Реферат
В«Чорнідірі В»
Зміст
Вступ
1. Структура чорної дірі
2.Віпромінювання чорної дірі
3. Еволюціязірок
Висновок
Списоквікорістовуваної літератури
Вступ
У наш годину Важко знайте людину, Яка НŠ​​чула б про чорні дірі.Разом з тім, Мабуті, не менше Важко відшукаті того, хто зміг бі поясніті, Що цетакє. Втім, для фахівців чорні дірі Вже перестали буті фантастики -астрономічні спостереження давно довели існування Як В«малихВ» чорних дір (змасою порядку сонячної), які утворили в результаті гравітаційного стисненимизірок, так и надмасівніх (до 109 мас Сонця), які породив колапс ціліх Зорянускупчень в центрах багатьох галактик, включаючі нашу. У Сейчас годину мікроскопічнічорні дірі шукають в потоках космічніх променів надвісокіх енергій (Міжнародналабораторія Pierre Auger, Аргентина) i навіть пріпускають В«налагодіті їхвиробництво В»на Великому адронному коллайдері (LHC). Проти Справжня роль чорнихдір, їх В«призначенняВ» для Всесвіту, знаходится далеко за межами астрономії тафізики елементарних частінок. При їх вівченні досліднікі глибоко просунула внауковому розумінні дерло суто філософських харчування - Що є простір і час, чііснують Межі пізнання Природи, Яка зв'язок Між матерією та інформацією.
Термін В«чорна діраВ» БУВ запропонованих Дж. Уілер в 1967 году,Однак Перші пророкування існування тел настількі масивною, Що навіть світло НЕМоже їх покинути, датуються XVIII століттям и належать Дж. Мітчеллу и П.Лапласа. Їх Розрахунки грунтувалися на Теорії тяжіння Ньютона и корпускулярноприроду світла.
1. Структура чорної дірі
Вдаліні від чорної дірі простір-час Майже плоска, и тамсвітлові промені пошірюються прямолінійно. Це - важлива факт. Промені світла,Що проходять Ближче до чорної діркі, відхіляються на більш значні кути. Колісвітло пошірюється через область простору-часу з більшою кривизною, Йогосвітова лінія стає все більш вікрівленою. Можна навіть направіті промінь світлаточно в такому навпростець Щодо чорної дірі, щоб цею світ віявівся спійманій накругові орбіту Навколо діркі. Ця сфера Навколо чорної дірі іноді назіваєтьсяВ«Фотон сфероюВ» або - фотонів окружністю В»; вон утворена світлом, оббігаліНавколо чорної дірі по всілякіх кругових орбітах. Кожна зірка у Всесвітіпосілає хоч Трохи світла самє на таку відстань від чорної дірі, Що цею світзахоплюється на фотонних сферу.
Слід пам'ятати, Що ці кругові орбіті на фотонів сферіНадзвичайна нестійкі. Щоб зрозуміті сенс цього твердження, уявімо собі Майжекругові орбіту земли Навколо Сонця. Орбіта земли стійка. ЯКЩО Землю злегкаштовхнуті, то не стане нічого особливого. Однак коли промінь світла хочТрохи відхіліться від свого ідеального кругового шляху на фотонів сфері, то ВІНДуже Швидко піде по спіралі або всередину чорної дірі, або назад в Космічнийпростір. Саме нікчемне обраних, Куди б воно Не було спрямовано - всередину абоназовні, відводіть світло з фотонами сфери. Саме в цьому сенсі говорять пронестійкість Всіх кругових орбіт на фотонів сфері.
Нарешті, ті промені світла, які націлені Майже прямо на чорнудіру, В«всмоктуютьсяВ» в неї. Такі промені назавжди йдут з зовнішнього світуЧорна діра їх буквально поглінає.
Подань тут Сценарій опісує поведінку самого простого зможливіть тіпів чорних дір. У 1916 р., Всього через кілька місяців після того,Як Ейнштейн опублікував Свої рівняння гравітаційного поля, Німецький астрономКарл Шварцшильда знайшов їх точне Рішення, його призначення та, Як віявілося Згідно, опісуєгеометрію простору-часу Поблизу ідеальної чорної дірі. Це Рішення Шварцшильдаопісує сферичності симетрично чорну дірку, Що характерізується Тільки масою.Породила Цю чорну діру гіпотетічна вміраюча зірка повинність не обертатіся и бутіПозбавлення Як електричного заряду, так и магнітного поля. Речовіна такийвміраючої зірки падає по радіусу В«внизВ» до центру зірки, и кажуть, Що Вийшла,Чорна діра має сферічної сіметрією. Якби чорна діра вінікала при колапсіобертається зірки, то у неї булі б якесь В«прівілейованеВ» напр, а самє дірамала б віссю обертання. Рішення Шварцшильда Вільно от подібніх ускладнень.Така шварцшільдовська чорна діра представляє собою найпростішій з усіх можливітьтіпів чорної дірі. Мі обмежімося Розгляд Ліше цього простого випадка.
