ब्लैक होल
ब्लैक होल दिक्काल का एक ऐसा क्षेत्र है जो इतनी प्रबलता से वक्रित होता है कि घटना क्षितिज के अंदर से कुछ भी, यहाँ तक कि प्रकाश भी, बच नहीं सकता; ब्लैक होल सामान्य सापेक्षता की सबसे प्रभावशाली भविष्यवाणियों में से हैं और अब इन्हें सीधे देखा गया है।
Definition
एक ब्लैक होल दिक्काल का एक क्षेत्र है जो एक घटना क्षितिज से घिरा होता है, एक एकतरफा सतह जिसके भीतर से कोई भी संकेत दूर के पर्यवेक्षकों तक नहीं पहुँच सकता है, यह तब बनता है जब पदार्थ को उसके श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या के भीतर संपीड़ित किया जाता है और संतुलन में केवल द्रव्यमान, कोणीय संवेग और आवेश द्वारा विशेषता होती है।
Scope
यह क्षेत्र ब्लैक होल की परिभाषा और संरचना को शामिल करता है: घटना क्षितिज और उनके द्वारा घेरी गई विलक्षणताएँ, नो-हेयर प्रमेय जो एक स्थिर ब्लैक होल को द्रव्यमान, आवेश और घूर्णन तक सीमित करते हैं, घूर्णन करने वाली केर और आवेशित रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम ज्यामिति, ब्लैक-होल यांत्रिकी के नियम और हॉकिंग विकिरण सहित उनकी थर्मोडायनामिक व्याख्या, और ब्लैक होल बनाने वाला गुरुत्वाकर्षण पतन।
Sub-topics
Core questions
- एक घटना क्षितिज को क्या परिभाषित करता है और उसके परे क्या है?
- एक स्थिर ब्लैक होल को केवल तीन संख्याओं द्वारा क्यों वर्णित किया जाता है?
- क्वांटम प्रभाव ब्लैक होल को विकिरण कैसे करते हैं और उनमें एन्ट्रापी कैसे होती है?
- खगोलभौतिकीय ब्लैक होल गुरुत्वाकर्षण पतन द्वारा कैसे बनते हैं?
Key concepts
- घटना क्षितिज
- विलक्षणता
- नो-हेयर प्रमेय
- ब्लैक-होल एन्ट्रापी
- हॉकिंग विकिरण
- गुरुत्वाकर्षण पतन
Key theories
- नो-हेयर प्रमेय
- सामान्य सापेक्षता में एक स्थिर ब्लैक होल को उसके द्रव्यमान, कोणीय संवेग और विद्युत आवेश द्वारा पूरी तरह से वर्णित किया जाता है, ताकि इसे बनाने वाले पदार्थ के अन्य सभी विवरण क्षितिज के पीछे खो जाते हैं।
- विलक्षणता प्रमेय
- पेनरोस और हॉकिंग ने सिद्ध किया कि, उचित ऊर्जा और कार्य-कारण की स्थितियों के तहत, गुरुत्वाकर्षण पतन और प्रारंभिक ब्रह्मांड को दिक्काल विलक्षणताएँ उत्पन्न करनी चाहिए, यह स्थापित करते हुए कि विलक्षणताएँ सामान्य सापेक्षता की सामान्य विशेषताएँ हैं न कि समरूपता की कलाकृतियाँ।
- हॉकिंग विकिरण
- एक क्षितिज के पास क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत यह भविष्यवाणी करता है कि एक ब्लैक होल अपने द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती तापमान पर तापीय विकिरण उत्सर्जित करता है, ताकि ब्लैक होल धीरे-धीरे वाष्पित हो जाएं, जिससे गुरुत्वाकर्षण, क्वांटम सिद्धांत और थर्मोडायनामिक्स जुड़ते हैं।
Clinical relevance
ब्लैक होल आधुनिक खगोल भौतिकी के केंद्र में हैं: तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल ढहते हुए विशाल तारों से बनते हैं और एक्स-रे बाइनरी को शक्ति प्रदान करते हैं, सुपरमैसिव ब्लैक होल आकाशगंगाओं को स्थिर करते हैं और सक्रिय गांगेय नाभिक को संचालित करते हैं, और ब्लैक होल का विलय अब तक पता लगाए गए गुरुत्वाकर्षण तरंगों के सबसे तेज़ स्रोत हैं।
History
श्वार्ज़स्चिल्ड के 1916 के समाधान में निहित, ब्लैक होल को लंबे समय तक अवास्तविक माना जाता था जब तक कि ओपेनहाइमर और स्नाइडर ने 1939 में पतन का मॉडल नहीं बनाया; पेनरोस का 1965 का विलक्षणता प्रमेय, व्हीलर द्वारा 'ब्लैक होल' का नामकरण, नो-हेयर परिणाम, और 1970 के दशक में बेकेनस्टीन-हॉकिंग द्वारा ब्लैक-होल थर्मोडायनामिक्स की खोज ने उन्हें केंद्रीय वस्तुओं के रूप में स्थापित किया, जिसकी बाद में गुरुत्वाकर्षण-तरंग और इवेंट होराइजन टेलीस्कोप के अवलोकनों द्वारा पुष्टि की गई।
Debates
- सूचना विरोधाभास
- हॉकिंग की गणना ने सुझाव दिया कि एक वाष्पीकृत ब्लैक होल सूचना को नष्ट कर देता है, जो क्वांटम यांत्रिकी की एकात्मकता के साथ विरोधाभासी है; होलोग्राफी, फ़ायरवॉल, या विकिरण में सूक्ष्म सहसंबंधों के माध्यम से दोनों को समेटना एक सक्रिय और अनसुलझा समस्या बनी हुई है।
Key figures
- Roger Penrose
- Stephen Hawking
- Jacob Bekenstein
- John Wheeler
- Roy Kerr
Related topics
Seminal works
- penrose1965
- hawking1975
Frequently asked questions
- क्या आप कभी ब्लैक होल के अंदर क्या होता है, देख सकते हैं?
- बाहर से नहीं: घटना क्षितिज आंतरिक भाग से किसी भी संकेत को दूर के पर्यवेक्षकों तक पहुँचने से रोकता है, इसलिए आंतरिक भाग कार्य-कारण से विच्छेदित होता है; एक पर्यवेक्षक जो अंदर गिरता है, सैद्धांतिक रूप से इसकी जांच कर सकता है लेकिन क्षितिज के पार कभी भी वापस रिपोर्ट नहीं कर सकता।
- क्या ब्लैक होल हमेशा के लिए रहते हैं?
- शास्त्रीय रूप से हाँ, लेकिन हॉकिंग विकिरण के कारण वे द्रव्यमान खो देते हैं और अंततः वाष्पित हो जाते हैं; तारकीय और बड़े ब्लैक होल के लिए समय-सीमा खगोलीय रूप से लंबी होती है, इसलिए खगोलभौतिकीय ब्लैक होल अब तक माने गए किसी भी मानवीय या ब्रह्मांडीय समय-सीमा पर प्रभावी रूप से स्थायी होते हैं।