Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Сентября 2014 в 17:11, курсовая работа
Краткое описание
В наше время поиски чёрных дыр во Вселенной представляют собой одну из актуальных задач современной астрономии, ведь черные дыры – объекты вселенной, которые привлекают интерес многих учёных - астрономов. Это совершенно исключительные объекты, не похожие ни на что, известное до сих пор. Изучение физики черных дыр позволяет расширить познания о фундаментальных свойствах пространства и времени. Образно говоря, черные дыры – это дверь в новую, ши-рочайшую область познания физического мира.
Содержание
Введение 3 Понятие о черной дыре 4 1.Формирование черных дыр 5 2. Виды черных дыр 7 4. Свойства черных дыр 10 Заключение 14 Список литературы 15
В процессе коллапса звезды
в черную дыру за малую долю секунды (по
часам удаленного наблюдателя) все ее
внешние особенности, связанные с исходной
неоднородностью, излучаются в виде гравитационных
и электромагнитных волн. Образовавшаяся
стационарная черная дыра "забывает"
всю информацию об исходной звезде, кроме
трех величин: полной массы, момента импульса
(связанного с вращением) и электрического
заряда. Изучая черную дыру, уже невозможно
узнать, состояла ли исходная звезда из
вещества или антивещества, была ли она
вытянутой или сплюснутой и т.п. В реальных
астрофизических условиях заряженная
черная дыра будет притягивать к себе
из межзвездной среды частицы противоположного
знака, и ее заряд быстро станет нулевым.
Оставшийся стационарный объект либо
будет невращающейся "шварцшильдовой
черной дырой", которая характеризуется
только массой, либо вращающейся "керровской
черной дырой", которая характеризуется
массой и моментом импульса.
3) Если исходное тело
вращалось, то вокруг черной дыры
сохраняется "вихревое" гравитационное
поле, увлекающее все соседние тела во
вращательное движение вокруг нее. Поле
тяготения вращающейся черной дыры называют
полем Керра (математик Рой Керр в 1963 нашел
решение соответствующих уравнений). Этот
эффект характерен не только для черной
дыры, но для любого вращающегося тела,
даже для Земли. По этой причине размещенный
на искусственном спутнике Земли свободно
вращающийся гироскоп испытывает медленную
прецессию относительно далеких звезд.
Вблизи Земли этот эффект едва заметен,
но вблизи черной дыры он выражен гораздо
сильнее: по скорости прецессии гироскопа
можно измерить момент импульса черной
дыры, хотя сама она не видна.
Чем ближе мы подходим к горизонту
черной дыры, тем сильнее становится эффект
увлечения "вихревым полем". Прежде
чем достичь горизонта, мы окажемся на
поверхности, где увлечение становится
настолько сильным, что ни один наблюдатель
не может оставаться неподвижным (т. е.
быть "статическим") относительно
далеких звезд. На этой поверхности (называемой
пределом статичности) и внутри нее все
объекты должны двигаться по орбите вокруг
черной дыры в том же направлении, в котором
вращается сама дыра. Независимо от того,
какую мощность развивают его реактивные
двигатели, наблюдатель внутри предела
статичности никогда не сможет остановить
свое вращательное движение относительно
далеких звезд.
Предел статичности всюду лежит
вне горизонта и соприкасается с ним лишь
в двух точках, там, где они оба пересекаются
с осью вращения черной дыры. Область пространства-времени,
расположенная между горизонтом и пределом
статичности, называется эргосферой. Объект,
попавший в эргосферу, еще может вырваться
наружу. Поэтому, хотя черная дыра "все
съедает и ничего не отпускает", тем
не менее, возможен обмен энергией между
ней и внешним пространством. Например,
пролетающие через эргосферу частицы
или кванты могут уносить энергию ее вращения.
4) Все вещество внутри
горизонта событий черной дыры
непременно падает к ее центру
и образует сингулярность с
бесконечно большой плотностью.
Английский физик Стивен Хоукинг
определяет сингулярность как "место,
где разрушается классическая
концепция пространства и времени
так же, как и все известные
законы физики, поскольку все
они формулируются на основе
классического пространства-времени".
5) Кроме этого С.Хоукинг
открыл возможность очень медленного
самопроизвольного квантового "испарения"
черных дыр. В 1974 он доказал, что черные
дыры (не только вращающиеся, но любые)
могут испускать вещество и излучение,
однако заметно это будет лишь в том случае,
если масса самой дыры относительно невелика.
Мощное гравитационное поле вблизи черной
дыры должно рождать пары частица-античастица.
Одна из частиц каждой пары поглощается
дырой, а вторая испускается наружу. Например,
черная дыра с массой 1012 кг должна вести
себя как тело с температурой 1011 К, излучающее
очень жесткие гамма-кванты и частицы.
Идея об "испарении" черных дыр полностью
противоречит классическому представлению
о них как о телах, не способных излучать
Заключение
Много интересного можно узнать
о чёрных дырах, занимаясь их изучением
вплотную. В безднах Вселенной так много
всего нового и неизвестного, что будет
изучаться, я думаю, ещё долгое время.
Есть уверенность, что с усовершенствованием
техники мы сможем когда-нибудь узнать,
опровергнуть или доказать сегодняшние
предположения и гипотезы, которые люди
высказывали сотни лет назад.
Правильно сказал Джордано
Бруно: «Умственная сила никогда не успокоится,
никогда не остановится на познанной истине,
но все время будет идти вперед и дальше,
к непознанной истине».
Список литературы
Карпенков С.Х. Концепции современного
естествознания, М, Высш. школа
2003.