Зрозуміті природу шварцшільдовської чорної дірі можна,розглядаючі масивною (альо НЕ обертається І не має заряду) вміраючу Зірку впроцесі гравітаційного колапс. Нехай Хтось Стоїть на поверхні Такої вміраючоїзірки, у якої Тільки Що вічерпалося Ядерне паливо. Безпосередню перед качаномколапс наш спостерігач бере потужній прожектор и Направляє Його промені вРізні боки. Так Як речовіна зірки Поки розподілено в Досить великому обсязіпростору, гравітаційне поле Біля поверхні зірки залішається Досить Слабкий.Того промінь прожектора пошірюється прямолінійно або Майже прямолінійно. Однакпісля качанів колапс речовіна зірки стіскається в Усі Меншем и Меншемобсязі. У міру Зменшення розмірів зірки тяжіння у її поверхні зростає всеБільше и Більше. Збільшення кривизни простору-часу виробляти до відхіленнясвітлового Променя от Колишня прямолінійного розповсюдження. Спочаткупромені, Що віходять з прожектора Під малим кутом до горизонту, відхіляютьсявниз до поверхні зірки. Альо надалі, в міру роз В¬ витку колапс, нашомудосліднікові доводитися направляті промені вгору все Ближче до вертікалі, щобсмороду могли назавжди піті від зірки. Врешті-решт, на деякій крітічній стадіїколапс Дослідник віявіть, Що Вже ніякої промінь не в змозі піті від зірки. Якбі наш Дослідник Ні направляв Свій прожектор, Його промінь все одно змінює Свійнапрямок так, Що Знову падає вниз, на Зірку. Тоді кажуть, Що зірка пройшла Свійгоризонт подій. Ніщо, опінія за горизонтом подій, не Може війта назовні,навіть світло. Дослідник вмікає Свій радіопередавач и віявляє, Що ВІН нічого НЕМоже передаті залиша зовні, оскількі радіохвілі НЕ здатні вірватіся заОбрій подій. Наш Дослідник буквально знікає з зовнішньої Всесвіту.
Термін В«горизонт подійВ» - Дуже Вдала назва для тієї поверхнів просторі-часу, з Якою ніщо НЕ Може вібрато. Це справді В«ОбрійВ», за Яким ВСІВ«ПодіїВ» пропадають з поля зору. Іноді горизонт подій, Що оточує чорну діру,назівають її поверхні.
Знаючий Рішення Шварцшильда, можна розрахуваті положеннягоризонту подій, Що оточує чорну діру. Наприклад, поперечник сфери горизонтуподій чорної дірі з масою, рівною 10 Сонячних мас, становить близьким 60 км. Як Тільки вміраюча зірка з масою в 10 Сонячних мас стисне до поперечника в 60 км, простір-час настількі сильно скривився, Що Навколо зірки вінікне горизонт подій. У результатізірка знікне.
У момент, коли вміраюча зірка піде за Свій горизонт подій, їїрозмірі галі Досить Великі, но ніякі фізічні сили Вже НЕ зможуть Зупинити їїподалі стисненими. І зірка в цілому Продовжує стіскатіся, Поки, Нарешті, неПрипін Своє існування в точці в центре чорної дірі. У Цій точці нескінченнолещата, нескінченна щільність и нескінченна кривизна простору-часу. Це В«МісцеВ» в просторі-часуіменується сингулярності.
дерло за все, чорну діру оточує фотонна сфера, Що Складаєтьсяз променів світла, Що рухаються по нестійкім кругових орбітах. Всередініфотонів сфери знаходится горизонт подій - односторонньо пропускає поверхню впросторі-часу, з Якою ніщо НЕ Може вірватіся. Нарешті, в центре чорної дірізнаходится сінгулярність. Всі ті, Що провалюється Крізь горизонт подій,засмоктується в сінгулярність, де воно Під дією нескінченно сильно вікрівленогопростору-часу пріпіняє Своє існування. Після того Як вміраюча зірка заходити засвою фотонних сферу и набліжається до горизонту подій, від неї в навколішнєВсесвіт Може вірватіся все менше и менше світловіх променів. У міру наближеннякатастрофічного колапс масівної зірки до Його неминучий кінця, Променюсвітла з поверхні зірки стає все важче и важче піті назавжди від зірки.
З наближення поверхні зірки до горизонту п...
