4.11 Hatima ya mashimo meusi: fasi—kizingiti—hali za mwisho

Nyumbani ／ Sura ya 4: Mashimo meusi (V5.05)

Shimo jeusi si “ganda jeusi” lisilobadilika. Lina mzunguko wa maisha: wakati usambazaji wa vitu ni mwingi, mfumo “hufanya kazi” kwa nguvu; kisha hufuata kipindi kirefu ambacho kupungua kwa usambazaji na msukumo wa kusivija polepole hutawala. Hatimaye mfumo hupita kizingiti kinachoonekana wazi — mpaka muhimu wa nje hujirudisha nyuma kama kitu kimoja — na husogea kuelekea tamati mbili tofauti: kurudi kwenye kiini (kitu cha nyota chenye msongamano mkubwa bila upeo wa matukio) au hali ya supu nzito (mkusanyiko usio na upeo, unaoongozwa na mvuto wa kitakwimu wa bahari ya nyuzi zenye msongamano).

I. Fasi: kutoka usambazaji hai hadi utawala wa kusivija

Fasi ya usambazaji hai: kipindi cha “kazi” nzito

• Taswira karibu na kiini: Mpaka muhimu wa nje ni laini lakini kwa ujumla thabiti; ukanda wa mpito hufanya kazi kama “pistoni” inayosukuma mara kwa mara; kiini cha ndani huchuruzika kwa mikato na miunganiko mipya iliyojaa.
• Njia za kutoka kwa nishati: Njia tatu huishi pamoja na hubadilishana uongozi. Wakati mzunguko na jiometri vinapofaa, utobokezi wa mhimili (mitiririko ya kasi ya mhimili (jeti)) huwa wa kudumu na wenye nishati kubwa. Wakati momenti ya mzunguko ya msongamano wa ndani inapendelea tambarare ya diski, huimarika usafirishaji wa ukanda wa kingo ulio chini ya kizingiti (upepo wa diski na uchakataji upya). Wakati kelele ya mandharinyuma ni kubwa na misukosuko kutoka nje inajirudia, miporu ya muda hutokea kwa mafungu, hivyo kusababisha uvujaji mdogo lakini mpana.
• Dalili za kuonekana: Pete kuu hubaki thabiti, na pete ndogo huonekana; mara nyingi sehemu ang’avu ya kudumu hukaa juu ya pete. Uelekezaji wa polariseni huonyesha mizunguko laini iliyoingiliana na mabanda ya mgeuko. Katika misururu ya wakati hujitokeza mara kwa mara ngazi za pamoja zinazobaki sawia hata baada ya kuondoa mtawanyiko, pamoja na misururu ya mwangwi.

Fasi ya utawala wa kusivija: mawimbi ya polepole ya kurudi nyuma

• Taswira karibu na kiini: Usambazaji wa nje hupungua. Kiini cha ndani “huchemka” bado, lakini bajeti ya mvutano huliwa na kusivija; kizingiti cha wastani cha mpaka wa nje hushuka taratibu; “pumzi” ya pete hupungua; ukanda wa mpito hujionyesha kama kizimia mshtuko kuliko injini.
• Njia za kutoka kwa nishati: Ni vigumu kudumisha utobokezi wa mhimili kwa kujitegemea; usafirishaji wa kingo huwa uti wa mgongo. Miporu ya muda hubaki, lakini hubeba mzigo wa msingi wenye amplitude ndogo wa muda mrefu.
• Dalili za kuonekana: Pete huingia giza na kuwa nyembamba; ni vigumu zaidi “kuwasha” pete ndogo; polariseni huendelea kuzunguka laini, hata hivyo mabanda ya mgeuko yanapungua; amplitude ya ngazi za pamoja hushuka; ganda la mwangwi huwa refu na bapa.

Mabadiliko ya fasi si swichi ya kuwasha/kuzima, bali ni mwelekeo wa kitakwimu wa kuhama kwa kitovu cha uzito: njia iliyo “rahisi zaidi” hubeba mzigo mkubwa zaidi.

II. Kizingiti: kuondoka kwenye hali muhimu (mpaka wa nje hujirudisha nyuma kama kitu kimoja)

Vigezo vinavyofafanua

• Hakuna kizingiti kuzunguka pete yote: Katika sehemu nyingi za pete, “hitaji la chini kabisa” kuelekea nje halizidi tena “kikomo cha juu kinachoruhusiwa” cha eneo, na hali hii hudumu kwa muda mrefu kuliko muda wa kupona wa tabaka la gamba na muda wa kumbukumbu wa ukanda wa mpito.
• Hakuna udhibiti wa pamoja (gating): Matukio makubwa yanaporudi, hazitokei tena ngazi za pamoja ambazo baada ya kuondoa mtawanyiko ni “karibu dirisha moja”; upana wa pete hauonyeshi tena jozi za upanuzi mdogo na urejesho kwa kila tukio.
• Kusambaratika kwa mkusanyo wa jiometri: Taswira karibu na kiini haionyeshi tena pete kuu thabiti yenye familia inayojirudia ya pete ndogo; “kikuza-jiometri” kutokana na njia nyingi za kurudi nyuma huzimwa.

