ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
230
231
ìîãëî áû ïðåâðàòèòüñÿ â ÷åðíóþ äûðó ïðè òîé æå ìàññå, èìåÿ
ðàäèóñ âñåãî 3 êì; äëÿ íåáåñíîãî òåëà, ðàâíîãî ïî ìàññå Çåìëå,
ýòîò ðàäèóñ ðàâåí âñåãî ëèøü 0,44 ñì.
Òàê êàê â ôîðìóëó äëÿ R
Ø
âõîäèò ñêîðîñòü ñâåòà, òo ýòîò
íåáåñíûé îáúåêò èìååò ÷èñòî ðåëÿòèâèñòñêóþ ïðèðîäó. Â
÷àñòíîñòè, òàê êàê â ÎÒÎ óòâåðæäàåòñÿ ôèçè÷åñêîå çàìåäëåíèå
õîäà ÷àñîâ â ñèëüíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå, òî ýòîò ýôôåêò
îñîáåííî äîëæåí áûòü çàìåòåí âáëèçè ÷åðíîé äûðû. Òàê, äëÿ
íàáëþäàòåëÿ, íàõîäÿùåãîñÿ âíå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ ÷åðíîé
äûðû, êàìåíü, ñâîáîäíî ïàäàþùèé íà ÷åðíóþ äûðó, äîñòèãíåò
øâàðöøèëüäîâñêîé ñôåðû çà áåñêîíå÷íî áîëüøîé ïðîìåæóòîê
âðåìåíè.  òî âðåìÿ êàê ÷àñû íàáëþäàòåëÿ, ïàäàþùåãî âìåñòå
ñ êàìíåì, ïîêàæóò êîíå÷íîå âðåìÿ. Ðàñ÷åòû, îñíîâàííûå íà
ïîëîæåíèÿõ ÎÒÎ, ïîêàçûâàþò, ÷òî ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ÷åðíîé
äûðû íå òîëüêî ñïîñîáíî èñêðèâèòü òðàåêòîðèþ ñâåòîâîãî ëó÷à,
íî è çàõâàòèòü ñâåòîâîé ïîòîê è çàñòàâèòü åãî äâèãàòüñÿ âîêðóã
÷åðíîé äûðû (ýòî âîçìîæíî, åñëè ëó÷ ñâåòà ïðîéäåò íà
ðàññòîÿíèè îêîëî 1,5R
Ø
, íî òàêîå äâèæåíèå íåóñòîé÷èâî).
Åñëè çâåçäà, èñïûòàâøàÿ êîëëàïñ, îáëàäàëà óãëîâûì
ìîìåíòîì, ò.å. âðàùàëàñü, òî è ÷åðíàÿ äûðà äîëæíà ñîõðàíèòü
ýòîò âðàùàòåëüíûé ìîìåíò. Íî òîãäà âîêðóã ýòîé çâåçäû è
ãðàâèòàöèîííîå ïîëå äîëæíî èìåòü âèõðåâîé õàðàêòåð, ÷òî
ïðîÿâèòñÿ â ñâîåîáðàçèè ñâîéñòâ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè. Ýòîò
ýôôåêò ìîæåò ïîçâîëèòü îáíàðóæèòü ÷åðíóþ äûðó.
 ïîñëåäíèå ãîäû îáñóæäàåòñÿ âîçìîæíîñòü èñïàðåíèÿ
÷åðíûõ äûð. Ýòî ñâÿçàíî ñ âçàèìîäåéñòâèåì ãðàâèòàöèîííîãî
ïîëÿ òàêîé çâåçäû ñ ôèçè÷åñêèì âàêóóìîì.  ýòîì ïðîöåññå óæå
äîëæíû ñêàçàòüñÿ êâàíòîâûå ýôôåêòû, ò.å. ÎÒÎ îêàçûâàåòñÿ
ñâÿçàííîé ñ ôèçèêîé ìèêðîìèðà. Êàê âèäèì, ýêçîòè÷åñêèé
îáúåêò, ïðåäñêàçàííûé OÒÎ, - ÷åðíàÿ äûðà îêàçûâàåòñÿ
ñâÿçóþùèì çâåíîì, êàçàëîñü áû, äàëåêèõ äðóã îò äðóãà îáúåêòîâ
- ìèêðîìèðà è Âñåëåííîé.
§11. Çàãàäêè Áîëüøîãî âçðûâà (ÎÒÎ è êîñìîëîãèÿ)
Ó÷åíûå óñòàíîâèëè, ÷òî íàøåé Âñåëåííîé 15 ìëðä. ëåò. Ÿ
ïîÿâëåíèå ñâÿçàíî ñî âçðûâîì, ïîëó÷èâøèì íàçâàíèå Áîëüøîãî
âçðûâà.
Íî îòêóäà èçâåñòíî, ÷òî Âñåëåííàÿ âçîðâàëàñü è ÷òî
âçîðâàëîñü? È ÷òî áûëî äî ýòîãî, è ÷òî ïîñëåäîâàëî ïîñëå ýòîãî?
Ýòè è ìíîãèå äðóãèå âîïðîñû âîçíèêëè ïåðåä ó÷åíûìè âî âòîðîé
ïîëîâèíå XX âåêà è îñòàëèñü â íàóêå XXI âåêà.
Âñïîìíèì íåìíîãî èñòîðèþ. Â 1916ã. âåëèêèé ôèçèê
Àëüáåðò Ýéíøòåéí ñîçäàë íîâóþ ôèçè÷åñêóþ òåîðèþ - Îáùóþ
òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè, ñòàâøóþ îñíîâîé êîñìîëîãèè - íàóêè
î ïðîèñõîæäåíèè è ðàçâèòèÿ ìèðà. Ñîãëàñíî ïåðâîíà÷àëüíîìó
ðåøåíèþ ïðîáëåìû, äàííîìó ñàìèì Ýéíøòåéíîì, Âñåëåííàÿ
ñòàöèîíàðíà è êîíå÷íà â ñâîèõ ðàçìåðàõ. Îäíàêî â 1922 ã.
ðîññèéñêèé ó÷åíûé À. À. Ôðèäìàí ðàññìîòðåë áîëåå ñëîæíûé
ñöåíàðèé ðàçâèòèÿ Ìèðà. Îäèí èç âàðèàíòîâ åãî ðåøåíèÿ ïðåäïî-
ëàãàë ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé. Àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ý. Õàááë,
íàáëþäàÿ äâèæåíèå äàëåêèõ çâåçä, ïîäòâåðäèë ôàêò ðàñøèðåíèÿ:
çâåçäû óäàëÿëèñü îò íàñ è äðóã îò äðóãà. Ñíîâà âîçíèêàëè
âîïðîñû: ïî÷åìó Âñåëåííàÿ ðàñøèðÿåòñÿ, âåäü ïî çàêîíó
Âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ, îòêðûòîãî åùå Íüþòîíîì, çâåçäû äîëæíû
ïðèòÿãèâàòüñÿ äðóã ê äðóãó? È êàê äîëãî ýòî ðàñøèðåíèå áóäåò
ïðîäîëæàòüñÿ?
Ó÷åíûå, â òîì ÷èñëå è íàøè ðîññèéñêèå, èùóò îòâåòû íà âñå
ïîñòàâëåííûå âûøå âîïðîñû. È óæå åñòü ôàêòû, êîòîðûå
ïîçâîëÿþò âîññòàíîâèòü ñöåíàðèé Âçðûâà, äàòü âîçìîæíûå
âàðèàíòû îòâåòîâ.
Îêîëî 40 ëåò íàçàä áûëî îáíàðóæåíî ñëàáîå
ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå (ðàäèîâîëíû), êîòîðîå ðàâíîìåðíî
çàïîëíÿåò âñå ìèðîâîå ïðîñòðàíñòâî. Åãî íàçâàëè ðåëèêòîâûì,
òî åñòü ñîõðàíèâøèìñÿ îò ìîìåíòà íà÷àëà ðàñøèðåíèÿ
Âñåëåííîé. Çàíèìàÿ âñå áîëüøåå ïðîñòðàíñòâî, ðåëèêòîâîå
èçëó÷åíèå îñòûâàëî, èìåÿ âíà÷àëå î÷åíü âûñîêóþ òåìïåðàòóðó.
Òàêóþ æå âûñîêóþ òåìïåðàòóðó èìåëî è âåùåñòâî Âñåëåííàÿ
áûëà ãîðÿ÷åé. Àíàëèç ñâîéñòâ ðåëèêòîâîãî èçëó÷åíèÿ ïîçâîëÿåò
ïîíÿòü, ïî÷åìó Âñåëåííàÿ â áîëüøèõ ìàñøòàáàõ áûëà è îñòàåòñÿ
îäíîðîäíîé, ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü âåùåñòâà ïîñòîÿííà. Äåëî â òîì,
÷òî òîëüêî â ýòîì ñëó÷àå ñåãîäíÿ ìû è íàáëþäàåì, ÷òî ñî âñåõ
ñòîðîí íà Çåìëþ ïðèõîäèò îäíîðîäíîå ðåëèêòîâîå èçëó÷åíèå:
îíî ïðîõîäèò ÷åðåç îäíîðîäíî çàïîëíåííîå ìàòåðèåé ïðî-
ìîãëî áû ïðåâðàòèòüñÿ â ÷åðíóþ äûðó ïðè òîé æå ìàññå, èìåÿ Íî îòêóäà èçâåñòíî, ÷òî Âñåëåííàÿ âçîðâàëàñü è ÷òî
ðàäèóñ âñåãî 3 êì; äëÿ íåáåñíîãî òåëà, ðàâíîãî ïî ìàññå Çåìëå, âçîðâàëîñü? È ÷òî áûëî äî ýòîãî, è ÷òî ïîñëåäîâàëî ïîñëå ýòîãî?
