Чёрные дыры

Говоря о пространстве-времени, следует упомянуть и такие интересные объекты, как чёрные дыры. По современным представлениям чёрная дыра может образоваться в конце эволюции массивной звезды.

Чёрная дыра образуется в результате сильного сжатия тела, при котором поле тяготения возрастает настолько, что не выпускает ни свет, ни частицы. Для образования чёрной дыры необходимо, чтобы тело сжалось по всем направлениям до размеров, меньших так называемого гравитационного радиуса, который определяется массой тела. Для обычных астрофизических объектов гравитационный радиус мал по сравнению с их действительными размерами, так для Земли гравитационный радиус составляет 9 миллиметров, для Солнца - около трёх километров.

Чёрные дыры интересны во-первых, тем, что нельзя посмотреть, что у них внутри. Предсказания общей теории относительности, от которой, за неимением другой теории, целиком зависит анализ чёрных дыр, проверены только в гравитационных полях, существующих в Солнечной Системе. Внутри чёрной дыры тяготение в миллиарды раз сильнее. Никто не знает сколь-нибудь уверенно ни границ применимости общей теории относительности, ни того, какие её положения останутся в силе, когда будет создана более совершенная теория.

Кроме того, интересная особенность чёрных дыр состоит в том, что в сильном поле тяготения чёрных дыр (сильно искривлённом пространстве-времени) происходят квантовые процессы рождения из вакуума пар частица-античастица. Эти процессы ведут к уменьшению массы (испарению) чёрной дыры, однако, для чёрных дыр с массами звёзд и даже более, такие процессы крайне медленны, даже по астрофизическим масштабам. Однако, такие процессы представляют большой интерес для фундаментальных исследований и могут использоваться как аналог поведения Вселенной на ранних стадиях своего развития. Об этом будет сказано позже.

Вселенная Эйнштейна (статическая вселенная)

Ещё до открытия Хаббла Эйнштейн делал попытку применить свою теорию относительности к космологии. Как ни странно, Эйнштейн боялся, что его теория приведёт к расширяющейся или сжимающейся вселенной. Как и многие учёные своего времени Эйнштейн был сторонником статической Вселенной и пытался построить её модель так, чтобы Вселенная не обрушилась под собственным тяготением и не расширялась. Он даже ради этого пошёл на изменение общей теории относительности и ввёл дополнительную космическую силу отталкивания, которая должна была уравновесить притяжение звёзд. Новшеством в модели Эйнштейна было то, что его вселенная конечна, но тем не менее, всюду одинакова, иначе говоря, имеет конечные размеры, но не имеет границ. Такая модель вселенной возможна, если пространство считать искривлённым. Двумерным аналогом такого пространства может служить сфера. Трёхмерное пространство Эйнштейна также имеет топологию сферы, оно замкнуто само на себя и удовлетворяет принципам однородности пространства, поскольку не имеет ни центра, ни краёв и равномерно заполнено галактиками

Дата добавления: 2015-07-25