Полная версия


Вопрос астроному и астрофизику

Астрономия и телескопы →  → Здравствуйте еще раз. На сей раз меня интере...

Здравствуйте еще раз. На сей раз меня интересует вопрос черных дыр (это уже чисто для общего развития :) Я пытался

Владислав, г. Другой город4 мая 2015, 00:14
Здравствуйте еще раз. На сей раз меня интересует вопрос черных дыр (это уже чисто для общего развития :) Я пытался изучать этот вопрос, но что-то сколько бы я не читал и не смотрел видео о ЧД, не очень могу понять их строение. Насколько я знаю, первый "компонент" с которым предстоит столкнуться чему-либо, что в нее попадает - это горизонт событий - некая грань, после которой из черной дыры не может выбраться ничто. Так вот: 1. Значит ли это, что где-то там, за горизонтом событий, существует сверхсветовая скорость? 2. Распишите, пожалуйста, как можно более понятным языком, остальные составляющие ЧД. Заранее спасибо :)

Отвечают эксперты:

Юрковский В.С.16 мая 09:06
Здравствуйте, Владислав! Наконец-то удалось выделить время для того, чтобы более-менее понятно и в некотором смысле литературно рассказать о Черных Дырах. Но я начну рассматривать их строение не "снаружи" от лица падающего тела, а от самого сердца Черных Дыр. Скажу сразу, не следует путать между собой Черные Дыры (ЧД) и Сверхмассивные Черные Дыры (СМЧД). Вообще, Черные Дыры - настолько "собирательное понятие", что и размеры их могут быть совершенно-совершенно разными: от СМЧД, которая (предположительно) расположена в центре Млечного Пути, до Черной Дыры размером с атом водорода, которые пытались создать на БАКе (Большом Адронном Коллайдере). Физические принципы жизни и эволюции всех Черных Дыр одинаковы (во всяком случае, схожи), но вот природа этих "родственников" совершенно различна. Откуда происходят Сверхмассивные Черные дыры, ученые не пришли к единому мнению до сих пор, а потому не станем пока что оперировать абстрактными понятиями и гипотезами. Но вот что доказано точно, так это процесс гибели некоторых звезд (красных гигантов). Кстати говоря, по одной из моделей, Солнце тоже превратится в красный гигант. Когда звезда пережигает весь водород в гелий, а гелий в углерод и кислород, прежде всего выгорает вещество между "корой" и ядром звезды. При этом, ядро еще созраняет свою массу, а следовательно - гравитацию. Так, в один "прекрасный момент" оболочка звезды проваливается внутрь самой себя (коллапс звездного вещества). При этом масса ядра (собственно, притянувшего, всё вещество) резко возрастает. И тогда-то процессы сжатия начинают многократно преобладать над процессами расширения (отталкивания), что и превращает гибнущую звезду в Черную дыру. Как мы уже поняли из этой схемы, у Черной дыры обязано быть "сердце", собственно то ядро, которое и определяет все характеристики, присущие Черным Дырам. Итак, говоря о строении Черных Дыр, прежде всего хочется сказать о ее ядре. Ядро это принято называть сингулярностью (только это гравитационная сингулярность и не нужно путать ее с космологической). Фактически, сингулярность - это точка. А точка (еще по Эвклиду) - это всего лишь бесконечно малая координата в пространстве-времени и не более. Так вот сингулярность - это даже не ядро коллабированной звезды, а лишь центр этого ядра, вокруг которого и распространяются радиально линии гравитационного воздействия. Почему ядро Черной Дыры имеет такую гравитацию? Это уже по Ньютону. Закон Всемирного Тяготения. Сила притяжения тел прямо пропорциональна массам этих тел и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Следовательно, по чистой ньютоновской механике, ни у одного тела во Вселенной Горизонта Событий нет и быть не может: ведь как не увеличивай знаменатель дроби, всё равно он должен быть >0 (на ноль делить нельзя), а потому и гравитация всегда будет >0. Но вот с поправкой Кеплера об орбитальном движении, для фактически любого физического тела появляется свой "горизонт событий" (именно в кавычках и именно с маленькой буквы, чтобы не путать с устоявшимся термином для Черных Дыр). Так, любая ракета, запущенная с Земли со скоростью меньше первой космической обязательно упаден на Землю. Чтобы она летала вокруг Земли по орбите и не падала, нужно придать ей скорость большую, чем v1. А при второй космической скорости (v2) ракета покинет околоземную орбиту и улетит в пространство к другим планетам, но не дальше околосолнечной орбиты. Следовательно, если мы будем для каждого тела наращивать скорость, то и "горизонты событий" будут вполне преодолимы. Но вот проблема: скорости, превышающей световую, не создать никак, а следовательно, для наличия Горизонта Событий у Черной Дыры ее гравитация должна быть столь мощной, чтобы даже самый быстродвижущийся элемент Вселенной (квант света) не смог ее преодолеть своей орбитальной скоростью. Естественно, что любое тело, падающее на Черную Дыру, подвергается колоссальному сжатию. При этом, стабильность вещества резко нарушается и материя превращается в энергию электромагнитных колебаний. Вот эти-то колетания и выбрасываются за пределы Черной Дыры в виде "джетов" - пульсирующий "фонтанов" гамма-излучения.Электро-магнитные волны, не обладая гравитацией, в состоянии покинуть Черную Дыру и преодолеть Горизонт Событий. Теперь хотельсь бы сказать несколько слов об ускорении кванта света внутри Черной Дыры. Когда-то мне пришла в голову аналогичная мысль - ведь скорость света должна увеличиваться при "суммации" собственной скорости и гравитационного ускорения. После выведения серии формул, на бумаге всё получилось очень даже убедительно, но вот коллеги разбили все расчеты в пыль (формулы не противоречили сами себе, но радикально противоречили здравому смыслу элементарной астрофизики). Действительно, ошибка была допущена и просто не мог никак выбрать время, чтобы ее поискать. Но при этом всё же очевидно, что скорость света в природе максимальна по умолчанию и каким-то образом наращивать ее математически или усилиями своего воображения оказывается бессмысленно. Т.е., с=300 000 км/с всегда и везде - что в карманном фонарике, что внутри Черной Дыры, и этот факт мы буквально вынуждены признать, как бы нам ни хотелось, чтобы было иначе. Конечно, Черные Дыры - это вопрос, о котором можно говорить практически бесконечно, а потому надеюсь, что хоть отчасти подробно и сколь сумел понятно ответил на Ваш вопрос. Но если возникнут новые и новые - буду рад помочь в них разобраться! С уважением, Владимир Юрковский.

Комментировать

Ваша оценка: