Відділ освіти адміністрації Центрального району.
Муніципальна гімназія № 1
Реферат
По темі Чорні діри
Данилов Ігор учня 11 класу
Новосибірськ 2000.
Зміст:
Зміст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
Що із себе представляють Чорні діри ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Як Чорні дірки утворюються ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
Як виявляли Чорні дірки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 5
Гіпотези і парадокси ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 7
Рівняння Шварцшільц ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
Список Літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 12
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
Що із себе представляють Чорні діри.
Одним із найбільш парадоксальних об'єктів, що знаходяться в космосі, - єтак звані "чорні діри", або коллапсари - тіла нескінченно великоющільності. Суть цього парадоксу полягає в тому, що інтенсивністьгравітаційної взаємодії тел визначається їх масою, все ж таки іншівідомі види їх взаємодії від маси не залежать. Це означає, щоякщо кількість частинок речовини в деякій області простору перевищитьпевне критичне значення, то гравітаційні сили будутьпревалювати над усіма іншими, а внаслідок того, що гравітаційні силиє завжди силами тяжіння, дане тіло стискатиметься. Після тогояк відкрили нейтрони, це допомогло дізнатися кінцеву долю важких зірок:величезне тяжіння "вдавлює" вільні електрони в протони, і виникаютьелектрично нейтральні частинки - нейтрони. Народжується нейтронна зірка,речовину якої має неймовірну щільність. Шматочок такої матеріїрозміром з кубик пиляного цукру важить один мільярд тонн, а нейтроннапіщинка врівноважила б потужний електровоз. Оскільки ж простір-часв загальній теорії відносності передбачається безперервним, то цьому стисненняне можна покласти ніякого обгрунтованого межі. У підсумку, згідно з цієютеорією виходить, що таке тіло повинно стиснутися в точку, при цьомуінтенсивність гравітаційних полів поблизу нього зростає до нескінченності,а простір викривився настільки, що повністю замкнеться, швидкість же,необхідна для того, щоб залишити межі цього скупчення, може скількизавгодно перевищити швидкість світла, а значить, ні одна частинка речовини і ніодин квант випромінювання не зможе вже цього зробити, тобто утворюєтьсяоб'єкт, здатний поглинати в себе будь-яку кількість будь-якої матерії і нічогоне випускати обратно.Так, будь-яке тіло, що впало на поверхню такогооб'єкту, буде дійсно поглинена їм безповоротно внаслідок того, щоскладові це тіло Баріони-вакансії під дією потужних сил тяжіннязіллються з бульбашкою, в результаті чого тіло втратить будь-яку індивідуальністьі відособленість.
Всі чорні дірки притягують газ з навколишнього простору, і спочатку вінзбирається в диск біля неї. Від зіткнень часток газ розігрівається,втрачає енергію, швидкість і починає по спіралі наближатися до "чорної діри".
Газ, нагріте до кількох мільйонів градусів, утворює вихор, що маєформу вирви. Його частки мчать зі швидкістю 100 тисяч кілометрів насекунду. Зрештою вихор газу доходить до "горизонту подій" і навікизникає у чорній дірі. Оскільки ж мінімальна швидкість, необхідна длятого, щоб піти від цієї "дірки", буде менше швидкості світла, то будь-якийпредмет, не впав безпосередньо на її поверхню, матиме шанспокинути її межі. При падінні речовини на поверхню чорної діри,повинно виникати рентгенівське випромінювання внаслідок великої інтенсивностігравітаційних полів навколо нього.
У 1997 році вдалося довести, що деякі чорні дірки обертаються, залучаючив цей рух і навколишній їхній простір. "До цих пір ми вміли дізнаватисялише масу чорної зірки, тепер можемо визначати її обертальний імпульс ",
- З гордістю говорить співробітник Центру НАСА в Хантсвіллі Шуанг Нан Цанг.
