Чёрные дыры - загадка Вселенной: от Шварцшильда до наших дней

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Ноября 2012 в 14:32, реферат

Описание работы

Чёрные дыры в современной астрофизике считаются вполне привычными объектами. Имеются вполне убедительные наблюдения, говорящие в пользу их существования. Согласно общему мнению чёрная дыра имеется в ядре Галактики, чёрные дыры присутствуют в квазарах, вызывая их мощное излучение за счёт "поедания" втягиваемых звёзд и межзвёздного газа. В отличие от чёрных дыр в ядрах галактик и квазарах с массами порядка миллионов солнечных масс, имеются чёрные дыры с меньшими массами, наблюдаемые по своему воздействию на соседние звёзды. В рассуждениях мы будем следовать общей теории относительности Эйнштейна

Содержание работы

Содержание.
Введение. . . . . . . . . . . . 3
Общие сведения о чёрных дырах. . . . . . . . 4
Падение на чёрную дыру. . . . . . . . . . 6
«Кротовые норы». . . . . . . . . . . 7
«Кротовые норы» и временные петли. . . . . . . . 9
Экзоматерия и темная энергия. . . . . . . . . 12
Список терминов. . . . . . . . . . . 14
Список литературы. . . . . . . . . . 15

Файлы: 1 файл

Чёрные дыры..docx

— 51.14 Кб (Скачать файл)

 
    До сих пор речь шла  о тоннелеобразных кротовых норах  с гладкими горловинами. Но ведь ОТО  предсказывает и другой вид кротовых нор - и они в принципе вообще не требуют никакой распределенной материи. Существует целый класс  решений уравнений Эйнштейна, в которых четырехмерное пространство - время, плоское вдали от источника поля, существует как бы в двух экземплярах (или листах), а общими для них обоих являются лишь некое тонкое кольцо (источник поля) и диск, этим кольцом ограниченный. Кольцо это обладает поистине волшебным свойством: можно сколь угодно долго «бродить» вокруг него, оставаясь в «своем» мире, но стоит пройти его насквозь - и попадешь совсем в другой мир, хотя и похожий на «свой». А чтобы вернуться назад, надо еще раз пройти сквозь кольцо (причем с любой стороны, не обязательно с той, с которой только что вышел). Само кольцо сингулярно - кривизна пространства-времени на нем обращается в бесконечность, но все точки внутри него вполне нормальны, и движущееся там тело не испытывает никаких катастрофических воздействий

 
    Интересно, что таких решений  великое множество - и нейтральных, и с электрическим зарядом, и  с вращением, и без него. Таково, в частности, знаменитое решение  новозеландца Р. Керра для вращающейся  черной дыры. Оно наиболее реалистично  описывает черные дыры звездных и  галактических масштабов (в существовании  которых большинство астрофизиков уже не сомневается), так как едва ли не все небесные тела испытывают вращение, а при сжатии вращение только ускоряется, тем более - при  коллапсе в черную дыру. 

 
    Итак, получается, что именно вращающиеся черные дыры - «прямые» кандидаты в «машины времени»? Однако черные дыры, образующиеся в  звездных системах, окружены и заполнены  горячим газом и жесткими смертоносными  излучениями. Помимо этого чисто  практического возражения есть и  принципиальное, связанное со сложностями  выхода из-под горизонта событий  на новый пространственно-временной  «лист». Но на этом не стоит останавливаться  подробнее, так как согласно ОТО  и многим ее обобщениям кротовые норы с сингулярными кольцами могут существовать и без всяких горизонтов.  
    Так что есть по крайней мере две теоретические возможности для существования кротовых нор, соединяющих разные миры: норы могут быть гладкими и состоять из экзотической материи, а могут возникать за счет сингулярности, оставаясь при этом проходимыми.  
    Тонкие сингyлярные кольца напоминают другие необычные объекты, предсказываемые современной физикой, - космические струны, образовывавшиеся (согласно некоторым теориям) в ранней Вселенной при остывании сверхплотного вещества и смене его состояний. Они действительно напоминают струны, только необычайно тяжелые - многие миллиарды тонн на сантиметр длины при толщине в доли микрона. И, как было показано американцем Ричардом Готтом и французом Жераром Клеманом, из нескольких струн, движущихся друг относительно друга с большими скоростями, можно составить конструкции, седержащие временные петли. То есть, двигаясь определенным образом в гравитационном поле этих струн, можно вернуться в исходную точку раньше, чем из нее вылетел.  
    Астрономы давно ищут такого рода космические объекты, и на сегодня один «хороший» кандидат уже имеется - объект CSL-1. Это две удивительно похожие галактики, которые в реальности наверняка являются одной, только раздвоившейся из-за эффекта гравитационного линзирования. Причем в данном случае гравитационная линза - не сферическая, а цилиндрическая, напоминающая длинную тонкую тяжелую нить.

 

 

 

 

Список терминов.

Сингулярность - точка пространства, в которой его кривизна неограниченно стремится к бесконечности. [2]

Чёрная дыра - область пространства-времени притяжение которой настолько велико что покинуть её не могут даже тела движущиеся со скоростью света. [5]

Сюрреализм - гипотеза о существовании разных реальностей, одна из которых не только недоступна, но и невозможна для другой.[1]

Гравитационный коллапс - катастрофическое сжатие под воздействием гравитационных сил. [5]

Горизонт событий - условная граница, отделяющая сингулярность от остальной вселенной, в простейшем случае равен радиусу Шварцшильда. [5]

Квазар - класс сверхмассивных астрономических объектов. [5]

Метрика, или метрический тензор, - это набор величин, с помощью которых вычисляются четырехмерные расстояния - интервалы между точками-событиями, полностью характеризующий и геометрию пространства - времени, и поле тяготения. [6]

Гравитационное линзирование - эффект изменения траектории движения фотона вследствии влияния сильного гравитационного поля. [5]

Пространство Минковского ― четырёхмерное псевдоевклидово пространство, предложенное Германом Минковским (1908) в качестве геометрической интерпретации пространства-времени в специальной теории относительности; каждому событию соответствует точка пространства Минковского, в лоренцевых (или галилеевых) координатах три координаты которой представляют собой декартовы координаты трёхмерного евклидова пространства, а четвёртая ― временную координату ct, где c ― скорость света, t ― время события. [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Гриб.А.А., Павлов.Ю.В. Возможно ли увидеть бесконечное будущее вселенной при падении в чёрную дыру//Успехи физических наук.-2009.-№3.-Том 179.-с 279-283.

2. Злосчастьев.К. О сингулярности, информации, энтропии, космологии и многомерной Единой теории взаимодействий в свете современной теории черных дыр//Наука и жизнь.-2005.-№12.

3. Карр.,Б., Гиддингс.С. Квантовые чёрные дыры//В мире науки.-2005.-№8.

4. Черепащук.А.М. Экзотика чёрных дыр: космонавт вблизи горизонта//Успехи физических наук.-2009.-№8.-Том 179.-с 915-916.

5. www.wikipedia.org

6. www. galspace.spb.ru

7. www. ru.science.wikia.com

 


Информация о работе Чёрные дыры - загадка Вселенной: от Шварцшильда до наших дней