إجابة:
تفسير:
في أبسط صوره ، يمكن التفكير في وجود ثقب أسود كنجم منهار حيث تتركز كل الكتلة في نقطة واحدة في الفضاء ، ألا وهي التفرد. لأنها نقطة ، لا يوجد حجم. كثافة التفرد لذلك لا حصر له بغض النظر عن الكتلة.
ومع ذلك ، فإن الثقوب السوداء لها أفق للأحداث ، وهي النقطة التي يتم فيها التقاط الضوء بواسطة الثقب الأسود.إذا تعاملنا مع أفق هذا الحدث كحد كروي للثقب الأسود ، فيمكننا استخدام حجمه لحساب الكثافة لدينا بدلا من التفرد. على نحو فعال ، نحن نحسب الكثافة "المتوسطة" في أفق الحدث. يمكن العثور على نصف قطر أفق الحدث ، الذي يطلق عليه Schwarzschild Radius ، باستخدام ما يلي:
أين
لدينا صيغة الكثافة من أعلاه هي الآن أكثر إثارة للاهتمام.
أو ، مع القليل من إعادة الترتيب ،
توصيل الثوابت وكثافة الماء ،
بعبارات أكثر وضوحا ، هذا يعادل
للثقب الأسود في المجرة M82 كتلة حوالي 500 ضعف كتلة شمسنا. لها نفس حجم قمر الأرض. ما هي كثافة هذا الثقب الأسود؟
السؤال غير صحيح في القيم ، لأن الثقوب السوداء لا تحتوي على حجم. إذا قبلنا ذلك بشكل صحيح فإن الكثافة غير محدودة. إن الشيء الذي يتعلق بالثقوب السوداء هو أن الجاذبية في التكوين تجعل كل الجسيمات تحتها. في النجم النيوتروني لديك ثقل كبير لدرجة أن البروتونات يتم سحقها مع الإلكترونات التي تنتج النيوترونات. يعني هذا أساس ا أنه على عكس المسألة "الطبيعية" التي تمثل مساحة خالية بنسبة 99٪ ، يكون النجم النيوتروني صلب ا بنسبة 100٪ تقريب ا. هذا يعني أن النجم النيوتروني في الأساس يكون كثيف ا قدر الإمكان. بسبب الكتلة الكبيرة والجاذبية ، يكون الثقب الأسود أكثر كثافة من ذلك. إذا كنت تعتقد أن الكوازار وأفق الحدث ينتجان فعلي ا عن طريق
ما هو الفرق بين الثقب الأسود والثقب الأسود الهائل؟
الثقوب السوداء الفائقة الكتلة أكبر بعدة مرات من الثقوب السوداء الأخرى. يتكون الثقب الأسود عادة عندما ينهار نجم كبير مناسب تحت الجاذبية. هم عادة 10s من الكتل الشمسية. الثقب الأسود الهائل هو من بين آلاف الألواح الشمسية. ويعتقد أنها موجودة في مراكز معظم المجرات. لديهم كتل كبيرة بحيث يجب أن تكون نتيجة للثقوب السوداء دمج واستهلاك كميات هائلة من المواد.
ماذا نعني عندما نقول أن الثقب الأسود يشبه الثقب في الفضاء؟
إنه تسمية خاطئة أن نسميها "ثقب" في الزمكان. إن الثقب الأسود يمتص جميع الإشعاعات العارضة ويمثل تفرد ا ، مما يعني في الواقع أن قوانين الفيزياء كما نعرفها تتوقف عند رؤيتها. هناك دائرة نصف قطرها تسمى أفق الحدث حيث تمدد الوقت غير محدود ، مما يعني أن الوقت لا يمكن قياسه هنا وأن فوتونات الحادث ببساطة "تختفي". هذا ليس خيال علمي بل هو تحذير من نظرية أينشتاين في النسبية ويخبرنا أننا نقترب من حواجز العلوم القابلة للقياس الكمي. الثقب الأسود هو في الأساس ليس "ثقب" بشكل أساسي ، أكثر من ذرة تحتوي على "التفاف الزمن".