Чорну діру оточує якась межа, і вся матерія, що перебуває всередині неї,неодмінно буде поглинена дірою. Розміри межі залежать, зокрема, відшвидкості обертання чорної діри. Цю швидкість можна порахувати, якщо знати, зякою швидкістю рухається матерія біля кордону. Розшифровуючи інформацію,що надходить від супутників, що уловлюють рентгенівське випромінювання, Шуанг Нан
Цанг і його колеги прийшли до висновку, що в Чумацькому Шляху знаходяться 12 чорнихдірок з масою від трьох до тридцяти сонячних. Деякі з цих дірок обертаютьсядуже повільно, інші - зовсім нерухомі. Але два обертаються навколо своїхосей з неймовірною швидкістю. "Досліджуючи обертання чорної діри, - пишеастрофізик з Балтимора Маріо Лівіо, - можна дізнатися, скільки матерії вонавстигла поглинути за своє життя і як обертальний імпульс пов'язаний з викидомматерії у вигляді осьової струменя ". Цанг переконаний, що ці дві швидко обертаютьсядірки, виявлені в нашій Галактиці, посилають в свої околиці струменявисокоенергічних частинок. Струмки обертаються приблизно з тією ж швидкістю, що йсама чорна діра. Точні виміри дозволяють визначити швидкість обертаннявихору матерії перш, ніж вона зникне в чорній дірі.
Крім того, вчені виявили коливання інтенсивності рентгенівськоговипромінювання в обох об'єктів. Ці спостереження навели в кінці 1997 року на слідще більш дивного феномена: газові і пилові частки близько двохчорних дір, про які йде мова, схильні до періодичного руху,званого прецесією. Це означає, що вісь вихрового руху часток нестоїть на місці, а в свою чергу обертається навколо іншої осі.
Як Чорні дірки утворюються.
Чорні дірки не можуть бути помічені безпосередньо, але астрономи можутьбачити доказ їхнього існування, коли гази викидаються на зірку -спутнік.Еслі підірвати динаміт, то крихітні оскільки вибухової речовиниглибоко вперся в найближчі об'єкти, таким чином залишаючи незмивнийдоказ що стався взрива.Астрономи знайшли подібний відбиток назірку, яка рухається по орбіті навколо чорної діри, небезпідставновважаючи, щоб ця чорна діра - колишня зірка, яка зруйнуваласянастільки сильно, що навіть світло не може подолати її силу гравітації, --виникла в результаті вибуху наднової зірки. До цього часу, астрономиспостерігали вибухи наднових зірок і виявили на їх місці плямистіоб'єкти, які, на їхню думку, і є чорними дірками. Нове відкриття --перший реальний доказ зв'язку між однією подією й іншим. (Чорнідірки не можна безпосередньо побачити, але про їх присутності іноді можнасудити за дією їх гравітаційного поля на найближчі об'єкти. Система
"зірка-і-чорна діра", позначена як GRO J1655-40, знаходитьсяприблизно на відстані в 10,000 світлових років у межах нашої галактики
Чумацького шляху. Виявлена в 1994 році, вона привернула увагу астрономівсильними спалахами рентгенівських променів і обстрілом радіохвиль, оскількичорна діра виштовхувала гази на зірку-супутник, що знаходиться на відстані
7.4 мільйонів миль. Дослідники з Іспанії та Америки почали уважнопридивлятися до зірки-супутника, вважаючи, що вона могла зберегти будь -або слід, який свідчить про процес формування чорної дири.Счітается,що чорні діри, розміром зі зірку, є тілами великих зірок, якіпросто зменшилися до таких розмірів після того, як витратили все своєводневе паливо. Але з незрозумілих поки причин, затухаючим зіркатрансформується в наднову перш, ніж вибухнути. Спостереження системи
GRO J1655-40 в серпні та вересні 1994 року дозволили зафіксувати, щопотоки викидається газу мали швидкість, що становить до 92% від швидкостісвітла, що частково доводило наявність там чорної діри. Якщо вчені непомиляються, то частина вибухнули зірок, які, ймовірно, в 25-40 разівбільше, ніж наше Сонце, перетворилася на ті, що вижили супутники. Це саме тідані, які астрономи виявили. Атмосфера зірки-супутника містилавищу, ніж зазвичай, концентрацію кисню, магнію, кремнію і сірки --важкі елементи, які можуть бути створені у великій кількості тількипри температурі в мультімілліард градусів, яка досягається під часвибуху супернових зірки. Це і стало першим доказом,дійсно підтверджує справедливість теорії про те, що деякічорні дірки спочатку виникли як найновіші зірки, оскільки побачене немогло бути народжено зіркою, яку спостерігали астрономи.
Як виявляли Чорні дірки.
Як відомо, «чорні дірки» не можна виявити безпосереднімиспостереженнями - їх існування встановлюється по тому потужному впливу,яке вони роблять на інші об'єкти або по потужному рентгенівськомувипромінювання.
Спостереження так званих систем подвійних зірок, коли в телескоп видно лишеодна зірка, дають підставу вважати, що невидимий партнер - чорна діра.
Зірки цієї пари розташовані так близько одна до одної, що невидима маса
"висмоктує" речовина видимої зірки і поглинає його. У деяких випадкахвдається визначити час обороту зірки навколо її невидимого партнера івідстань до невидимки, що дозволяє розрахувати приховану від спостереженнямасу. Перший кандидат на таку модель - пара, виявлена на початкусімдесятих років. Вона знаходиться в сузір'ї Лебедя і випускаєрентгенівські промені. Тут обертаються гаряча блакитна зірка і, по всійймовірності, чорна діра з масою, що дорівнює 16 мас Сонця. Інша пара
(V404) має невидиму масу в 12 сонячних. Ще одна підозрювана пара --рентгенівський джерело (LMCХ3) о дев'ятій сонячних мас знаходиться у Великому
Магеллановій Хмарі. Усі ці випадки добре пояснюються в міркуваннях Джона
Мішель про "темні зірках". У 1783 році він писав: "Якщо світяться тілаобертаються навколо невидимого чогось, то ми повинні бути в змозіруху цього обертового тіла з відомою ймовірністю зробити висновок проіснування цього центрального тіла ". Два італійських астронома, Луїджі
Стела і Маріо Віертрі, на основі даних, отриманих із супутника RXTE,відкрили викривлення простору біля нейтронної зірки, правда, дужеслабке. Уже створюється супутник, названий "Gravity Probe В", спеціальнопристосований для дослідження ефектів теорії відносності. Його стартпланується на 2000 рік.
Вимірювання параметрів рухів в центральній області нашої Галактики вели з
1992 по 1998 р. співробітники Інституту позаземної фізики ім. Макса Планка в
Гаршінге (Німеччина) під керівництвом А. Екарт (A. Eckart). Вони визначалишвидкість переміщення 200 зірок за допомогою спеціального спектрометра.
Виявилося, що з найбільшою швидкістю рухаються ті зірки, якірозташовані поблизу від об'єкта Стрілець А, який і ранішеімовірно відносили до числа «чорних дірок». У зірок, віддалених від ньоговсього на п'ять світлових доби, швидкість обертання навколо центру перевищує
1000 км/с. Обчислення показали, що подібний рух зірок можеспостерігатися лише в тому випадку, якщо в ядрі Галактики знаходиться об'єкт,маса якого становить 2.6 млн маси Сонця, а щільність така, як якщоб 2 трлн Сонць «втиснути» в один кубічний світловий рік! Такимивластивостями може мати тільки "чорна діра", що поглинає за які-небудькілька мільйонів років всю матерію, що попадає в сферу її впливу. Просхожих результати повідомила на конференції Американського астрономічноготовариства (Вашингтон, 1998) А.М. Гез (AM Ghez; Університет штату
Каліфорнія, Берклі). Разом з колегами вона вела спостереження в тому жінфрачервоному діапазоні частот (2 мкм), що й Екарт, але на більш потужному 10 --метровому Телескопі ім. Кека на горі Мауна-Кеа (Гавайські о-ви). Вонивстановили, що зірки, розташовані до центру Галактики вдвічі ближче, ніжспостерігалися німецькими астрономами, рухаються зі швидкістю 3000 км/с! ЗаГез думку, таку швидкість зірок може додати лише «чорна діра» змасою 2.7 млн Сонць. За таких масштабах величин виведення обох груп можнавважати майже ідентичними. Отже, в центрі нашої Галактики, по всійВидно, так само знаходиться величезна «чорна діра».
