Форум » Вопрос-Ответ » Что такое чёрная дыра? » Ответить
Что такое чёрная дыра?
Диана: Что такое чёрная дыра? Что будет если в неё попасть? Может ли Земля попасть в чёрную дыру? Как появились чёрные дыры и иогут ли они исчезнуть и как? -------------------------------------------------------------------------------------------------- P.S.: Мне 4 года и 10 месяцев. Меня зарегестрировала сдесь мама, и пока я не научусь писать и читать самостоятельно от моего имени вопросы будет задавать здесь она, но исходят они от меня, поэтому очень прошу отвечать доступно! спасибо)
John_Silver: SWN пишет: Это не так. Вес будет отличаться на отношение ускорения свободного падения у поверхности объекта ( не важно какого) к нему же у поверхности Земли (9,81 м/с2). А ускорение свободного падения пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату радиуса объекта. Потому у горизонта событий сверхмассивной ЧД вес тела (если бы была там твердая поверхность) может быть много меньше, чем на Земле. Для начала - горизонт событий, это ведь ещё не сама ЧД. И если предположить, что ЧД имеет твёрдую поверхность, то каково расстояние от горизонта событий, до самой поверхности ЧД. Ведь в этом случае, возможна аналогия с атмосферой планеты, чисто теоретически. Тогда выходит, что истинный радиус ЧД нам не известен. Следовательно сама сила гравитации на "поверхности" ЧД тоже величина не известная. И несмотря на Ньютоновскую и даже квантовою физику, может так статься, что сама "твёрдая часть" ЧД имеет достаточно одинаковый размер для любой ЧД, не зависимо от её массы. Предел плотности вещества ведь на доказан практически. Насколько можно сжимать материю? Но скорее всего, внутри ЧД с повышением массы происходит аннигиляция материи. Иначе во всех крупных галактиках, особенно спиральных, за время их существования не осталось бы какой-либо структуры. Т.к. сверхмассивные ЧД давно бы стянули всё вещество в себя. Не путать с квазарами!
SWN: John_Silver пишет: Для начала - горизонт событий, это ведь ещё не сама ЧД. Ниже горизонта событий именно ЧД. С вращающимися ЧД все несколько сложнее, тут я не возьмусь что-либо утверждать. John_Silver пишет: И если предположить, что ЧД имеет твёрдую поверхность, Скажем так, ничем не обоснованное предположение. Даже звезды не имеют таковой. Потому все последующие Ваши рассуждения получаются ни о чем. Опять же не забываем, что с точки зрения внешнего наблюдателя вещество, падающее на ЧД, никогда не достигнет гравитационного радиуса ЧД, хотя в системе отсчета, связанной с падающим веществом это произойдет довольно быстро. И попрошу меня не просить прояснить ситуацию! Сам не пойму, что такое ЧД в таком случае! John_Silver пишет: Но скорее всего, внутри ЧД с повышением массы происходит аннигиляция материи. Вот это уж совсем вряд ли! С чего бы это? Откуда там антивещество возьмется? John_Silver пишет: Иначе во всех крупных галактиках, особенно спиральных, за время их существования не осталось бы какой-либо структуры. Т.к. сверхмассивные ЧД давно бы стянули всё вещество в себя. С чего бы это? И почему именно в спиральных? Чем гигантские эллиптические галактики хуже? К тому же этот вопрос не так давно уже обсуждался в какой то теме. John_Silver пишет: Не путать с квазарами! А чем квазары лучше или хуже?
Ly_S: SWN пишет: Вы путаете такие физические понятия как вес и масса, отсюда и непонимание. Килограмм песка и на Земле и на горизонте ЧД будет тем же самым килограммом иассы, а вот его вес будет отличаться. Значит,если забрать килограмм песка с Земли,то масса Земли станет на килограмм меньше. И этот килограмм поместить на Луну,где он будет легче,то всё равно,Луна станет массивней на килограмм.А если поместить килограмм этот на ЧД,где он будет значительно тяжелее, чем на Земле,то всё равно масса ЧД,возрастёт только на килограмм?
SWN: Ly_S пишет: то всё равно масса ЧД,возрастёт только на килограмм? конечно
Ly_S: Звезда вращается вокруг центра галактики со скоростью более 200 км/с. После выгорания,этой звезды,допустим ,образовалась ЧД. Она (ЧД) продолжит по прежнему,вращение,примерно, по той же орбите и с той же скоростью 200 км/с.?
SWN: Ly_S пишет: Она (ЧД) продолжит по прежнему,вращение,примерно, по той же орбите и с той же скоростью 200 км/с.? Орбита объекта вокруг центра масс зависит только от его скорости при той же массе (предполагая, что плотность межзвездной среды не велика, и объект находится достаточно далеко от центра масс).
Vladimir_K: Черные дыры - это хранилища времени! Сенсационное сообщение опубликовал в британском журнале "Нью сайентист" американский астрофизик Лоранс Шулман: существующие во Вселенной так называемые черные дыры являются зонами, где время течет в обратном направлении. Сенсация здесь даже не в обратном ходе времени. В последние годы предположение, что время способно течь вспять, высказывал ряд крупных ученых, работающих с проблемами зарождения и развития Вселенной. Сенсация - в черных дырах, этих мощных гравитационных образованиях. До сих пор они традиционно рассматриваются наукой как остаточные структуры взорвавшихся звезд. Пройдя свой жизненный путь в течение миллиардов лет, звезды взрываются и коллапсируют - сжимаются в предельно малом объеме. Звезда как бы проваливается сама в себя. В результате вокруг этого образования возникает столь мощное гравитационное поле, что вся близрасположенная материя затягивается туда. И даже свет не может вырваться из могучих объятий гравитации. Потому и черная дыра, Лоранс Шулман высказал принципиально новую версию. Черные дыры - это не конечная стадия существования небесных светил. А, как он выразился, - особые зоны, элементы далекого будущего, откуда время движется в прошлое, в нашу сторону. Несколько расплывчатая формулировка, но, наверное, ученый и не мог выразиться яснее. Тем более что и для самого времени как физического явления точных формулировок еще нет. И это неудивительно: нет в природе более загадочного, более таинственного явления, чем время. Недаром издревле бытует фраза, приписываемая, кажется, Блаженному Августину: "Я прекрасно понимаю, что такое время, пока не задумываюсь об этом. Но когда задумаюсь, то совсем не могу понять, что же это такое - время". Еще триста лет назад все было просто и понятно. Великий Ньютон объявил: время ни от чего не зависит и течет с постоянной скоростью только в одном направлении - из прошлого в будущее. Так и считали до нашего столетия, пока великий Эйнштейн не создал свою теорию относительности. И доказал, что время меняет свою скорость в зависимости от скорости космического корабля. А при достижении кораблем скорости света время вообще останавливается. Потом оказалось, что ставить эксперименты в космосе необязательно. Американские ученые с помощью точнейших часов, основанных на колебаниях кристаллов, замерили время у подножия и на вершине небоскреба. И получили разницу в мизерные доли секунды, но все же разницу. Оказалось, что скорость времени зависит от гравитации: чем она сильнее, тем время течет медленнее Так что здесь Ньютон оказался неправ. А затем пришлось подвергнуть сомнению и другой его постулат: что время течет только в одну сторону. Первым высказал это сомнение все тот же Эйнштейн. Великий теоретик проанализировал весь арсенал современной науки и с удивлением обнаружил, что нет ни одного физического закона, обрекающего время на одностороннее движение. Ни один закон не препятствовал движению времени вспять. Более того, по всем выкладкам выходило, что реверсивное движение времени если и необязательно, то во всяком случае вполне естественно. И то, что на нашей планете, в нашей Солнечной системе оно течет только в одном направлении, так сказать, местная достопримечательность. Но нет ли и в нашей действительности моментов, когда время поворачивает свой ход?Может быть, стоит поискать. Поискали - и нашли. В микромире. В загадочном обиталище элементарных частиц, которых нельзя увидеть, но лишь обнаружить их следы с помощью могучих физических установок. И некоторые странности в поведении этих частиц заставили предположить, что в среде их обитания действуют законы, которые в "большом" мире были бы немыслимы. А если бы проявились, то перевернули все наши представления об окружающей действительности. Может ли часть быть больше целого? Скажем, вы разрезаете яблоко пополам и одна половинка оказывается больше целого яблока. Бред, скажете? Не торопитесь выносить приговор. Физика элементарных частиц знает достаточно случаев, когда частица распадается на три или пять других, причем одна из них больше первоначальной. Или вот, скажем, может ли следствие опережать причину? В "большом" мире это невозможно. Не может ребенок родиться раньше, чем счастливые родители после свадьбы уединятся. А вот среди элементарных частиц подобный казус бывает. И может он произойти только в одном случае: если время начнет двигаться в обратную сторону - от будущего к прошлому. Тогда и все процессы пойдут вспять, поскольку время - образующая сила всего сущего, от прорастания былинки до рождения Вселенной. Такой вывод сделал на основе уникальных экспериментов замечательный русский ученый, профессор Пулковской обсерватории Николай Козырев. Но если время может менять направление в микромире, если в "большом" мире оно меняет свою скорость, то где гарантия, что оно не проявляет этих своих качеств в их совокупности и где-то еще? Если не на нашей планете, то в галактических масштабах. В конце концов мы, живя даже не на окраине Млечного Пути, а совсем в "глуши", на кончике его дальнего рукава, совершенно не знаем, что происходит в центре нашей Галактики, какие процессы там бушуют, какие законы действуют. И, может быть, время там ведет себя совсем иначе? Этот вопрос задал себе английский исследователь Эддингтон и дал на него ответ, опираясь на теорию Большого взрыва. Как родилась наша Вселенная? Наверное, это самый первый вопрос, на который пытается ответить человечество с тех пор, как только задумалось о сути мироздания. Гипотез и теорий было уйма, но в последние два-три десятка лет решающие позиции в этой проблеме завоевал Большой взрыв. Эта теория гласит, что 15 - 18 миллиардов лет назад из мирового вакуума выкристаллизовалась некая частица, которая тут же взорвалась и обломки разлетелись в разные стороны. Какой был первоначальный размер этой частицы, трудно сказать. Трудно потому, что не с чем сравнить. Она была одна в невообразимой пустоте и какой бы объем ни занимала, должна была казаться крохотной точкой. Но из ее обломков образовались звезды, собравшиеся потом в галактики, образовалась Вселенная. А первоначальный толчок, данный Взрывом, действует до сих пор: галактики разлетаются от той точки, где родились. И вместе с ними, утверждает Эддингтон, летит время. С той же скоростью и по тому же направлению. Вселенная покоя не знает Таким образом, время "привязано" к своей галактике, с которой родилось и начало свой бег. Но теория Большого взрыва не исключает, что постепенно галактики будут все более и более замедлять скорость, пока совсем не остановятся. А затем двинутся в обратный путь, в точку Большого взрыва, где сольются в первоначальную частицу и исчезнут в беспредельном вакууме. А потом снова Взрыв - и все сначала. Что ж, говорит Эддингтон, замедлят ход галактики - и время начнет замедлять свою скорость, и все процессы на планетах этих галактик будут происходить во все более медленном темпе. А когда галактики остановятся, встанет и время, и соответственно тогда все застынет. Стоит посмотреть на этот мир, где все неподвижно - застыл ветер, остановились реки, да и сами планеты, возможно, перестали кружить вокруг своих звезд. А потом галактики двинутся назад, в точку Большого взрыва, и время вслед за ними потечет вспять. И все процессы пойдут в обратную сторону. Не будем комментировать гипотезу Эддингтона. В конце концов то, что у каждой галактики свое время, которое рождается и движется вместе с ней, вполне правдоподобно. Во всяком случае у науки пока нет весомых аргументов против. Тем более что, объявив о своем открытии обратного течения времени в черных дырах, Лоранс Шулман сделал такой вывод из своей теории: развитие Вселенной идет по замкнутому кругу, диктуемому различным движением времени. Это довольно близко к взглядам Эддингтона. Но зададимся другим вопросом: если предположить, что в неких зонах Вселенной время течет в обратную сторону, то какими должны быть небесные объекты в этих зонах? Ответ, как это ни покажется удивительным, дан еще в 70-х годах и не где-нибудь, а у нас, в Санкт-Петербургском физико-техническом институте имени Иоффе: эти объекты должны состоять из антиматерии. Из вещества, в атомах которого протоны имеют отрицательный заряд, а электроны - положительный. Логика тут прямая: на планетах, где мертвая и живая материи состоят из вещества "наоборот", и жизненные процессы должны идти в полярно ином направлении. Значит, и время должно течь вспять. Но существует ли она - антиматерия? Этот вопрос прозвучал давно, чуть ли не в начале века. И долгое время был чисто теоретическим: в смысле, что нет явных запретов протону и электрону менять полярность. И возможно где-нибудь в далеком космосе... Затем идею подхватили фантасты. Им очень понравилось утверждение физиков о невозможности контакта обычной материи с "анти": при их соприкосновении последует аннигиляция - сильный взрыв. И на страницах фантастических произведений начали разгуливать искусственно созданные антиживотные, а потом и