ýòîò ðàäèóñ ðàâåí âñåãî ëèøü 0,44 ñì. Ýòè è ìíîãèå äðóãèå âîïðîñû âîçíèêëè ïåðåä ó÷åíûìè âî âòîðîé
Òàê êàê â ôîðìóëó äëÿ RØ âõîäèò ñêîðîñòü ñâåòà, òo ýòîò ïîëîâèíå XX âåêà è îñòàëèñü â íàóêå XXI âåêà.
íåáåñíûé îáúåêò èìååò ÷èñòî ðåëÿòèâèñòñêóþ ïðèðîäó.  Âñïîìíèì íåìíîãî èñòîðèþ.  1916ã. âåëèêèé ôèçèê
÷àñòíîñòè, òàê êàê â ÎÒÎ óòâåðæäàåòñÿ ôèçè÷åñêîå çàìåäëåíèå Àëüáåðò Ýéíøòåéí ñîçäàë íîâóþ ôèçè÷åñêóþ òåîðèþ - Îáùóþ
õîäà ÷àñîâ â ñèëüíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå, òî ýòîò ýôôåêò òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè, ñòàâøóþ îñíîâîé êîñìîëîãèè - íàóêè
îñîáåííî äîëæåí áûòü çàìåòåí âáëèçè ÷åðíîé äûðû. Òàê, äëÿ î ïðîèñõîæäåíèè è ðàçâèòèÿ ìèðà. Ñîãëàñíî ïåðâîíà÷àëüíîìó
íàáëþäàòåëÿ, íàõîäÿùåãîñÿ âíå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ ÷åðíîé
ðåøåíèþ ïðîáëåìû, äàííîìó ñàìèì Ýéíøòåéíîì, Âñåëåííàÿ
äûðû, êàìåíü, ñâîáîäíî ïàäàþùèé íà ÷åðíóþ äûðó, äîñòèãíåò
ñòàöèîíàðíà è êîíå÷íà â ñâîèõ ðàçìåðàõ. Îäíàêî â 1922 ã.
øâàðöøèëüäîâñêîé ñôåðû çà áåñêîíå÷íî áîëüøîé ïðîìåæóòîê
âðåìåíè.  òî âðåìÿ êàê ÷àñû íàáëþäàòåëÿ, ïàäàþùåãî âìåñòå ðîññèéñêèé ó÷åíûé À. À. Ôðèäìàí ðàññìîòðåë áîëåå ñëîæíûé
ñ êàìíåì, ïîêàæóò êîíå÷íîå âðåìÿ. Ðàñ÷åòû, îñíîâàííûå íà ñöåíàðèé ðàçâèòèÿ Ìèðà. Îäèí èç âàðèàíòîâ åãî ðåøåíèÿ ïðåäïî-
ïîëîæåíèÿõ ÎÒÎ, ïîêàçûâàþò, ÷òî ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ÷åðíîé ëàãàë ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé. Àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ý. Õàááë,
äûðû íå òîëüêî ñïîñîáíî èñêðèâèòü òðàåêòîðèþ ñâåòîâîãî ëó÷à, íàáëþäàÿ äâèæåíèå äàëåêèõ çâåçä, ïîäòâåðäèë ôàêò ðàñøèðåíèÿ:
íî è çàõâàòèòü ñâåòîâîé ïîòîê è çàñòàâèòü åãî äâèãàòüñÿ âîêðóã çâåçäû óäàëÿëèñü îò íàñ è äðóã îò äðóãà. Ñíîâà âîçíèêàëè
÷åðíîé äûðû (ýòî âîçìîæíî, åñëè ëó÷ ñâåòà ïðîéäåò íà âîïðîñû: ïî÷åìó Âñåëåííàÿ ðàñøèðÿåòñÿ, âåäü ïî çàêîíó
ðàññòîÿíèè îêîëî 1,5RØ, íî òàêîå äâèæåíèå íåóñòîé÷èâî). Âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ, îòêðûòîãî åùå Íüþòîíîì, çâåçäû äîëæíû
Åñëè çâåçäà, èñïûòàâøàÿ êîëëàïñ, îáëàäàëà óãëîâûì ïðèòÿãèâàòüñÿ äðóã ê äðóãó? È êàê äîëãî ýòî ðàñøèðåíèå áóäåò
ìîìåíòîì, ò.å. âðàùàëàñü, òî è ÷åðíàÿ äûðà äîëæíà ñîõðàíèòü ïðîäîëæàòüñÿ?
