Чорнi дiри
Информация - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие материалы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
Реферат
Чорнi дiри
Змiст
Вступ
1. Структура чорноi дiри
2. Випромiнювання чорноi дiри
3. Еволюцiя зiрок
Висновок
Список використовуваноi лiтератури
Вступ
У наш час важко знайти людину, яка не чула б про чорнi дiри. Разом з тим, мабуть, не менш важко вiдшукати того, хто змiг би пояснити, що це таке. Втiм, для фахiвцiв чорнi дiри вже перестали бути фантастикою - астрономiчнi спостереження давно довели iснування як малих чорних дiр (з масою порядку сонячноi), якi утворилися в результатi гравiтацiйного стиснення зiрок, так i надмасивних (до 109 мас Сонця), якi породив колапiiлих зоряних скупчень в центрах багатьох галактик, включаючи нашу. В даний час мiкроскопiчнi чорнi дiри шукають в потоках космiчних променiв надвисоких енергiй (мiжнародна лабораторiя Pierre Auger, Аргентина) i навiть припускають налагодити iх виробництво на Великому адронному коллайдерi (LHC). Проте справжня роль чорних дiр, iх призначення для Всесвiту, знаходиться далеко за межами астрономii та фiзики елементарних частинок. При iх вивченнi дослiдники глибоко просунулися в науковому розумiннi перш суто фiлософських питань - що СФ простiр i час, чи iснують межi пiзнання Природи, яка звязок мiж матерiСФю та iнформацiСФю.
Термiн чорна дiра був запропонований Дж. Уiлер в 1967 роцi, однак першi пророкування iснування тел настiльки масивних, що навiть свiтло не може iх покинути, датуються XVIII столiттям i належать Дж. Мiтчеллу i П. Лапласа. РЗх розрахунки грунтувалися на теорii тяжiння Ньютона i корпускулярну природу свiтла.
1. Структура чорноi дiри
Вдалинi вiд чорноi дiри простiр-час майже плоске, i там свiтловi променi поширюються прямолiнiйно. Це - важливий факт. Променi свiтла, що проходять ближче до чорноi дiрки, вiдхиляються на бiльш значнi кути. Коли свiтло поширюСФться через область простору-часу з бiльшою кривизною, його свiтова лiнiя стаСФ все бiльш викривленою. Можна навiть направити промiнь свiтла точно в такому напрямку щодо чорноi дiри, щоб цей свiт виявився спiйманий на кругову орбiту навколо дiрки. Ця сфера навколо чорноi дiри iнодi називаСФться Фотон сферою або - фотонiв окружнiстю ; вона утворена свiтлом, оббiгали навколо чорноi дiри по всiляких кругових орбiтах. Кожна зiрка у Всесвiтi посилаСФ хоч трохи свiтла саме на таку вiдстань вiд чорноi дiри, що цей свiт захоплюСФться на фотонних сферу.
Слiд памятати, що цi круговi орбiти на фотонiв сферi надзвичайно нестiйкi. Щоб зрозумiти сенiього твердження, уявiмо собi майже кругову орбiту Землi навколо Сонця. Орбiта Землi стiйка. Якщо Землю злегка штовхнути, то не станеться нiчого особливого. Однак коли промiнь свiтла хоч трохи вiдхилиться вiд свого iдеального кругового шляху на фотонiв сферi, то вiн дуже швидко пiде по спiралi або всередину чорноi дiри, або назад в космiчний простiр. Саме нiкчемне обурення, куди б воно не було спрямовано - всередину або назовнi, вiдводить свiтло з фотонами сфери. Саме в цьому сенсi говорять про нестiйкiсть всiх кругових орбiт на фотонiв сферi.
Нарештi, тi променi свiтла, якi нацiленi майже прямо на чорну дiру, всмоктуються в неi. Такi променi назавжди йдуть з зовнiшнього свiту чорна дiра iх буквально поглинаСФ.
Представлений тут iенарiй описуСФ поведiнку самого простого з можливих типiв чорних дiр. У 1916 р., всього через кiлька мiсяцiв пiсля того, як Ейнштейн опублiкував своi рiвняння гравiтацiйного поля, нiмецький астроном Карл Шварцшильда знайшов iх точне рiшення, яке, як виявилося згодом, описуСФ геометрiю простору-часу поблизу iдеальноi чорноi дiри. Це рiшення Шварцшильда описуСФ сферично симетричну чорну дiрку, що характеризуСФться тiльки масою. Породила цю чорну дiру гiпотетична вмираюча зiрка повинна не обертатися i бути позбавленою як електричного заряду, так i магнiтного поля. Речовина такий вмираючоi зiрки падаСФ по радiусу вниз до центру зiрки, i кажуть, що вийшла, чорна дiра маСФ сферичноi симетрiСФю. Якби чорна дiра виникала при колапсi обертаСФться зiрки, то у неi були б якесь привiлейоване напрям, а саме дiра мала б вiссю обертання. Рiшення Шварцшильда вiльно вiд подiбних ускладнень. Така шварцшiльдовська чорна дiра представляСФ собою найпростiший з усiх можливих типiв чорноi дiри. Ми обмежимося розглядом лише цього простого випадку.
Зрозумiти природу шварцшiльдовськоi чорноi дiри можна, розглядаючи масивну (але не обертаСФться i не маСФ заряду) вмираючу зiрку в процесi гравiтацiйного колапсу. Нехай хтось стоiть на поверхнi такоi вмираючоi зiрки, у якоi тiльки що вичерпалося ядерне паливо. Безпосередньо перед початком колапсу наш спостерiгач бере потужний прожектор i направляСФ його променi в рiзнi боки. Так як речовина зiрки поки розподiлено в досить великому обсязi простору, гравiтацiйне поле бiля поверхнi зiрки залишаСФться досить слабким. Тому промiнь прожектора поширюСФться прямолiнiйно або майже прямолiнiйно. Однак пiсля початку колапсу речовина зiрки стискаСФться в усi меншому i меншому обсязi. У мiру зменшення розмiрiв зiрки тяжiння у ii поверхнi зростаСФ все бiльше i бiльше. Збiльшення кривизни простору-часу призводить до вiдхилення свiтлового променя вiд колишнього прямолiнiйного розповсюдження. Спочатку променi, що виходять з прожектора пiд малим кутом до горизонту, вiдхиляються вниз до поверхнi зiрки. Але н?/p>