Skillnad mellan svart hål och maskhål

Huvudskillnad - Black Holes vs Wormholes

Svarta hål och maskhål är två fascinerande ämnen i fysiken och även i vetenskapliga fiktioner. Ett svart hål är ett extremt tätt föremål med en stor mängd materia och energi. Så skapar de extremt starka gravitationsfält som förvränger rymdtid runt den. Begreppet svarta hål föreslås i teorin om generell relativitet, och det var ett teoretiskt begrepp i årtionden. Till sist, fysiker hade tur att bekräfta förekomsten av svarta hål efter att de kunde upptäcka gravitationsvågor för första gången den 14 september 2015. Ett maskhål är ett teoretiskt koncept som föreslagits av Einstein och Rosen. Ett maskhål förbinder två punkter i rymdtid eller två olika universum. Hur som helst finns de bara i teoretisk fysik, hittills. Detta är den största skillnaden mellan svart hål och maskhål. 

Vad är en svart hål

Stjärnor är enorma naturliga termonukleära kraftverk i universum. Svarta hål, vita dvärgar och neutronstjärnor är några möjliga resultat av en kollapsande stjärna. Så man borde ha en klar förståelse för stjärnornas ursprung för att förstå bildandet av svarta hål.

Efter storängen var saken nästan i form av protoner, elektroner och några andra ljuskärnor. Dessa var flytande i hela universum precis som en gas. När universum avkyldes, kunde gravitationskrafterna föra några av dessa partiklar tillsammans, och gigantiska gasformiga moln bildades. När gravitationskrafterna lockade saken i molnen tillsammans, kom partiklar närmare och närmare. Så ökade partikelns kinetiska energi. Temperaturen ökade kontinuerligt när molnen samlades. Slutligen nådde den inre temperaturen cirka 7K, och densiteten hos ett sådant moln var extremt högt. Så de kollapsande molnen nådde de väsentliga förutsättningarna för kärnfusionsreaktioner, och stjärnor föddes.

Men efter att stjärnfusionsbränslet har använts, samlas stjärnans massa till en mycket liten volym av stjärnens gravitationskrafter, eftersom det återstående värme- och strålningstrycket inte räcker för att balansera sina egna gravitationskrafter. Resultatet är en extremt tät boll. Då blir stjärnan antingen en vit dvärg eller neutronstjärna eller svart hål beroende på dess massa. En stjärna som har en massa mindre än 1,4 solmassa blir en vit dvärg. Stjärnor med mer än nästan 3 solmassor blir svarta hål genom ett annat astronomiskt stadium. Stjärnor med en massa över 1,4 solmassor men mindre än 3 solmassor blir neutronstjärnor.

Centrum av ett svart hål är känt som säregenhet. Ytan på ett svart hål kallas händelsehorisonten. Radien hos ett icke roterande sfäriskt svart hål är direkt proportionellt mot dess massa. Det kan beräknas med hjälp av ekvationen. Svarta hål klassificeras i supermassiva svarta hål, stella svarta hål och mikro svarta hål. Om det ursprungliga syftet med ett svart hål roterades före kollapset skulle det resulterande svarta hålet också vara ett roterande svart hål.

Mass- och energitätheten hos ett svart hål är extremt högt och tyngdkraften i och omkring dem är otroligt hög. Så, ingenting från insidan av händelsehorisonten kan komma ut på utsidan. Som ett resultat av de enorma gravitationskrafterna är svarta hål väldigt svåra att upptäcka eftersom ljuset inte ens kan lämna dem.

Vad är ett maskhål

Konceptet maskhål är ett mycket populärt ämne i science fictions eller sci-fi. Konceptet föreslogs av Albert Einstein och Rosen efter att ha studerat relativitetsteorin. Så, ibland kallas maskhål Einstein - Rosenbroar. Genom att analysera matematiska lösningar i Einsteins gravitationsteori förutsäger teoretikerna fortfarande möjligheten att det finns ormhål.

Enkelt är ett maskhål ett teoretiskt begrepp som förbinder två punkter i rymdtiden. Banan genom ett maskhål är mycket kort jämfört med någon annan väg i den konventionella rymdtiden. Så, maskhål är genvägar i rymdtiden.

Ett maskhål har två mun och hals (ett rör). Halsen är genväg eller tunnel som förbinder sina två munar. Teoretiskt kan ett maskhål ansluta två olika punkter i universum eller två universum. Enligt lösningarna erhållna i generell relativitet kan maskhål existera och varav de två munen öppnas i två olika svarta hål. Hur som helst kan svarta hål som bildas av kollapsade stjärnor inte skapa ormhål.

Om de verkligen existerar finns det flera fascinerande fördelar i samband med dem. De skulle ge genvägar genom rymden. De skulle tillåta att gå tillbaka till det förflutna. Enkelt, några teoretiker säger att ormhål skulle vara både genvägar och tidsmaskiner.

Det finns två huvudtyper av maskhål, nämligen, Euclidian maskhål och Lorentzian maskhål. Tyvärr har ingen sett något maskhål i den verkliga rymdtiden. de finns fortfarande bara i teoretiska beräkningar och filmer. Om de verkligen existerar skulle en resenär som passerar dem behöva möta två utmaningar, storleken på munhålets mun och dess livstid. En maskhåls storlek eller diameter kan vara omkring 10^-33 m och livstid på maskhål kan vara mycket korta. Så, om de existerar, finns det ingen praktisk fördel för en tidsresenär som en genväg genom rymden.

Några studier har dock visat att exotisk materia kan hålla ormhål oförändrade och statiska under en längre tid. Exotisk materia är inte vanlig materia, antimatter eller mörk materia. Energitätheten hos exotisk materia är negativ. Men ett praktiskt problem grödar upp i att hitta en tillräcklig mängd exotisk fråga. Vissa fysiker säger att lösningen kan vara där i kvantfältteori.

Hittills har ingen observerat något maskhål i det verkliga rummet, medan många teoretiska studier pågår.

"Inbäddningsdiagram" av ett Schwarzschild-maskhål

Skillnad mellan svart hål och maskhål

Storlek:

Svarta hål: Ett svart hål kan spridas från flera kilometer till hundratals astronomiska enheter.

maskhål: Diametern av munningen hos ett typiskt maskhål kan vara omkring 10^-33m.

Bevis / Förekomst:

Svarta hål: Forskare har observerat många starka bevis som bekräftar att det finns svarta hål. Den första direkta detektionen av svarta hål meddelades den 11/02 / 2016. Det var den första upptäckten av både gravitationella vågor och svarta hål.

maskhål: Tyvärr har inga starka bevis hittills observerats.

Teorier / Begrepp:

Svarta hål: Svarta hål finns i teorin om speciell relativitet, astrofysik, kosmologi.

maskhål: Wormholes finns i teorin om speciell relativitet, kvantfysik, astrofysik, partikelfysik, kosmologi.

Betydelse:

Svarta hål: Svarta hål tros spela en viktig roll i universums utveckling. De kontrollerar många astronomiska föremål.

maskhål: Om maskhål existerar kan de användas som genvägar för att resa även miljontals ljusår inom en kort tidsperiod. Dessutom skulle de tillåta bakåtresa. Hur som helst skulle en stor mängd exotiska ämnen behövas för att hålla dem statiska och oföränderliga. Ett annat problem är att alla inkomna ämnen kan göra dem instabila.

Krav:

Svarta hål: Svarta hål kräver extremt hög massa och energitäthet.

maskhål: Negativ energi behövs för att hålla dem statiska och oföränderliga.

Övriga egenskaper:

Svarta hål: De extremt starka gravitationsfälten som skapas av svarta hål, förvränger rymdtid runt den. Ingenting kan fly från dem på grund av den extrema tyngdkraften.

maskhål: De är mycket små i storlek och extremt instabila.

Image Courtesy:

"Wormhole" av Kes47 (?) - Fil: LorentzianWormhole.jpg, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia