم الزاوي من حيث جعل الحساب أكثر صعوبة. نحن نفتقد بعض الزخم الزاوي الذي نحتاج إلى اكتشافه. ولكن ، هذا & # 8217s مجرد تحدٍ آخر للمنظرين الذين يحاولون اكتشاف النظام الشمسي ، وأعتقد أن الجميع على استعداد للاعتراف بأن تكوين النظام الشمسي هو أحد الأسئلة المفتوحة للعلم اليوم.

فريزر: الآن هل هناك حدود للتناوب؟ هل هناك حد ، سرعة قصوى يمكن أن يدور بها شيء ما؟

باميلا: كل كائن له سرعته القصوى. إذا كان شيء ما يسير بسرعة كبيرة ، فإن قوة الجاذبية ليست كافية لتماسكها معًا ، والقوة الكيميائية ليست كافية لتماسكها معًا. يمكنك تدوير عجينة البيتزا بسرعة كبيرة وستنتهي بالبيتزا في كل مكان. أو عجين على الأقل ، وهو أكثر فوضوية & # 8230

فريزر: قطع العجين في كل مكان ، نعم & # 8230 ونفس الشيء ينطبق مع كوكب أو قمر أو شمس & # 8230

باميلا: بالضبط. هذا هو المكان الذي تبدأ فيه النظر إلى الإطار المرجعي الداخلي ، كرة البولينج تتدحرج عبر داخل السيارة. وستكتشف القوة التي تتسبب في دحرجة كرة البولينج. وهذه القوة كافية بحيث أنه عندما تصطدم كرة البولينج بجدار السيارة ، فإن كرة البولينج سوف تمر عبر جانب السيارة. وعندما تحل هذه المشكلة ، فهذا يخبرك ما إذا كان الكائن سيتماسك معًا أم لا.

فريزر: هل يوجد اسم لذلك؟

باميلا: حسنًا ، إنه مجرد & # 8230 & # 8217s عندما تبدأ في النظر إلى نقاط قوة الشد.

فريزر: حسنًا ، لكن دع & # 8217s نقول ، ربما ، أنه كان لدينا جسم كتلته مئات الملايين من النجوم ، مضغوطًا ، حيث كانت قوة الجاذبية بين القطع كثيرة & # 8230 هل هناك حد؟

باميلا: حسنًا ، عند نقطة معينة ، يمكنك & # 8217t التحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء. عند نقطة معينة ، عليك أن تجمع الأشياء معًا وتكتشف & # 8230 حسنًا ، ما مدى سرعة سير الأمور ، وتقول & # 8230 لا ، نحن نصل إلى سرعة الضوء وكمية الطاقة اللازمة للحفاظ على هذا الدوران يمكن & # 8217t موجود ، يمكنك & # 8217t التحرك بهذه السرعة ، وتبدأ في الوصول إلى الحدود من حيث الطاقة اللازمة لإنشاء الدوران ، وحدود السرعة المسموح بها للأشياء في هذا الكون. لذلك عندما ننظر بشكل خاص إلى الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات ، هناك حدود لمدى سرعة دورانها. وحتى الآن يتصرفون بلطف ولا يدور أي منهم بسرعة كبيرة.

فريزر: حسنًا ، أعلم أن هناك بعض المجرات تدور في الحدود التي تنبأ بها أينشتاين. لذا فهم على حافة 99.999 تمامًا مهما كانت النسبة المئوية لسرعة الضوء. فهل الأمر يتعلق فقط بأخذ المزيد والمزيد من الطاقة لمحاولة تسريعها؟

باميلا: يتطلب الأمر المزيد والمزيد من الطاقة لتسريعها ، ولكن الشيء هو أنهم & # 8217 لقد قاموا ببناء السرعة لكثير من الوقت. ومع الثقوب السوداء ، عليهم في الواقع امتصاص الزخم الزاوي للأجسام التي تندمج فيها. لذلك تأخذ جسمًا يدور بسعادة على مسافة كبيرة ، يدور بسعادة على مسافة كبيرة وتسحبه بقوة الجاذبية. كلما اقترب أكثر فأكثر ، من أجل الحفاظ على زخمه الزاوي ، يجب أن يتحرك بشكل أسرع وأسرع و أسرع. ولكي تصغر الأشياء ، فإن متزلجة الجليد تلك تتسارع وهي تسحب ذراعيها إلى جسدها. وبينما تسقط هذه الأجسام على طول الطريق في الثقب الأسود ، يجب على الثقب الأسود أن يتسارع بمرور الوقت لامتصاص كل هذا الزخم الزاوي.