Kwa nini kizingiti hupitwa

• Kuumia kwa bajeti: Kusivija kwa muda mrefu na kupungua kwa usambazaji hushusha bajeti ya mvutano chini ya kiwango kinachohitajika kudumisha mpaka muhimu wa nje.
• Jiometri kutota: Urefu wa ulinganifu wa mkato ndani ya ukanda wa mpito hupungua; mabanda hayaunganiki tena kuwa vichochoro vya kudumu vya upinzani mdogo; mwitikio wa pamoja wa tabaka la gamba kwa matukio makubwa hutoweka.
• Upendeleo wa mhimili kupungua: Mzunguko hudhoofika au hubadilisha mwelekeo; “njia ya mkato ya kiasili” kando ya mhimili haitawali tena, hivyo utobokezi wa muda mrefu ni mgumu kuudumisha.

Ishara za mpito wakati wa kupita kizingiti

• Picha na polariseni: Pete kuu hubabuka haraka na kuwa ya kivuli; pete ndogo hutoweka; miundo ya polariseni hubadilika kutoka “iliyopangwa” hadi “iliyopangwa kidogo”. Ngazi za pamoja hukosekana; hubaki mielekeo ya kusogea polepole ya kaista maalum.
• Hakuna kurejea bila usambazaji mpya: Bila mtiririko mpya wenye nguvu, sifa hizi hazitarejea.

III. Hali ya mwisho ya kwanza: kurudi kwenye kiini (kitu cha nyota chenye msongamano mkubwa bila upeo)

Masharti

• Mpaka wa ndani hujikunja kuelekea ndani: Baada ya mpaka wa nje kurudi nyuma, ukanda muhimu wa ndani unasogea zaidi kuelekea katikati; mvutano wa kiini hushuka vya kutosha ili mizunguko thabiti ya kufunga iweze tena kujibeba kwa muda mrefu.
• Uundaji-kiini una faida: Nyuzi hufunga kwa urahisi zaidi kuwa mizunguko thabiti; matukio ya uharibifu hupungua kwa dhahiri; sehemu ya wabeba chaji wasio thabiti hushuka kiasi kwamba sakafu kali ya kelele haiendelezwi tena.
• Ujenzi upya wa jiometri: Karibu na kiini huibuka uongozi wa “kiini kigumu — ganda laini”: katikati huundwa muundo unaobeba, thabiti na wenye msongamano mkubwa, uliofungwa na gamba jembamba la nyuzi.

Dalili za kuonekana

• Safu ya picha: Hakuna pete kuu wala pete ndogo thabiti; badala yake kiini kidogo chenye mwanga mkali au pete ndogo ang’avu (ndani zaidi na si kutokana na mkusanyiko wa njia za kurudi). Kwenye ukingo hakuna sekta ang’avu ya kudumu.
• Polariseni: Kiwango cha kati cha polariseni; pembe ya mkao hubaki thabiti kwa muda mrefu zaidi; mabanda ya mgeuko ni machache; mwelekeo wa jumla huonyesha jiometri imara ya uwanja karibu na kiini.
• Wakati: Hakuna tena ngazi za pamoja zinazoendeshwa na udhibiti wa pamoja; mabadiliko hutawaliwa na miale mifupi kutoka uso/chini ya uso; miangwi hufanana na “kurudi kwa uso” kuliko “kurudi kwa gamba”.
• Wigo: Sehemu ya uchakataji upya hupungua; uhusiano kati ya sehemu ngumu na laini huwa wa moja kwa moja zaidi; makundi yakidondoka ndani, hujitokeza mwangaza wa aina ya kurudi badala ya ngazi za kizingiti.
• Mazingira: Mitiririko ya kasi ya mhimili mara nyingi huzima; wakati mwingine hubaki mtokouo dhaifu, thabiti na wenye sumaku, wenye nguvu ndogo na ukolimoshi dhaifu.

Maana ya kifizikia
“Kurejea kwenye kiini” si kurudi kwenye nyota ya kawaida, bali ni mgeuko kwenda kitu cha nyota chenye msongamano mkubwa bila upeo, ambacho “mfupa mgumu” wa mizunguko thabiti huongoza na hubeba mzigo. Ubadilishanaji wa nishati hutokea hasa kwenye (chini ya) uso, bila kutegemea udhibiti wa tabaka la gamba.