Кілька років тому група американських і японських астрономів направиласвій телескоп на сузір'я Гончих Псів, на що знаходиться там спіральнутуманність М106. Ця галактика віддалена від нас на 20 мільйонів світлових років,але її можна побачити навіть за допомогою аматорського телескопа. Багато хто вважав,що вона така ж, як і тисячі інших галактик. При уважному вивченнівиявилося, що в туманності М106 є одна рідкісна особливість - в їїцентральній частині існує природний квантовий генератор - мазер. Цегазові хмари, в яких молекули завдяки зовнішній "накачування" випромінюютьрадіохвилі в мікрохвильовій області. Мазер допомагає точно визначити своємісце розташування і швидкість хмари, а в підсумку - і інших небесних тіл.
Японський астроном Макото Міоніс і його колеги під час спостереженьтуманності М106 виявили дивну поведінку її космічного Мазера.
Виявилося, що хмари обертаються навколо якогось центру, віддаленого від нихна 0,5 світлового року. Особливо заінтригувала астрономів швидкість цьогообертання: периферійні шари хмар переміщувалися на чотири мільйоникілометрів на годину! Це говорить про те, що в центрі зосереджена гігантськамаса. За розрахунками вона дорівнює 36 мільйонам сонячних мас. Астрономивідкинули припущення про те, що така кількість матерії може бутидуже щільним скупченням зірок, що ми не бачимо з-за космічного пилу.
Зірки, що входять в скупчення, повинні були б знаходитися на дуже близькійвідстані одна до іншої. При такій "товкучці" вони неодмінно почнутьстикатися, і зоряне скупчення досить швидко "розсиплеться". Загадкухороводу хмар вчені пояснили тим, що вони спостерігають чорну дірку,вірніше, те, що відбувається в її околицях. Адже саму чорну дірку побачитине можна.
Американським астрономам вдалося зафіксувати рентгенівське випромінювання відсупермасивних чорних дір, які до недавнього часу вважалися "тихими".
Ці дірки існують у центрах самих старих і найбільш масивних галактик імають масу порівнянну з масою мільярдів Сонць, стислу до розмірів
Сонячної системи. У той час, як невеликий відсоток супермасивних чорнихдірок випромінюють потужні рентгенівські потоки (відомі як активнугалактичне ядро), величезна більшість масивних чорних діррентгенівським випромінюванням не володіє. Останні спостереження показали, що
"тихі" супермасивні чорні дірки також мають рентгенівське випромінювання, аленабагато менше аніж активне галактичне ядро. Нові результати вселяютьнадію, що супермасивні чорні діри присутні у всіх галактиках, втому числі і нашої, і можуть стати ключем у питанні походження Всесвіту.
На знімку, зробленому за допомогою нового космічного спектрографа Хаббла
(Hubble's new Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS)), відображений
"автограф" сверхмасівной чорної діри, розташованої в центрі галактики М84.
Незважаючи на те, що гравітація не дозволяє залишити околиці чорноїдірки навіть світла (див. центр знімка), її присутність можна виявити попадає по спіралі з величезним прискоренням на поверхню чорної діриміжзоряної речовини, швидкість якого, визначена за допомогою ефекту
Допплера, становить приблизно 380 км/с на відстані 26 світлових років відцентру М84, галактики, що знаходиться в кластері галактик у сузір'ї Діви в
50 000 000 світлових років від нас. Дані STIS'а показують, що випромінюваннягазу, що рухається в нашому напрямку, зміщене у фіолетову частину спектру
(ліва частина фото), праворуч від центру знімка зміщується в червону область
(той, хто газ), вказуючи на наявність швидко обертається навколо центругалактики диска речовини. У результаті ми бачимо характерний S-подібнийрозчерк чорної діри, маса якої становить щонайменше 300 000 000мас Сонця. Цілком імовірно, що в центрі всіх галактик розташовані чорнідірки.
Гіпотези і парадокси.
Загальна теорія відносності, як відомо, передбачила, що масавикривляє простір. І вже через чотири роки після публікації роботи
Ейнштейна цей ефект був виявлений астрономами. При повному сонячномузатемненні, проводячи спостереження з телескопом, астрономи бачили зірки, якінасправді були перекреслені краєм чорного місячного диска, що покрив
Сонце. Під дією сонячної гравітації зображення зірок змістилися.
(Тут вражає ще й точність вимірювання, тому що змістилися вони менше,ніж на одну тисячну градуса!) Астрономи тепер точно знають, що підвпливом "лінзи тяжіння", яку представляютьсобою важкі зірки і,перш за все, чорні діри, реальні позиції багатьох небесних тіл на самомусправі відрізняються від тих, що нам бачаться із Землі. Далекі галактики можутьвиглядати для нас безформними і більш яскравими, ніж вони є насправдічерез те, що на шляху до Землі їх світло взаємодіє з безліччю "лінзтяжіння ". Іноді промінь, проходячи повз важкого об'єкта, розщеплюється, ітоді спостерігач із Землі бачить безліч зображень одного і того жоб'єкта, або ж вони зливаються в кільце. Моделювання на комп'ютеріпоказало, наприклад, що світіння газового диска, що обертається навколо чорноїдірки, видно й ззаду її "капсули". Це означає: тяжіння настільки велике іпростір так закручено, що світло проходить по колу. Воістину там можнапобачити те, що відбувається за рогом. Уявивши абсолютно неймовірне:якийсь відважний космонавт вирішив направити свій корабель до чорної дірки, щобпізнати її таємниці. Що він побачить у цьому фантастичному подорожі? У мірунаближення до мети годинник на космічному кораблі будуть все більше і більшевідставати - це випливає з теорії відносності. На підльоті до мети нашмандрівник виявиться як би в трубі, кільцем навколишнього чорну дірку, алейому буде здаватися, що він летить за зовсім прямому тунелю, а зовсім непо колу. Але космонавта чекає ще більш дивне явище: потрапивши за
"горизонт подій" і рухаючись по трубі, він буде бачити свою спину, свійпотилицю ... Загальна теорія відносності говорить, що поняття "зовні" і
"всередині" не мають об'єктивного сенсу, вони відносні так само, яквказівки "наліво" чи "направо", "верх" або "низ". Вся ця парадоксальнаплутанина з напрямками дуже погано узгоджується з нашими повсякденнимиоцінками. Як тільки корабель перетне кордон чорної діри, люди на Землівже не зможуть нічого побачити з того, що там буде відбуватися. А накораблі зупиняться годинники, всі барви будуть зміщені у бік червоногокольори: світло втратить частину енергії в боротьбі з гравітацією. Всі предметипридбають дивні спотворені обриси. І, нарешті, навіть якщо ця чорнадіра буде всього вдвічі важче, ніж наше Сонце, тяжіння стане настількисильним, що й корабель, і його гіпотетичний капітан будуть витягнуті ушнурок і незабаром розірвані. Матерія, яка потрапила всередину чорної діри, незможе протистояти силам, що тягне її до центру. Ймовірно, матеріярозпадеться і перейде в сингулярні стан. Згідно з деякимиуявленнями, ця розпалася матерія стане частиною якоїсь іншої
Всесвіту - чорні дірки пов'язують наш космос з іншими світами.
З навколишнього її околиці чорна діра висмоктує гігантські кількостіматерії: в кожну хвилину проковтується маса, рівна нашому земній кулі.
