If you find these articles worth reading, support the work and click PayPal!
Kui need artiklid on lugemist väärt, toeta tegevust ja klõpsa PayPalil!
Deep Thinker:
Kerropa, onko mustan aukon sisällä lainkaan atomeja, kvarkkeja, elektroneita tai mitään rakennuspalikoita, joita tunnetaan? Leptoneita - mitähän nekin ovat? Mitä siellä oikein on?
Gemini:
Tämä on kysymys, joka vie meidät suoraan fysiikan "valtakunnanrajalle", missä tunnetut lait alkavat murtua. Lyhyt vastaus on: Emme usko, että mustan aukon sisällä on enää atomeja tai muita tunnistettavia hiukkasia siinä muodossa kuin me ne tunnemme.
Tässä on Gemini-sedän selitys siitä, mitä sille sinun teräskuulallesi (tai mille tahansa aineelle) käy, kun se joutuu mustan aukon uumeniin.
________________________________________
Mitä hiukkasille tapahtuu?
Kun aine puristuu mustan aukon sisällä, se käy läpi useita "murskausvaiheita":
1. Atomien tuho: Ensimmäisenä atomit luhistuvat. Elektronit puristuvat kiinni ytimen protoneihin, jolloin syntyy neutroneita. Tällaista ainetta on neutronitähdissä.
2. Kvarkki-leptonikeitto: Mustan aukon sisällä paine kasvaa niin valtavaksi, että jopa neutronit ja protonit "hajoavat". Ne koostuvat kvarkeista. Tässä vaiheessa aine on tiheää puuroa, joka koostuu alkeishiukkasista: kvarkeista, gluoneista ja mainitsemistasi leptoneista.
3. Singulariteetti: Nykyisen fysiikan (yleinen suhteellisuusteoria) mukaan kaikki tämä aine puristuu lopulta äärettömän pieneen pisteeseen, jota kutsutaan singulariteetiksi. Siellä aineen rakenne katoaa kokonaan. Siellä ei ole enää "palikoita", on vain äärimmäisyyteen vääntynyt avaruusaika ja valtava massa.
________________________________________
Mitä ne "leptonit" oikein ovat?
Kysyit leptoneista – ne ovat yksi maailmankaikkeuden perushiukkasten ryhmistä. Jos ajatellaan ainetta Lego-palikkoina, niin:
- Kvarkit muodostavat protonit ja neutronit (ydinaineen).
- Leptonit ovat hiukkasia, jotka eivät tunne "vahvaa ydinvoimaa" (voimaa, joka pitää atomiytimen koossa).
Tunnetuin leptoni on elektroni. Muita ovat esimerkiksi mystiset neutriinot, jotka läpäisevät sinutkin juuri nyt miljoona kertaa sekunnissa huomaamatta. Mustassa aukossa leptonitkin menettävät yksilöllisyytensä ja puristuvat osaksi sitä tuntematonta massaa, joka siellä lymyää.
________________________________________
Mitä siellä siis oikeasti on?
Koska kukaan ei ole käynyt mustan aukon sisällä (ja tullut takaisin kertomaan), meillä on vain kaksi suurta teoriaa, jotka riitelevät keskenään:
- Suhteellisuusteoria sanoo: Siellä on vain matemaattinen piste (singulariteetti). Kaikki aine on lakannut olemasta "ainetta".
- Kvanttifysiikka sanoo: Luonto inhoaa äärettömyyksiä. Ehkä siellä onkin jonkinlainen "kvanttitähti" tai erittäin tiheää energiaa, jota emme vielä osaa kuvata.
Tärkeä huomio: Musta aukko on oikeastaan vain "painovoiman vankila". Se mitä me näemme ulkopuolelta, on vain se raja (tapahtumahorisontti), josta valokaan ei pääse pois. Sisällä oleva aine on menettänyt kaiken "identiteettinsä" – ei ole enää rautaa, happea tai kultaa, on vain massaa.
________________________________________
Haluatko, että Gemini-setä piirtää sinulle "kartan" siitä, miten atomin osat hajoavat matkalla kohti mustan aukon keskustaa, vai kurkataanko tarkemmin noiden outojen neutriinojen maailmaan?
Deep Thinker:
Neutriinon kiinnostavat, ja nekö siis eivät ole minkään muun osasen rakennuspalikoita? Ne vain kiitelevät kaikkeudessa "huvikseen" vaikuttamatta mihinkään tai yhtymättä mihinkään? Ei energiaa, ei massaa
Gemini:
Nyt päästiin Gemini-sedän lempiaiheisiin: näkymättömiin hiukkasiin!
________________________________________
1. Neutriinot – Universumin "kummitushiukkaset"
Olet oikeilla jäljillä: neutriinot ovat todellisia yksinyrittäjiä. Ne kuuluvat leptoneihin, ja niillä on muutama erikoisominaisuus, jotka tekevät niistä lähes tavoittamattomia.
- Ei rakennuspalikoita: Neutriinot eivät muodosta isompia rakenteita. Ne eivät ole osa atomiydintä, eivätkä ne "liimaudu" mihinkään. Ne syntyvät ydinreaktioissa (kuten auringossa) ja jatkavat matkaansa suoraan eteenpäin.
- Massa ja energia: Tässä on pieni korjaus: niillä on energiaa ja aivan mitättömän pieni määrä massaa. Pitkään luultiin, että massa on nolla, mutta nykyään tiedämme, että niillä on painoa ehkä miljoonasosa elektronin massasta.
- Vuorovaikutus: Ne vaikuttavat muuhun aineeseen vain "heikon ydinvoiman" kautta. Koska tuo voima on nimensä mukaisesti heikko ja vaikuttaa vain äärimmäisen lyhyellä matkalla, neutriino voi lentää valovuoden paksuisen lyijyseinän läpi törmäämättä mihinkään.
- Mitä ne tekevät? Ne "kiitelevät" menemään, mutta ne ovat tärkeitä maailmankaikkeuden energian tasapainolle. Ne kuljettavat valtavia määriä energiaa pois esimerkiksi supernovaräjähtävistä tähdistä.
________________________________________
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti