Як працює чорна діра
Чорними дірами прийнято вважати області простору, в яких гравітація настільки сильна, що ні випромінювання, ні речовина не в змозі цю область покинути, - так як для тіл, що знаходяться в полі тяжіння цих космічних об'єктів, власна швидкість втечі повинна перевищувати швидкість світла, що, в принципі, неможливо. Кордон області, через яку не може прорватися навіть світло, називають «горизонтом подій» чорної діри.
Американський фізик Джон Арчибальд Уїллер тільки в 1967 році запропонував цьому космічному об'єкту, все вбирного і нічого не випускає, назва «чорна діра». Раніше використовувалися такі позначення, як «коллапсар» або «застигла зірка».
Пошуком чорних дір вчені займаються вже багато десятиліть, але оскільки знайти «чорну кішку в темній кімнаті» не так-то просто, доводиться орієнтуватися на звичайні зірки і інші космічні об'єкти, які взаємодіють з чорними дірами, - і з їхньої поведінки вимірювати параметри і відстежувати вплив дірок на навколишній космічний простір.
Вивчати ж ці об'єкти в лабораторних умовах неможливо, тому як для створення чорної діри тіло з масою в мільйони тонн необхідно стиснути до розмірів атома. Теоретичне вивчення, засноване на загальній теорії відносності Альберта Ейнштейна, знаходить численні підтвердження в цифрах і знімках орбітальних телескопів.
Розрахунки показують, що достатньою масою для перетворення в чорні діри володіють лише зірки, чия маса перевищує три сонячних, тому для початку на них і зупинимося. Поки зірка молода і активна, вона володіє запасом ядерного палива. Термоядерні реакції перетворення водню в гелій, потім в вуглець (і так далі) підтримують рівновагу зірки, оскільки виділяється при цьому тепло компенсує енергетичні втрати, які ми розуміємо як світло і зоряний вітер. Ці ж реакції підтримують високий тиск всередині зірки, не дозволяючи їй стискуватися під дією власного гравітаційного поля. Однак минає кілька мільярдів років, і в кінці зоряної еволюції ядерне паливо починає вичерпуватися.
В результаті її ядро і мантія переживають протилежні процеси: ядро починає стискатися, при цьому виділяючи велику кількість тепла, яке нагріває зовнішню оболонку. Зірка втрачає свої зовнішні шари, непомірно розширюються в вогненну туманність, що руйнує власну планетарну систему. Якщо ж мова йде про наднової - то оболонка зазвичай знищується вибухом.
Отже, ядро масивної зірки стискається і йде під «горизонт подій», - і якби ми могли спостерігати за цими метаморфозами в телескоп, то спочатку побачили б, що зірка з наростаючою швидкістю зменшується, а світло слабшає і червоніє, що можна пояснити втратою фотонами енергії в міру наближення до поверхні гравітаційного радіуса, необхідністю долати збільшується силу тяжіння, внаслідок чого часткам потрібно все більша кількість часу, щоб дістатися до Землі (вірніше, було необхідно, - адже процеси, які ми наб юдаем, проісходіліцелую вічність тому). Далі ми побачили б, що стиснення сповільнюється, і в той момент, коли воно зовсім зупиниться, візуальне спостереження нової чорної діри стає неможливим.
Але якби ми могли собі це дозволити, і зазирнути за «горизонт подій», то виявили б таку картину: за короткий проміжок часу речовина ядра стискається в точку, звану «сингулярність». У ній досягаються нескінченно великі значення тяжіння і щільності. Англійський фізик Стівен Хоукінг назвав сингулярність «місцем, де руйнується класична концепція простору і часу так само, як і всі відомі закони фізики, оскільки всі вони формулюються на основі класичного простору-часу».
Первісна зірка могла бути влаштована як завгодно складно, однак новостворена чорна діра «забуває» всю інформацію про вихідної моделі: форму, хімічний склад, розподіл щільності речовини і ін. Після стиснення спостерігач може визначити лише три основних параметри: електричний заряд, повну масу і момент імпульсу, присутній в разі, якщо зірка раніше оберталася.
В останньому випадку навколо чорної діри зберігається гравітаційне поле «вихрового» принципу дії, яке захоплює сусідні космічні тіла в обертальний рух навколо неї. Це поле отримало ім'я математика Роя Керра, який знайшов рішення його розрахункових рівнянь в 1963 році.
Ефект поля Керра посилюється в міру наближення до горизонту чорної діри, - тобто біля неї існує певна зона космічного простору, з одного боку обмежена «горизонтом подій» дірки і веде до неминучої загибелі всіх об'єктів в надрах сингулярності, а з іншого боку - рисою, за якої ці об'єкти не притягуються і залишаються нерухомими щодо далеких зірок. Ця риса називається «межею статичності».
В радіусі дії поля Керра, або так званої «ергосфери», об'єкти можуть рухатися тільки по орбіті навколо нового центру тяжіння, причому в тому ж напрямку, в якому обертається сама діра. Потрапивши в ергосферу, кванти світла або, якщо вже на те пішло, літальний апарат все ще можуть вирватися назовні, несучи при цьому енергію обертання сверхсістеми, але стаціонарним космічних тіл залишається скромний доля: водити космічний «хоровод» навколо гіганта і ставати його здобиччю.
Дотримуючись ейнштейнівською загальної теорії відносності, поблизу чорних дір під дією їх гравітаційного поля викривляється простір і час (тут буде доречно перетинання або розбіжність паралельних прямих, уповільнення годин і всі інші нині доведені «легенди» вченого). Для того щоб уявити собі, як поводиться час близько чорної діри, порівняємо його з земним. Незважаючи на те, що наша планета - просто порошинка в порівнянні з чорними дірами, земна гравітація впливає на хід часу на поверхні сильніше, ніж на орбіті - настільки, що в GPS-навігатори спеціально вносять поправки на цю різницю. Чого ж тоді чекати від об'єктів з такою жахливою тяжінням і масою, як у чорних дір?
Тут напруженість гравітаційного поля настільки велика, що будь-які фізичні процеси можна описувати лише за допомогою релятивістської (відносної коливань нейтрона) теорії тяжіння. Одним словом, все це підводить нас до висновку, що чорна діра здатна викривляти геометрію простору і часу навколо себе, і чим ближче - тим сильніше цей ефект, аж до того, що промені світла можуть рухатися по її окружності.
Але невже будь-яка зірка рано чи пізно починає руйнувати те, що створювалося з такою працею під її світлом і теплом? Повторимося: це не так. За оцінками експертів, при помірній початковій масі зірки ядро може стискуватися, перетворитися в маленький і дуже щільний білий карлик, або в ще більш щільну і зовсім крихітну нейтронну зірку, які потім збережуть стійкість: його стиснення буде зупинено тиском виродженого речовини, і «битва з гравітацією »буде виграна.
Тому для тих, хто твердо має намір прожити ще п'ять-сім мільярдів років, це хороша новина. Правда, спостерігати за сонячним білим карликом доведеться з підземного бункера, так як випаровується мантія перед цим розшириться, поглине Меркурій і Венеру, заодно позбавивши землю води і практично повністю - атмосфери. Якщо ж маса зірки перевищує три маси Сонця, то вже ніщо не в силах зупинити її колапсу, - вона піде під горизонт подій і рано чи пізно стане новою чорною дірою.
Згідно з розрахунками вчених, наша галактика існує дванадцять мільярдів років, і за цей час мало утворитися кілька десятків мільйонів чорних дір, основна маса яких імовірно знаходиться в ядрі Чумацького Шляху, де коллапсировать найбільш масивні древні зірки.
- Андрій »У мене стара картка radeon hd4850. Смажу її в духовці вже 2й раз, політ нормальний. Після першого разу пропрацювала 1.5.
- Анонім »Була проблема з установкою дров не як не лягали перепробував на 3 компах видяха працює але не на всі 100%.
- Анонім »прогрівається свою Radeon7870 пропрацювала 4 місяці і знову здохла брижі по екрану і далі чорний екран. після виключення.
- Павло »Прогрів свою Radeon7870 в цей раз праскою чіп. працює напишу потім на скільки вистачило це вже 2 раз праскою.
У кого найбільший мозок?
- Oleg »В Людської конструкції на життя використовується 1% обсягу мозга.Всего 3 грам. - поширений міф. да да да нах потрібен такий.
Неймовірні збіги
Що таке IQ і як його вимірюють?
Як правильно заряджати акумулятори
- Олексій »суперечить самі собі. «Забезпечуються мікросхемою, яка контролює заряд: адже в іншому випадку при перезаряді вони почали б вибухати. Не залишайте батарею в.