Але перед тим, як зникнути в утробі чорної діри, матерія завіхряется, як водау ванні при спуску. Все швидше і швидше обертається її потік, і, оскількиїї частки все сильніше б'ють одна об одну, вони нагріваються на багатомільйони градусів Цельсія. Зіткнення частинок і народжує рентгенівськевипромінювання, яке вловлюють земні астрофізики. Космічні процеси, прояких тут було розказано, в даний час відбуваються доситьрідко. Майже всі рентгенівські промені, які в наші дні реєструєсупутник "Росатом", приходять до нас з далекого минулого, коли освітазірок йшло енергійніше. Але на той час уже були чорні дірки. А зовсімнещодавно, наприкінці лютого 1998 року, в журналі "Астрономічні известия"з'явилася стаття, в якій дослідники намагаються визначити час
"найбільшого апетиту" у чорних дірок. Розрахунки показують, що такимапетитом вони володіли ще до того, як більшість газових куль стислося іперетворилося в яскраві зірки. Чорні дірки в ті часи відрізнялися воістинуколосальної ненажерливістю. Отже, можна вважати, що чорні діриз'явилися незабаром після початкового вибуху, що народив наш Всесвіт,але ще до того, як виникли перші зірки. Багато що говорить і про те, щотакі надмасивні чорні діри стали ядрами, навколо яких згодомутворилися галактики, що об'єднують мільярди сонць. Якщо ця гіпотезавитримає перевірку часом, то вона змусить змінити прийняту нині модельпершооснову ного образу світобудови.
Зовсім недавно орбітальний телескоп, який носить ім'я американського астронома
Хаббла, передав на Землю епохальні знімки. Вони показують центр крупноїгалактики "Центавр-А" (NGC 5128), розташованої за космічними міркаминедалеко від Землі - десять мільйонів світлових років. Що знаходиться таммасивна чорна діра "ковтає" маленьку сусідню галактику.
Спеціальна фотокамера чітко показала навколишній галактику NGC 5128темний пояс з пилу з безліччю світяться блакитним кольором нещодавнонароджених зірок і пилових згущення, які завантажені у газові хмари. Знімки,зроблені в інфрачервоних променях, допомогли астрономам зазирнути за пиловоїзавіса. Вони відкрили там вигнуту шайбу гарячого газу, яка всмоктуєтьсяв чорну дірку. Цей пожирач матерії виявився дуже компактним: вінтрохи більше нашої сонячної системи і містить масу, рівну одномумільярду сонць.
Oказивается, своєрідні "чорні діри" є і на Землі. Більш того, вНаприкінці травня цього року працівники територіального центру
"Томскгеомоніторінг" виявили подібну близько Томська, в 2 км від селища
Зоркальцево. На поверхні землі на орних угіддях АТЗТ "Жовтень"утворився провал. Його гирло має овальну форму, шириною 1,5-2 м.
Глибина утворилася порожнини 4-5 м. "Прямих ознак, - пише в.о.директора "Томскгеомоніторінга" Ю. Макушин, - вказують на походженнядепресії, під час обстеження не виявлено. Можливо, освіта провалупов'язане з активізацією суффозіозних процесів або з техногеннимипричинами ... "повчає, що цілий" КамАЗ "землі просто так зник? Дужецікаве пояснення цієї загадки дає науковий керівник лабораторії
"Природно-техногенні електромагнітні системи" (ПТЕС) ТПУ Володимир
Сальников. Виявляється, вся справа в "підземної грозу". Під землею гримлятьсвої "громи", виблискують "блискавці". Щоб зрозуміти суть явища, давайте трохизвернемося до історії. На початку століття фізики висунули гіпотезу "підземноїгрози ", що виникає в результаті накопичення електричного заряду в надрах
Землі. Результатом подібного "пробою" можуть бути зсуви, землетруси,провали. У 70-х роках у Томському політехнічному інституті за ініціативоюректора, професора Олександра Воробйова, всерйоз взялися за цю проблему,залучили широке коло фахівців, в основному геологів та фізиків.
Мінерали і гірські породи нагрівали, стискали, опромінювали і т. д. після чогореєстрували їх електромагнітне випромінювання. Вчені довели, що
"підземна гроза" існує, і величезні товщі гірських порід можутьгенерувати імпульси великої потужності. Це і є "підземна гроза", вихідна земну поверхню якої може породжувати ці самі провали, аномалії,
"чорні дірки".
Як стверджує Володимир Сальников, основна "підзарядка" підземних блискавоквідбувається з техногенних причин, в силу "енергетичної" забрудненостінавколишнього середовища. Оскільки останні десятиліття техногенна,штучна навантаження на навколишнє середовище різко зросла, почастішалиприродні аномалії. Особливо в казахстанських степах, в районі
Семипалатинського ядерного полігону, де періодично з'являються ями до 4метрів в діаметрі. На думку дослідників, це результат накопиченнянадлишкової енергії підземних ядерних вибухів. Зазвичай вона реалізується у виглядісейсмічних коливань, тут же ми маємо техногенно-літосферних вихіделектромагнітних систем з "всмоктуванням", захопленням речовини, як вкосмічних "чорні діри". Між іншим, - продовжує Володимир Сальников,
- Ми чекали цю знахідку, виявлення геологами поблизу Зоркальцева. Миприпускаємо, що провали в земній поверхні утворилися в результатінедавніх ядерних випробувань в Індії, Пакистані, руйнівних землетрусівв Афганістані, на Камчатці. Тобто в літосфері відбулася активація, і врезультаті утворилися подібні порожнини. Припускаю, що ям, подібнихзоркальцевской, з'явилося безліч, і самої різної конфігурації. Алебільшість з них ідентифікувати досить складно. Вихід на поверхнюелектромагнітних систем, наприклад, в болотистій місцевості виявитипрактично неможливо. У лісі ж він буде "замаскований" рослинністю.
Чому техногенно-літосферних вихід відбувається не відразу? Наш багаторічнийдосвід таких досліджень підказує, що енергія якийсь часнакопичується, і лише потім відбувається релаксація ...
А досвід, і чималий, у політехніків дійсно є. До комітету природнихресурсів по Томської області надійшов дослідницький проект з вивченнязакономірностей генерування електромагнітних систем в геоактивных зонахлітосферою і техногенними процесами. В обгрунтуванні говориться, що влабораторії ПТЕС є десятирічний досвід дослідження енергоактивних зонз елементами природно-техногенної розвантаження, за прогнозом екологічнихкатастроф, в результаті механоелектріческіх перетворень в літосфері,внаслідок її природної та техногенної активації сейсмічними явищами іядерними вибухами. Зрозуміло, пояснення феномена "чорної діри" під
Зоркальцевом, яке навів Володимир Сальников, - одна з гіпотез. Бутиможе, причини цього явища куди більш прозаїчні, ніж відлуння ядернихвипробувань в Індії та Пакистані. А може, навпаки, набагато загадковим іекзотичний. Як знати. Одне не викликає ніяких сумнівів - подібніфеномени, як земні "чорні дірки", які з'являються вже багато років і нетільки у нас, потребують ретельного наукового вивчення.
Ще 200 років тому питанням про вплив гравітації на поширення світлазірок задався нині мало кому відомий англійський натураліст Джон
Мішель. Більшість вчених в ті часи вважали, що світло складається зчастинок. І Мішелль виходив з того, що частинки світла в своєму русі будутьсповільнюватися тяжінням зірки або планети, від якої вони видаляються. Вінзробив розрахунок: якою має бути найменша сила тяжіння, щоб частинисвітла не могли залишити їх джерело. Його обчислення говорили, що небеснетіло, висить у 500 разів більше нашого Сонця, взагалі не дозволить часткамсвітла покинути його.
"Якщо такі тіла в природі дійсно існують, - укладав свою роботу
Мішель, - їх світло нас ніколи не досягне ". Ідеї вченого на якийсь часпривернули увагу наукових кіл, але послідовників він не знайшов.
Минуло 13 років, і французький філософ П'єр Симон Лаплас, по всій видимостінезнайомий з роботами Мішелль, прийшов до аналогічного висновку. Але тут незабаромбуло доведено, що світло - хвильове явище. Гіпотези Мішелль і Лапласавчені залишили осторонь. Все, що стосувалося міркувань про взаємодіюсвітла і гравітації, Лаплас у наступних виданнях своїх робіт викреслив.