فريزر: وتحصل على الوضع & # 8230 & # 8217t هناك وضع نظري حيث يمكن للثقب الأسود أن يدور بسرعة كبيرة & # 8230 مثل الثقب الأسود ذي الكتلة العادية & # 8230 بحيث ينتفخ بالفعل خارج أفق الحدث الخاص به؟

باميلا: لذا مع التفردات العارية ، وهو ما أعتقد أنه المكان الذي تحاول الذهاب إليه & # 8217re ، واجهت & # 8230 ووجدنا & # 8217t أحد هذه & # 8230 تواجه مواقف حيث هندسة الفضاء & # 8230 حجم نصف قطر Schwarzschild ، الطريقة التي يلتف بها حول الثقب الأسود ، تتحول من كونها كروية لطيفة تمامًا ، لا تتجاوز هذه المسافة أو عليك أن تذهب أسرع من سرعة الضوء للهروب ، إلى أن تكون هذا السطح الملتوي عبر المكان والزمان بدلاً من ذلك تتسطح إلى درجة أنه من الناحية النظرية قد يبدأ سطح الثقب الأسود في الظهور خارج سطح حد شوارزشيلد. الآن لم نشهد & # 8217t هذا & # 8230 بقدر ما نعلم أنه لا توجد أي تفردات عارية في مكان ما في الفضاء. لكنه شيء لا يزال أنيقًا للنظر فيه والتفكير فيه داخل محاكاة الكمبيوتر.

فريزر: حق. لكن لم يكن بإمكانك & # 8217t أن يكون لديك ثقب أسود يدور بسرعة كبيرة لدرجة أنه سيمزق نفسه.

باميلا: لا لأن الجاذبية تمسكها ببعضها البعض.

فريزر: لهذا الحد من سرعة الضوء. إذا كان بإمكانك أن تسير بسرعة أكبر من سرعة الضوء ، فلا مشكلة & # 8230 ولكن & # 8230 & # 8217s مذهلة. حسنًا ، شكرًا جزيلاً باميلا. والآن أعتقد أنه يمكنني إجراء هذا النوع من محادثات الكوكتيل بنجاح دون أن أتطرق إلى أنف من قبل فيزيائي غاضب ، لذلك أعتقد أن ذلك & # 8217s جيد. شكرا جزيلا.

باميلا: من دواعي سروري. وتذكر فقط & # 8230 خطوط مستقيمة & # 8211 سهلة ، منحنية & # 8211 تتطلب قوة.

فريزر: حق. حسنًا ، سنتحدث إليك لاحقًا.

باميلا: يبدو جيدًا & # 8230 التحدث إليك لاحقًا.

هذا النص ليس مطابقًا تمامًا للملف الصوتي. تم تحريره من أجل الوضوح.


اللحظات الأخيرة لنجم يحتضر

تموت بعض النجوم بانفجار انفجار مستعر أعظم. بعض النجوم تتلاشى نوعًا ما دون أن تذمر ، مثل الأقزام الحمراء ، التي ينفد وقودها ببطء وتغلق.

هناك الكثير بين هذا النطاق الواسع. تتضخم النجوم مثل الشمس (وتصل كتلتها إلى حوالي 8 أضعاف كتلة الشمس) بشكل كبير إلى عمالقة حمراء ، وتنفخ طبقاتها الخارجية من الغاز ، ثم تتلاشى لتصبح أقزامًا بيضاء صغيرة وساخنة. وأحيانًا ، إذا كان النجم في نظام ثنائي (يدور حول نجم آخر) ، يمكن لهذا القزم الأبيض أن يسحب المواد من النجم الآخر عندما يحدث ذلك ، يمكن أن يتعرض لانفجارات متكررة مع ارتفاع درجة حرارة المادة وتنفجر مثل قنبلة نووية عملاقة. نسمي تلك المستعرات.

المزيد من علم الفلك السيئ

وبعض النجوم تفعل القليل من العمود A وقليلًا من العمود B.

اسمحوا لي أن أقدم لكم IRAS 22036 + 5306 ، النجم المحتضر الذي لا يستطيع أن يقرر ما يريد أن يكون.

السديم الكوكبي الأولي IRAS 22036 + 5306 ، نجم يحتضر على بعد 6500 سنة ضوئية. الائتمان: ESA / Hubble & amp NASA

أليس هذا جميل؟ إنها أيضًا فوضى.

عندما يقوم نجم مثل الشمس بإلقاء طبقاته الخارجية ويصبح قزمًا أبيض ، يمكن أن يكون القزم ساخنًا ومشرقًا بدرجة كافية لإثارة الغاز والتسبب في توهجه. نسمي هذه الأجسام بالسدم الكوكبية ، لأنها عندما تم اكتشافها لأول مرة بدت وكأنها أقراص كوكبية صغيرة من خلال التلسكوب.

IRAS 22306 + 5306 ليس موجودًا تمامًا بعد إنه ملف بروتو-سديم كوكبي ، جسم وسيط بين نجم يذرف طبقاته وآخر أنهى تلك الفترة من زواله. هذه المرحلة من موت النجم لا تدوم طويلاً - فقط بضعة آلاف من السنين ، إذا كان ذلك - لذلك نحن لا نرى الكثير منهم. عندما يدوم النجم بلايين السنين ، فإن هذه المرحلة بالكاد تكون غمضة عين.

الشكل الممدود منه غريب. عندما تم اكتشاف الجسم لأول مرة ، كان مجرد مصدر ساطع في القمر الصناعي الفلكي بالأشعة تحت الحمراء (حيث يأتي اسم بت IRAS في اسمه من الأرقام التي تمثل إحداثياته ​​في السماء) والذي تم تحديده على أنه سديم كوكبي صغير. لكن هابل يكشف أنه ممدود للغاية. أكثر مما تتوقع. يمكنك أيضًا أن ترى بوضوح حلقة سميكة جدًا من المادة حول منتصفها ، حلقة دائرية. إنه مثل حلقة منديل في مكان عشاء فاخر ... لكن هذا الطارة حوالي النصف تريليون كيلومتر عبر!

عندما يتمدد نجم إلى عملاق أحمر ، فإنه يدور ببطء شديد ، وأحيانًا يستغرق سنوات للقيام بدوران واحد. لذلك ، يجب أن يكون الغاز الذي يطرده كرة. إذا قمت بتدوير النجم بسرعة كبيرة ، فقد تحصل على مثل هذا الطارة حوله ، لأن الغاز سينفجر إلى الخارج أكثر على طول خط استواء النجم بسبب قوة الطرد المركزي. ولكن للقيام بذلك ، عليك أن تدور النجم بسرعة غير معقولة! أسرع بكثير مما يمكنها من تلقاء نفسها.

في بعض السدم الكوكبية ، نعتقد أن هذا قد يكون بسبب كوكب عملاق يدور حوله. عندما يتوسع النجم ، يبتلع الكوكب ، الذي يدور النجم. لكن IRAS 22306 + 5306 ممدود للغاية حتى بالنسبة لذلك.

يصبح الأمر أكثر غرابة. كشفت ملاحظات أخرى عن وجود نفاثات: تنفجر حزم من المواد بعيدًا عن المركز بسرعات عالية يبعث على السخرية ، مثل 200 كيلومتر لكل ثانيا. وكمية المادة ضخمة ، تساوي 0.03 ضعف كتلة الشمس. قد لا يبدو هذا كثيرًا ، لكنه يساوي كتلة 10000 من الأرض! تخيل أي نوع من المدفع يمكنه إطلاق مادة على كوكب كامل تبلغ قيمتها 10000 مرة بسرعة 700000 كيلومتر في الساعة ، وستحصل على إحساس بالكمية السخيفة من الطاقة المنفقة.

إذا نظرت إلى سرعة الطائرات وطولها ، يمكنك التراجع إلى وقت اندلاعها لأول مرة في الخارج. بشكل مثير للدهشة ، حدث هذا منذ حوالي 40 عامًا فقط! مهما كان الثوران الضخم الذي بدأ ، فقد حدث في أوائل الثمانينيات. نجاح باهر.

بالمناسبة ، هذا أحد السدم القليلة من هذا النوع حيث يكون الاتجاه هو إلى حد كبير ما يحاول عقلك إخبارك به: الجانب الأيسر السفلي هو الجانب البعيد ، حيث يتجه الغاز بعيدًا عنا ، بينما الجانب الأيمن العلوي أقرب ، والغاز متجه نحونا. تم الكشف عن هذا في قياسات سرعة الغاز. في معظم الأوقات ، عند النظر إلى السدم الكوكبية ، يمكن أن يكون الجانب القريب والبعيد غامضًا ولا يمكن فهمه إلا عند عمل خرائط السرعة. التظليل على هذا يجعل الأمر أكثر وضوحًا.

ما يحدث هنا على الأرجح هو أننا نرى نجمًا ثنائيًا. كان النجم المحتضر أكبر من كتلة الشمس بأربعة أو خمسة أضعاف.لقد انفجرت في البداية مادة في غلاف كروي (يظهر دليل على ذلك حول السديم) ، لكن هذه الأنواع من النجوم أيضًا عرضة للأحداث البركانية أثناء موتها. كان يمكن أن ينفجر الكثير من المواد بسرعة أكبر. سقط بعض هذا الغاز على النجم الآخر ، مكونًا قرصًا دائريًا من الحطام حوله يسمى قرص التراكم. يمكن أن تكون هذه الحزم نشطة للغاية ، ويمكن أن تكون حزمًا مركزة من المواد التي يتم إطلاقها بعد ذلك بسرعات مذهلة لتشكيل النفاثات.

في صورة WISE (مستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء واسع النطاق) هذه الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، يتوهج IRAS 22036 + 5306 باللون الأحمر ، وهو مؤشر على مقدار الغبار الذي يحجب رؤيتنا له. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / UCLA

يفسر هذا أيضًا الطارة حول الوسط وهي مادة تم تفجيرها من مستوى مدار النجمين. إنه مليء بالغبار الكثيف أيضًا (ربما يكون غبارًا آخر بقيمة 10000 كرة أرضية بحبيبات أكبر من حوالي 1 مم ، حجم الرمال على الشاطئ). وهذا يفسر لغزًا آخر: لماذا لم يُشاهد هذا الحدث عندما حدث في الثمانينيات. يعتبر الغبار جيدًا جدًا في امتصاص الضوء المرئي ، لذلك فهو يخفي وميض الطاقة. من المحتمل أن يكون ساطعًا جدًا لفترة قصيرة في الأشعة تحت الحمراء مع ارتفاع درجة حرارة الغبار ، لكن في ذلك الوقت لم يكن لدينا مرصد جيد بما يكفي للأشعة تحت الحمراء في الفضاء لرؤيته. بحلول الوقت الذي تم فيه إطلاق IRAS في عام 1983 ، كان قد تلاشى بالفعل.

كانت الطاقة المنبعثة في هذا الحدث أكثر من مجرد مستعر نموذجي ، ولكنها كانت أقل بكثير من مستعر أعظم. في ورقة حول هذه الأنواع من الأحداث (كتبها مستشار درجة الماجستير ، نعوم سوكر ، درست السدم الكوكبية من أجل هذا العمل!) ، يطلق عليهم ILOTs ، من أجل عابر ضوئي متوسط ​​الإضاءة - كائنات ذات سطوع متوسط ​​تدوم فقط لمدة وقت قصير. لا أعرف ما إذا كان هذا الاسم سيظل ثابتًا ، لكنه وصفي. بالمناسبة ، يعتقدون أن الحدث الفعلي الذي أطلق تلك الطائرات ربما يكون قد حدث أقل من عام. هذا بالتأكيد ما أسميه ثورانًا!

آمل أن نحصل على المزيد من الملاحظات حول هذا الكائن الغريب خلال السنوات القليلة القادمة. يجب أن يتغير بشكل ملحوظ حتى بعد عام أو عامين بسبب السرعة العالية لتلك الطائرات ، وهو أمر رائع حقًا. ولكن الأهم من ذلك ، أنه سيخبرنا كثيرًا عما يحدث في تلك اللحظة الوجيزة بين بدء نجم حشرجة الموت وانتهاء صلاحيته بالفعل. إنها فرصة رائعة لإلقاء نظرة خاطفة على لحظة غير عادية في التاريخ الكوني.


يراقب علماء الفلك التوهج من حدث اضطراب المد والجزر سريع التطور القريب

باستخدام تلسكوب ESO الكبير جدًا (VLT) وتلسكوب التكنولوجيا الجديدة (NTT) ، وشبكة التلسكوب العالمية لمرصد Las Cumbres ، ومرصد Neil Gehrel Swift التابع لناسا ، تمكن فريق دولي من علماء الفلك من مراقبة التوهج الناتج عن اضطراب المد والجزر على مدار ستة فترة الشهر. حدث هذا الحدث المعين AT2019qiz في مجرة ​​حلزونية على بعد حوالي 215 مليون سنة ضوئية من الأرض في كوكبة Eridanus وهي الأقرب من نوعها التي تم تسجيلها حتى الآن. يحدث اضطراب المد والجزر عندما يمر نجم قريبًا جدًا من الثقب الأسود ويؤدي سحب الجاذبية الشديد من الثقب الأسود إلى تمزيق النجم إلى تيارات رقيقة من المواد & # 8212 ، وهي عملية تسمى "السباغيتيتيشن" أثناء هذه العملية تسقط بعض المواد في الثقب الأسود ، مُطلقًا توهجًا ساطعًا من الطاقة يمكن للفلكيين اكتشافه.

يصور هذا الرسم التوضيحي نجمًا (في المقدمة) يعاني من حالة من السباغيتيت عندما يمتصه ثقب أسود هائل (في الخلفية) أثناء حدث اضطراب المد والجزر. رصيد الصورة: M. Kornmesser / ESO.

يمكن لنجم مؤسف في مركز مجرة ​​أن يجد نفسه في مدار يتقاطع مع نصف قطر المد للثقب الأسود الهائل.

يؤدي هذا الالتقاء إلى انتشار طاقة الارتباط المدارية المحددة عبر النجم بأحجام أكبر من متوسط ​​طاقة الارتباط ، وهو ما يكفي لتمزيق النجم بعيدًا في "حدث اضطراب المد والجزر".

يمتد حطام النجم إلى تيار طويل ورفيع ، نصفه تقريبًا لا يزال مرتبطًا بالثقب الأسود الهائل.

عندما يدور الحطام المربوط حول الثقب الأسود ، تتسبب المبادرة النسبية في تقاطع التيار ذاتيًا وتبديد الطاقة.

يمكن أن يؤدي هذا التدمير إلى توهج شديد السطوع ، إما عندما تدور التيارات المتقاطعة وتشكل قرصًا تراكميًا ، أو حتى قبل ذلك إذا تم إنتاج إشعاع مماثل مباشرة من تصادمات التيار.

"فكرة الثقب الأسود" يمتص "نجمًا قريبًا تبدو مثل الخيال العلمي. قال الدكتور مات نيكول ، عالم الفلك في جامعة برمنغهام وجامعة إدنبرة ، إن هذا هو بالضبط ما يحدث في حدث اضطراب المد والجزر.

"لكن أحداث اضطراب المد والجزر هذه ، حيث يختبر النجم ما يُعرف باسم السباغيتيتيف حيث يمتصه ثقب أسود ، نادرة وليس من السهل دائمًا دراستها."

أشار الدكتور نيكول وزملاؤه إلى تلسكوبات VLT و NTT إلى وميض جديد من الضوء حدث العام الماضي بالقرب من ثقب أسود فائق الكتلة ، للتحقق بالتفصيل مما يحدث عندما يلتهم مثل هذا الوحش نجمًا.

قالت الدكتورة سامانثا أوتس ، عالمة الفلك بجامعة برمنغهام: "وجدنا أنه عندما يلتهم ثقب أسود نجمًا ، فإنه يمكن أن يطلق انفجارًا قويًا من المواد إلى الخارج يعيق رؤيتنا".

"يحدث هذا لأن الطاقة المنبعثة عندما يلتهم الثقب الأسود مادة نجمية تدفع حطام النجم إلى الخارج."

كان هذا الاكتشاف ممكنًا لأنه تم العثور على حدث AT2019qiz بعد وقت قصير من تمزق النجم.

قالت الدكتورة كيت ألكسندر ، عالمة الفلك في جامعة نورث وسترن: "نظرًا لأننا اكتشفناها مبكرًا ، فقد رأينا بالفعل سحب ستارة الغبار والحطام بينما أطلق الثقب الأسود تدفقًا قويًا من المواد بسرعات تصل إلى 10000 كم / ثانية" جامعة.

"أتاحت هذه النظرة الخاطفة الفريدة خلف الستارة الفرصة الأولى لتحديد أصل المادة المحجوبة ومتابعة كيفية ابتلاعها للثقب الأسود في الوقت الفعلي."

أجرى الفريق ملاحظات على AT2019qiz على مدار 6 أشهر حيث نما التوهج في لمعانه ثم تلاشى.

كشفت الملاحظات السريعة والمكثفة في الأشعة فوق البنفسجية والبصرية والأشعة السينية والراديو ، لأول مرة ، عن وجود اتصال مباشر بين المادة المتدفقة من النجم والتوهج الساطع المنبعث عندما يلتهمها الثقب الأسود.

قال الدكتور نيكول: "أظهرت الملاحظات أن للنجم نفس كتلة شمسنا تقريبًا ، وأنه فقد حوالي نصف ذلك بسبب الثقب الأسود الوحشي ، الذي يزيد حجمه عن مليون مرة".

تظهر النتائج في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

إم نيكول وآخرون. 2020. يعزز التدفق الخارج الارتفاع البصري لحدث اضطراب المد والجزر القريب سريع التطور AT2019qiz. MNRAS 499 (1): 482-504 دوى: 10.1093 / mnras / staa2824


تكتسب الثقوب السوداء قوى جديدة عندما تدور بسرعة كافية

الصراع بين النسبية ونظرية الكم يؤدي إلى مفارقة جدار الحماية. الائتمان: جيريمي بيركنز / أنسبلاش

النسبية العامة هي نظرية رياضية معقدة للغاية ، لكن وصفها للثقوب السوداء بسيط للغاية. يمكن وصف الثقب الأسود المستقر بثلاث خصائص فقط: كتلته وشحنته الكهربائية ودورانه أو دورانه. نظرًا لأنه من غير المحتمل أن تحتوي الثقوب السوداء على قدر كبير من الشحن ، فإنها تتطلب في الواقع خاصيتين فقط. إذا كنت تعرف كتلة الثقب الأسود ودورانه ، فأنت تعلم كل ما يمكن معرفته عن الثقب الأسود.

غالبًا ما يتم تلخيص هذه الخاصية على أنها نظرية اللا شعر. على وجه التحديد ، تؤكد النظرية أنه بمجرد سقوط المادة في الثقب الأسود ، فإن الخاصية الوحيدة المتبقية هي الكتلة. يمكنك صنع ثقب أسود من الهيدروجين أو الكراسي أو تلك النسخ القديمة من الشمس ناشيونال جيوغرافيك من علية الجدة ولن يكون هناك فرق. الكتلة هي كتلة فيما يتعلق بالنسبية العامة. في كل حالة ، يكون أفق الحدث للثقب الأسود سلسًا تمامًا ، بدون ميزات إضافية. كما قال جاكوب بيكنشتاين ، "الثقوب السوداء ليس لها شعر."

ولكن مع كل قوتها التنبؤية ، فإن النسبية العامة لديها مشكلة مع نظرية الكم. هذا صحيح بشكل خاص مع الثقوب السوداء. إذا كانت نظرية عدم وجود الشعر صحيحة ، فإن المعلومات الموجودة داخل كائن ما يتم إتلافها عندما تعبر أفق الحدث. تقول نظرية الكم أن المعلومات لا يمكن أبدًا تدميرها. لذا فإن نظرية الجاذبية الصالحة تتناقض مع نظرية الكميات الصحيحة. يؤدي هذا إلى مشاكل مثل مفارقة جدار الحماية ، والتي لا يمكنها تحديد ما إذا كان أفق الحدث يجب أن يكون ساخنًا أم باردًا.

تعتبر درجة الحرارة داخل الغرفة مثالاً على مجال عددي. الائتمان: لوكاس فييرا

تم اقتراح العديد من النظريات لحل هذا التناقض ، وغالبًا ما تتضمن امتدادات للنسبية. لا يمكن رؤية الفرق بين النسبية القياسية وهذه النظريات المعدلة إلا في المواقف المتطرفة ، مما يجعل من الصعب دراستها بالملاحظة. لكن ورقة جديدة في رسائل المراجعة البدنية يوضح كيف يمكن دراستها من خلال دوران الثقب الأسود.

تحتوي العديد من نظريات النسبية المعدلة على معلمة إضافية لم تتم رؤيتها في النظرية القياسية. يُعرف باسم الحقل القياسي عديم الكتلة ، ويسمح لنموذج أينشتاين بالاتصال بنظرية الكم بطريقة غير متناقضة. في هذا العمل الجديد ، نظر الفريق في كيفية ارتباط مثل هذا المجال القياسي بدوران الثقب الأسود. ووجدوا أنه في الدورات المنخفضة ، لا يمكن تمييز الثقب الأسود المعدل عن النموذج القياسي ، ولكن في الدورات العالية ، يسمح المجال القياسي للثقب الأسود بالحصول على ميزات إضافية. بعبارة أخرى ، في هذه النماذج البديلة ، يمكن أن يكون للثقوب السوداء سريعة الدوران شعر.

لن تُرى الجوانب المشعرة للثقوب السوداء الدوارة إلا بالقرب من أفق الحدث نفسه ، ولكنها ستؤثر أيضًا على الثقوب السوداء المندمجة. كما أشار المؤلفون ، يجب أن تكون مراصد الموجات الثقالية المستقبلية قادرة على استخدام الثقوب السوداء سريعة الدوران لتحديد ما إذا كان بديل للنسبية العامة صالحًا.

لقد اجتازت نظرية النسبية العامة لأينشتاين كل تحدٍ متعلق بالرصد حتى الآن ، ولكن من المحتمل أن تنهار في أكثر بيئات الكون قسوة. تُظهر دراسات مثل هذه كيف يمكننا اكتشاف النظرية التي تأتي بعد ذلك.


علم الفلك النجمي!

هل سبق لك أن نظرت إلى سماء الليل وتساءلت: ما الذي مر به هذا النجم؟ وأين سينتهي الأمر؟

حسنًا ، اليوم هو يومك المحظوظ!
لأنني سأعلمك:

قبل أن يصبح النجم طفلاً ، يجب أن يبدأ في ما يُعرف عرضًا باسم الحضانة النجمية (السدم أو مجمعات السحب الجزيئية). السدم مليئة بالهيدروجين والغبار! سوف تجذب أجزاء الحديد والغبار الأخرى بعضها البعض من خلال القوة المعروفة باسم الجاذبية وتشكل نوعًا من & quot ؛ & quot ؛ حيث يتم سحب الهيدروجين حولها. يتم سحب المزيد والمزيد من الهيدروجين والغبار ، حتى تصبح الكتلة نجمًا أوليًا (AKA T-Tauri Star). في هذه المرحلة ، يكون النجم البدائي شديد الانحدار ويخلق رياحًا شمسية قوية جدًا (ناتجة عن المجال المغناطيسي). يمكن أن تصل درجة حرارة السطح إلى 7000 درجة مئوية! هذا يزيد عن 6 أضعاف حرارة بعض أسخن سجلات الحمم البركانية.

هذا هو الجزء الممتع.
النجم في هذه المرحلة غير مستقر للغاية ، إنه يدور بسرعة كبيرة. لذلك ، في انفجار هائل للطاقة ، تُطرد المادة من النجم (المعروفة باسم أجسام هيربيغ-هارو) مما يؤدي إلى إبطاء دورانه. هذا التباطؤ في زخم النجوم يسمح لها بالانهيار إلى ما يُعرف باسم نجم التسلسل الرئيسي.


الحياة كنجم تسلسل رئيسي

نجوم التسلسل الرئيسي ، مثل شمسنا ، هي في أوج حياتها. لكن ماذا يعني التسلسل الرئيسي؟ كل ما يعنيه إذا كان النجم يسمى نجم التسلسل الرئيسي هو أنه يدمج الهيدروجين في الهيليوم. تُعرف هذه العملية باسم اندماج الهيدروجين ، أو الاندماج النووي ، أو سلسلة البروتون والبروتون (تمر النجوم الأكبر بكثير عبر دورة CNO). لحسن الحظ ، تندمج هذه النجوم بعيدًا عن الهيدروجين. لكن ماذا يحدث عندما تنفد؟

النجوم متوسطة الحجم سوف تتقلص ثم تتوسع مع تراكم الهيليوم في اللب وتصبح عملاقًا أحمر. يصبح اللب ساخنًا وكثيفًا لدرجة أن الهيليوم يندمج الآن في الكربون! ثم يحدث وميض الهيليوم. إنه انفجار هائل للطاقة في فترة زمنية قصيرة وهو أمر مذهل للغاية. الآن ، يقوم العملاق بصهر الهيدروجين في الهيليوم في الغلاف حول اللب ودمج الهيليوم في الكربون في اللب الداخلي. بعد وقت طويل من الاندماج ، تتفكك طبقات النجم بعيدًا ، مما يجعل نوعًا من القشرة الكبيرة حول النظام النجمي. بعد مرور الوقت ، يصبح هذا سديمًا كوكبيًا.

النجوم الأكبر حجمًا لها جدول زمني مختلف تمامًا بعد مغادرة مجموعة التسلسل الرئيسي. لكن تمامًا مثل النجوم الشبيهة بالشمس ، تبدأ في دمج الهيليوم في الكربون. مع زيادة كتلة النجم أكثر فأكثر ، يصبح في النهاية عملاقًا أحمر فائقًا وبعض عناصر الانصهار مثل النيون والأكسجين. بعد مرور بعض الوقت ، يبدأ العملاق الضخم في دمج العناصر في الحديد ، وعندها تبدأ الأشياء في التوقف. لأن الحديد سوف يأخذ الطاقة ليندمج ، بدلاً من الدفع للخارج مثل الاندماجات الأخرى ، تتولى الجاذبية السيطرة ويبدأ النجم الفقير في الانهيار. لكن اللب يندفع للخلف مع غرق الطبقات الخارجية وينفجر النجم إلى ما يعرف أكثر باسم مستعر أعظم من النوع 2. إذا كان النجم كبيرًا بما يكفي ، فسوف يتشكل الثقب الأسود! إذا لم يكن الأمر كذلك ، فستتشكل كتلة شديدة الكثافة تسمى نجمًا نيوترونيًا. النجوم النيوترونية هي أكثر الأجسام كثافة في الكون إلى جانب الثقوب السوداء.