ýòîò âðàùàòåëüíûé ìîìåíò. Íî òîãäà âîêðóã ýòîé çâåçäû è Ó÷åíûå, â òîì ÷èñëå è íàøè ðîññèéñêèå, èùóò îòâåòû íà âñå
ãðàâèòàöèîííîå ïîëå äîëæíî èìåòü âèõðåâîé õàðàêòåð, ÷òî ïîñòàâëåííûå âûøå âîïðîñû. È óæå åñòü ôàêòû, êîòîðûå
ïðîÿâèòñÿ â ñâîåîáðàçèè ñâîéñòâ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè. Ýòîò ïîçâîëÿþò âîññòàíîâèòü ñöåíàðèé Âçðûâà, äàòü âîçìîæíûå
ýôôåêò ìîæåò ïîçâîëèòü îáíàðóæèòü ÷åðíóþ äûðó. âàðèàíòû îòâåòîâ.
 ïîñëåäíèå ãîäû îáñóæäàåòñÿ âîçìîæíîñòü èñïàðåíèÿ Îêîëî 40 ëåò íàçàä áûëî îáíàðóæåíî ñëàáîå
÷åðíûõ äûð. Ýòî ñâÿçàíî ñ âçàèìîäåéñòâèåì ãðàâèòàöèîííîãî ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå (ðàäèîâîëíû), êîòîðîå ðàâíîìåðíî
ïîëÿ òàêîé çâåçäû ñ ôèçè÷åñêèì âàêóóìîì.  ýòîì ïðîöåññå óæå çàïîëíÿåò âñå ìèðîâîå ïðîñòðàíñòâî. Åãî íàçâàëè ðåëèêòîâûì,
äîëæíû ñêàçàòüñÿ êâàíòîâûå ýôôåêòû, ò.å. ÎÒÎ îêàçûâàåòñÿ
òî åñòü ñîõðàíèâøèìñÿ îò ìîìåíòà íà÷àëà ðàñøèðåíèÿ
ñâÿçàííîé ñ ôèçèêîé ìèêðîìèðà. Êàê âèäèì, ýêçîòè÷åñêèé
Âñåëåííîé. Çàíèìàÿ âñå áîëüøåå ïðîñòðàíñòâî, ðåëèêòîâîå
îáúåêò, ïðåäñêàçàííûé OÒÎ, - ÷åðíàÿ äûðà îêàçûâàåòñÿ
ñâÿçóþùèì çâåíîì, êàçàëîñü áû, äàëåêèõ äðóã îò äðóãà îáúåêòîâ èçëó÷åíèå îñòûâàëî, èìåÿ âíà÷àëå î÷åíü âûñîêóþ òåìïåðàòóðó.
- ìèêðîìèðà è Âñåëåííîé. Òàêóþ æå âûñîêóþ òåìïåðàòóðó èìåëî è âåùåñòâî Âñåëåííàÿ
áûëà ãîðÿ÷åé. Àíàëèç ñâîéñòâ ðåëèêòîâîãî èçëó÷åíèÿ ïîçâîëÿåò
§11. Çàãàäêè Áîëüøîãî âçðûâà (ÎÒÎ è êîñìîëîãèÿ) ïîíÿòü, ïî÷åìó Âñåëåííàÿ â áîëüøèõ ìàñøòàáàõ áûëà è îñòàåòñÿ
îäíîðîäíîé, ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü âåùåñòâà ïîñòîÿííà. Äåëî â òîì,
Ó÷åíûå óñòàíîâèëè, ÷òî íàøåé Âñåëåííîé 15 ìëðä. ëåò. Ÿ ÷òî òîëüêî â ýòîì ñëó÷àå ñåãîäíÿ ìû è íàáëþäàåì, ÷òî ñî âñåõ
ïîÿâëåíèå ñâÿçàíî ñî âçðûâîì, ïîëó÷èâøèì íàçâàíèå Áîëüøîãî ñòîðîí íà Çåìëþ ïðèõîäèò îäíîðîäíîå ðåëèêòîâîå èçëó÷åíèå:
âçðûâà. îíî ïðîõîäèò ÷åðåç îäíîðîäíî çàïîëíåííîå ìàòåðèåé ïðî-
230 231
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- …
- следующая ›
- последняя »