IV. Hali ya mwisho ya pili: hali ya supu nzito (kitu kisicho na upeo kinachoongozwa na mvuto wa kitakwimu)

Masharti

• Mpaka wa nje umetoweka, wa ndani haujaenda vya kutosha: Mvutano hautoshi kudumisha upeo, lakini bado huzuia kujibeba kwa muda mrefu kwa mizunguko thabiti ya ukubwa mkubwa.
• Kutokuwa thabiti kama kanuni: Mizunguko ya kufunga ya maisha mafupi huibuka na kuvunjika mfululizo; mgawanyiko wake huotesha sakafu ya kelele, inayodumisha “supu” nzito.
• Mvuto wa kitakwimu hutawala: Hakuna uso mgumu wa kimwili; mwingiliano wa mivuto mifupi mingi huunda upendeleo laini lakini wa kina wa mvutano unaoongoza mienendo kwa nguvu.

Dalili za kuonekana

• Safu ya picha: Hakuna pete kuu thabiti; ukanda wa kiini ni tundu lenye mwangaza mdogo wa uso, mara nyingi bila kiini ang’avu chenye ukali; mwanga hukusanyika ndani ya gamba la nje lililochakatwa upya, pamoja na mwanga ulioenea na mitokouo ya ukungu.
• Polariseni: Chini hadi ya kati; pembe ya mkao ni vipande vipande na yenye mapumziko; mabanda ya mgeuko ni mafupi na yenye mchanganyiko — hayajapangika kuliko katika kurudi kwenye kiini.
• Wakati: Hakuna ngazi za pamoja; juu ya kuinuka kwa taratibu na mwangaza mrefu wa baadaye hujengeka miale midogo na ya mara kwa mara inayoendeshwa na kelele.
• Wigo: Wigo mzito na uchakataji upya mkali hutawala; mistari ni dhaifu, mistari ya uchunguzi wa plasma ni michache; kuanzia infraredi hadi submilimita huonekana msingi mpana wenye utofautishaji mdogo.
• Mazingira/kinematiki: Upepo wa pembe pana, miundo ya viputo na magamba ya gesi yenye joto hujitokeza; uwiano wa wingi-kwa-mwanga ni mkubwa; lenzi ya mvuto dhaifu/enye nguvu na mizunguko ya jirani zote huonyesha kisima cha uwezo chenye kina chenye mwanga mchache.

Maana ya kifizikia
Hii ni mkusanyiko mnene wa nyuzi usio na upeo: mizunguko thabiti hudumu mara chache kwa muda mrefu; wabeba chaji ni wachache na wasio thabiti; mwanga unaoendana ni mgumu kuupanga. Ubadilishanaji wa nishati ni mpana na umechakatwa upya kwa kiasi kikubwa. Matokeo yake ni “giza lakini nzito”: karibu na kiini huonekana tupu, lakini kuelekea nje mfumo huonyesha mvutano wa nguvu ya uvutano — sura ya kiasili ya mfumo unaotawaliwa na mvuto wa kitakwimu na usio na kiini kigumu.

V. Mtazamo wa kozmolojia: mpangilio wa kawaida katika mandhari baridi na tulivu

1. Usambazaji huishia hatimaye: Kadiri ulimwengu unavyopoa na kuwa mwororo katika mizani mirefu ya muda, vitu vipya na misukosuko mikubwa kutoka nje hupungua; kusivija huchukua usukani.
2. Vidogo “huondoka mapema”, vikubwa “baadaye”: Vitu vidogo vina njia fupi, tabaka la gamba nyepesi na ukanda mwembamba wa mpito, hivyo huondoka kwenye hali muhimu mapema; vikubwa vina njia ndefu, gamba zito na ukanda mpana wa mpito, hivyo hudumu zaidi.
3. Mwelekeo wa matawi:
   • Mwelekeo wa kurudi kwenye kiini: Viumbe vyenye mteremko mkubwa wa mvutano, mwelekeo na muundo thabiti, na kuzima haraka kwa kelele kutoka kwa wabeba wasio thabiti hurudi kwa urahisi kwenye kiini.
   • Mwelekeo wa supu nzito: Viumbe vyenye upungufu mdogo wa mvutano, uzalishaji hai wa kutokuwa thabiti na mkato wa kingo unaodumu hukwama zaidi katika hali ya supu nzito.
4. Mageuzi ya makundi: Makundi ya awali yenye mitiririko yenye nguvu ya mhimili huzima mitiririko kwanza, na kuhamia usafirishaji wa kingo na kusivija polepole. Baadaye hugawanyika kuwa wachache wanaorudi kwenye kiini na wengi wanaobaki kwenye supu nzito. Pande zote mbili hazina tena udhibiti wa kiwango cha upeo.

Huu si ratiba ya chanzo kimoja, bali mpangilio wa uwezekano. Katika ulimwengu baridi na tulivu, kuondoka kwenye hali muhimu karibu hakuepukiki; mwendo ujao hutegemea bajeti iliyosalia ya mvutano, jinsi mpaka wa ndani ulivyorudi nyuma, na kama kelele kutoka kwa wabeba wasio thabiti inaweza kupunguzwa vya kutosha.