Лекция 15

Чёрные дыры

А куда девается то, что исчезает в черной дыре? Ведь куда-то оно девается 🙂

Приветствую вас на своём уроке Астрономия. На этой лекции мы с вами изучим Чёрные дыры.

Чёрная дыра.

Я вам уже рассказывала о чёрных дырах, но вкратце. Сегодня мы поговорим о них более подробно. Чёрная дыра — это примерно пространство, которое поглощает в себя всё, что пролетает мимо него. Самое главное в том, что всё что туда попадает, никогда от туда не выберется, а всё потому, что гравитационное притяжение в ней очень сильное. Для тел, которые там находятся, вторая космическая скорость (это скорость убегания) должна превышать скорость света, но это невозможно, потому что ни вещество, ни какие-либо излучения ни как не могут двигаться быстрее самого света. Вот именно поэтому из чёрной дыры ничего не может выбраться. Есть такое понятие как «Горизонт событий» — это граница области за которую не выходит свет.

История идеи о черных дырах.

В Англии есть один геофизик и астроном по имени Джон Мичелл, он сделал предположение, что во вселенной могут существовать массивные звёзды, на которых даже луч света не сможет их покинуть. Джон решил использовать законы Ньютона и рассчитал, что звезда которая имеет массу как у Солнца должна быть радиусов не больше 3км, а это значит, что даже частицы света не могли бы улететь далеко от такой звезды. Из-за этого, такая бы звезда казалась бы очень тёмной. Эту идею Мичелл представил на заседании Лондонского Королевского общества 27 ноября 1783. Так родилась концепция «ньютоновской» черной дыры.

В Европе были два астронома, Фриц Цвикки и Вольтер Бааде, они в 1934 году выдвинули одну гипотезу, что вспышки сверхновых представляют собой какой-то особый вид звёздных взрывов, которое вызывается при сильном сжатии ядра звезды. Так впервые родилась идея о возможности наблюдать коллапс звезды. Эти два астронома так же сделали предположение, что когда взрывается сверхновая звезда, то сразу образуется сверхплотная вырожденная звезда, которая состоит из нейтронов. Расчёты показали, что и вправду такое может происходить и такие объекты могут быть устойчивыми, но лишь тогда, когда звезда имеет умеренную начальную массу. А вот если масса звезды всё же превышает три массы Солнца, то тогда никто и ничто не сможет предотвратить её катастрофического коллапса.

Формирование черных дыр.

Самый очевидный способ образования чёрной дыры — коллапс ядра массивной звезды. Пока в недрах звезды ещё имеется какой-то запас ядерного топлива, равновесие звезды поддерживается благодаря ядерным реакциям. Тепло, которое выделяется при таких реакциях, компенсирует потерю энергии, которая уходит от звезды с её излучением и звёздным ветром. Термоядерные реакции не выпускают высокое давление в недрах звезды, так они препятствуют сжатию звезды под действием её гравитации. Но всё равно, когда проходит некоторое время, топливо истощается, а звезда начинает сжиматься.

Свойства черных дыр

Вблизи самой чёрной дыры напряжённость гравитационного поля очень велика, поэтому физические процессы описывают только с помощью релятивистской теории тяготения. Если смотреть на ОТО, то согласно ему пространство и время искривляются гравитационным полем массивных тел, а наибольшее искривление происходит именно вблизи чёрных дыр. Бывает, что физики говорят об интервалах времени и пространства, они имеют в виду числа, которые считаны с часов и линеек.

Гравитация действует на все физ. системы абсолютно одинаково: все часики показывают, что время медленно замедляется, а линейки тем временем показывают, что пространство вокруг чёрной дыры растягивается. Всё это может значить только одно, что чёрная дыра искривляет вокруг себя геометрию пространства и времени. Вдали самой дыры искривление маленькое, а вот вблизи оно сильно велико, что даже лучи света могут двигаться вокруг неё по окружности.

Физики, уже очень долго изучают фундаментальные свойства материи и пространство-времени, они считают, что все исследования чёрных дыр являются одним из самых важнейших направлений, потому что вблизи чёрных дыр проявляются кое-какие свойства гравитации. Разные теории тяготения дают учёным неразличимые прогнозы, но в сильных полях, которые характерны для чёрных дыр, предсказания расходятся, и это, даёт ключ к выявлению лучшей среди них.В рамках наиболее популярной сейчас теории гравитации – ОТО Эйнштейна – свойства черных дыр изучены весьма подробно. Но это вы мне расскажите в домашнем задании:)


Как вы заметил, почти всё что было сказано в лекции, это лишь теории и никто даже не видел, и не находил чёрную дыру. Да даже если бы и нашли её, то изучить её, думаю, невозможно. А свою точку зрения вы сможете написать в домашнем задании.

Домашнее задание:

1. Кто первым начал задаваться вопросом о Чёрных дырах? И чего он достиг? (1 балл)
2. Напишите определеннее чёрной дыры, своими словами. (2 балла)
3. Как формируется чёрная дыра? (2 балла)
4. Найдите теории гравитации — ОТО Эйнштейна. И напишите те теории, которые касаются чёрных дыр. (этого нет в лекции) (3 баллов)
5. Напишите свою точку зрения по поводу чёрных дыр? Сможет ли человечество изучить их? Как учёные будут это делать? Не менее 10 предложений (4 балла)

Дополнительное задание:

1. Доклад о Чёрных дырах. (15 баллов)
2. Сочинение «Я открыл чёрную дыру» (15 баллов)
3. Рисунок (12 баллов)
4. Коллаж (7 баллов)

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s