Рівняння Шварцшільц
У 1906 році німецький фізик Шварцшільц отримав рішення рівнянь загальноїтеорії відносності для поля тяжіння сферичного тіла. З цьогорішення слід чудовий висновок: сила тяжіння, що діє міжмасою М і пробної часткою m на відстані r від центру тяжіє маси,зростає до нескінченності при r = 2GM/cc, де G - гравітаційнапостійна, c - швидкість світла. У рамках же ньютонівської теорії силатяжіння прагне до нескінченності при r -> 0, в силу рівності F = GMm /rr Іншими словами, теорія відносності передбачається можливістьіснування об'єктів з нескінченною гравітаційної силою на кінцевомувідстані від їх центру. Таку відстань, рівну 2GM/cc, називаютьгравітаційним радіусом тіла Rg, а сферу з радіусом, рівнимгравітаціонноіу - сферою Шварцшільца. Чорною дірою прийнято називати тіло,стислий до розмірів сфери Шварцшільца. Тяжіння такого об'єкта не дає німатерії, ні випромінювання (у тому числі й світловому) вийти за межі
Шварцшільцовской сфери; власне тому Чорні дірки і мають такеназваніе.Еслі тіло сжатьтак, щоб його радіус зрівнявся з гравітаційним,то в результаті нескінченного наростання сили тяжіння почнетьсямимовільне безперервне стиснення речовини в точку, т.зв. сингулярність збезмежної щільністю. Такий процес стиснення тіла за сферу Шварцшільцаотримав назву релятивістського гравітаційного колапсу і був строгорозрахований в 1939 році амереканскім вченим Р. Оппенгеймером і Г. Волковим.
У сильному полі тяжіння яскраво виявляються такі слідства теоріївідносності, як, наприклад, відносність проміжків времяні.
Позначимо через t0 времяні інтервал між двома подіями на поверхнігравітіруещей маси, а через t - проміжок времяні між цими жподіями, зафіксований спостерігачем поза полем тяжіння цієї маси,рухаються щодо даного тіла з другою космічною швидкістю
V = sqrt (2GM/r) За теорією відносності ці два проміжку пов'язані міжсобою наступною формулою: t = t0/sqrt (1-VV/cc) = t0/sqrt (1-2GM/rcc) = t0/sqrt (1 -
Rg/r) Видно що з наближенням радіуса тіла до гравітаційного проміжоквремяні t збільшиться, тобто для далекого спостереження всі процеси поблизучорної дірки будуть здаватися уповільненими. Зокрема, саме освітачорної діри, з точки зору віддаленого спостерігача, триває нескінченнодовго. Нехай дірка утворюється в результаті стиснення якого-небудь тіла,наприклад, зірки з початковим радіусом r0. У процесі стиснення він будезменшуватися за законом r (t) = Rg + (r0-Rg) (e) в ступені -ct/eRg з якоговипливає, що зірка стиснеться до розмірів сфери Шварцшільца лише при tпрагне до нескінченності.
Список літератури:
Дві статті журналу "Наука и Жизнь", написаних Г. Ніколаєвим
Стаття з журналу "Природа"
Велика енциклопедія Кирила і Мефодія
Що Є Що - "Зірки"
А так же матеріал з інтернету з різних астрономічних сторінок.
Додаток.
Як собі представляютучение Чорну діру
Знімок, зроблений за допомогою нового космічного спектрографа Хаббл.
Промені світла в околицях чорної діри. Промені, які підлітають до неї дуже близько, будуть поглинуті нею. На певній відстані промені підуть по колу, радіус якого залежить від маси чорної діри. Більш віддалені промені можуть отримати зворотний напрямок, або їх траєкторія буде вигнута.
А це означає, що реальне розташування багатьох небесних тіл насправді може істотно відрізнятися від того, що нам бачиться із Землі.
На малюнках: чорна діра засмоктує газ і пил (1). Комп'ютерні моделі показують, як викривляється простір поблизу чорної діри. Для наочності зображено кільце (2), біля чорної діри воно згинається, як поля капелюхи. В іншому випадку, коли чорна діра обертається (поки вважають, що деякі з них нерухомі), кільце стає ще й асиметричним (3).