антилюди, причем каждый раз дело кончалось катастрофой. И это при том, что физики в этом вопросе еще не выходили из области теоретических предположений. Ловим антиматерию Перевели ее в область практических поисков сотрудники Питерского физтеха под руководством Гранта Кочаряна. В конце 70-х годов они начали запускать зонды на высоту в десятки километров, предположив, что если существует в космосе антиматерия, то ее частицы обязательно будут путешествовать в пространстве и попадут в ловушки приборов. И действительно попали. Первый же зонд принес огромное количество антигелия. Настолько огромное, что исследователи тут же засомневались и кинулись проверять приборы. Так оно и оказалось: приборы, созданные специально для этой цели, врали. Принимали за антигелии все, что угодно. Пришлось создавать новые установки, и в конце концов дело пошло. Сначала несколько частичек антигелия, потом в ловушках оказались и другие античастицы. Помню, предупреждая мой вопрос, Грант Кочарян сурово отрезал: - Наши эксперименты доказали лишь, что антиматерия действительно существует. Можно предположить, что существуют и антизвезды, и антипланеты. Но никаких антирастений, антиживотных и тем более антилюдей - этого мы даже предполагать не будем. Это ненаучно. Да, двадцать лет назад такое предположение действительно выглядело бы ненаучно. И ученый, решившийся на это, получил бы дружный отпор. С тех пор наука далеко шагнула вперед. И тот же Шулман в другой статье, опубликованной в Physical Review Letters, сравнил странный мир, двигающийся из далекого будущего, с кинолентой, прокрученной в обратном направлении. Иными словами, полностью подтвердил впечатляющую картину, нарисованную Эддингтоном. И даже пошел дальше, предположив, что области с обратным движением времени могут быть очень недалеко от нас - примерно в десятке световых лет. И мы можем с ними столкнуться. А в результате контакта с "потусторонним" веществом, текущим из будущего, говорит Шулман, родится материя, которая вообще не имеет направления во времени. Правда, за пять миллиардов лет, что существует наша планета, такого контакта не происходило. Будем надеяться, что и не произойдет - ни к чему нам столь рискованные эксперименты. А что касается десятка световых лет, то для космических кораблей, которые, несомненно, появятся в следующем веке, это будет вполне достижимое расстояние. Так что слетаем, посмотрим. Альберт ВАЛЕНТИНОВ Источник: http://www.rg.ru/teoria/articles/phis/4.htm
Sergio: довольно интересная концепция, однако есть ряд спорных моментов, один из которых автор и описал в конце статьи.
Ly_S: Когда происходит коллапс вещества, движение частиц значительно замедляется и понижается температура всей массы. Происходит образование нейтрино столько сколько это возможно. Когда и это движение частиц значительно уменьшается, температура становится около асолютного нуля, движение частиц практически останавливается, и из-за этого магнетизм ослабевает, который стягивает вещество к объёму радиуса Шварцшильда и происходит взрыв черной дыры.
сергей77: а как же гравитация?
SWN: Ly_S пишет: Когда происходит коллапс вещества, движение частиц значительно замедляется и понижается температура всей массы. Почему это замедляется? При сжатии вещества его температура будет расти и движение частиц скорее ускоряться. Ly_S пишет: Происходит образование нейтрино столько сколько это возможно До опредленного момента при коллапсе нейтрино может уносить значительное количество энергии. При достижении плотности более 10*11 г/см3 нейтрино тоже начинают активно поглощаться веществом коллапсируюшей звезды. Ly_S пишет: Когда и это движение частиц значительно уменьшается, температура становится около асолютного нуля, движение частиц практически останавливается, и из-за этого магнетизм ослабевает Вы забываете еще о сохранении момента количества вращения. В результате коллапса вещество начинает вращаться все быстрее и быстрее, соответственно и магнитное поле значительно возрастает. Вспомните о нейтронных звездах с напряженностью магнитного поля в триллионы Гаусс. Ly_S пишет: магнетизм ослабевает, который стягивает вещество к объёму радиуса Шварцшильда Вещество стягивается к радиусу Шварцшильда под действием силы гравитации, а не магнетизма. Ly_S пишет: и происходит взрыв черной дыры. Никакой взрыв не сможет преодолеть радиус Шварцшильда. Энергии не хватит. А вот взрыв сверхновой с образованием нейтронной звезды (как в результате взрыва сверхновой 1054 года образовалась нейтронная звезда и расширяющаяся оболочка "Крабовидная Туманность") происходит в результате такого коллапса, однако массы остатка не достаточно для образования ЧД.
Ly_S: Вероятно до сингулярности вещество при коллапсе не сжимается. При большем сжатии, чем у нейтронной звезды, уже происходит аннигиляция между частицами и античастицами в кварках. Материя начинает превращение в нейтрино и энергию от аннигиляции. Постепенно энергии становится столько, что происходит превосходство её над силой сжатия и просходит взрыв ЧД. От этого взрыва остаётая пульсар и разлетающаяся материя.
SWN: Ly_S пишет: Вероятно до сингулярности вещество при коллапсе не сжимается. Мне вот тоже не понятно, как может звезда провалиться в сингулярность (пересечь гравитационный радиус). Ведь в таком случае по часам внешнего наблюдателя для этого надо бесконечное время. Ly_S пишет: При большем сжатии, чем у нейтронной звезды, уже происходит аннигиляция между частицами и античастицами в кварках. Вообще-то, пока есть гипотеза, что кварки состоят из преонов, а не из частиц и античастиц. Ly_S пишет: Материя начинает превращение в нейтрино и энергию от аннигиляции. Постепенно энергии становится столько, что происходит превосходство её над силой сжатия и просходит взрыв ЧД. От этого взрыва остаётая пульсар и разлетающаяся материя. Хорошо бы подтвердить это расчетами. А так просто умозрительные рассуждения.
Ly_S: После выгорания звезды происходит сброс оболочки. При большой температуре, происходит расширение вещества. Если после сброса оболочки останется,например, 5 Солнечных масс вещества, то огромная расширяющая температура, сможет препятствовать коллапсу ?
Ly_S: Если ЧД сжимается до горизонта событий, а не до сингулярности, то может такое давление образовать тяжёлые металлы, золото ? А если взрыв сверхновой это взрыв ЧД на самом деле, то тогда от взрыва разлетаются уже образованный металл в ЧД . Слияние нейтронных звёзд происходит быстро и времени на образование тяжелых металлов может не хватить.
SWN: Ly_S пишет: Если ЧД сжимается до горизонта событий, а не до сингулярности, то может такое давление образовать тяжёлые металлы, золото ? Тяжелые металлы образуются в ходе термоядерных реакций, а не в результате давления. Хотя, конечно, температура и давление взаимосвязаны. Ly_S пишет: А если взрыв сверхновой это взрыв ЧД на самом деле, Взрыв сверхновой это не взрыв ЧД. Причины взрывов сверхновых в зависимости от их типа сейчас более-менее известны. Ly_S пишет: то тогда от взрыва разлетаются уже образованный металл в ЧД . Во время взрыва сверхновой выделяется огромное количество энергии, часть которой и расходуется на образование элементов тяжелее железа. Такие термоядерные реакции идут с поглощением энергии, а не с выделением, как это происходит при образовании элементов вплоть до железа. В звездах на "спокойном" этапе их жизни элементы тяжелее железа практически не образуются. Ly_S пишет: Слияние нейтронных звёзд происходит быстро и времени на образование тяжелых металлов может не хватить. В результате их слияния может образоваться более массивная нейтронная звезда или, что более вероятно, черная дыра. При этом тяжелых элементов не образуется. По сути их в нейтронной звезде вообще нет, одни нейтроны. Может произойти взрыв, похожий на взрыв сверхновой.
Ly_S: SWN пишет: Во время взрыва сверхновой выделяется огромное количество энергии, часть которой и расходуется на образование элементов тяжелее железа. Такие термоядерные реакции идут с поглощением энергии, а не с выделением Взрыв длится недолго, мгновенно, и поэтому ничего образоваться не успеет.
SWN: Ly_S пишет: Взрыв длится недолго, мгновенно, и поэтому ничего образоваться не успеет. Уважаемый, Ly_S! А Вы не пробовали вместо пустопорожних фантазий для начала почитать научнопопулярные статьи или книжки? Поверьте, это намного полезнее.
Ly_S: Мало вникнуть и принять на веру то , что там пишут - полезнее понять и разобраться , что происходит на самом деле.
SWN: Ly_S пишет: Мало вникнуть и принять на веру то , что там пишут - полезнее понять и разобраться , что происходит на самом деле. Для того, чтобы разобраться в чём то, как минимум надо знать азы. Тогда не будут в голову приходить совершенно беспочвенные фантазии, типа красное пятно на Юпитере превратится в планету типа Нептуна.
полная версия страницы