Астрономия, статьи
Сайт по астрономии: сайт для тех, кто любит небо

Меню
Главная
События
Статьи
Форум
Фото
Сайт по астрономии: сайт для тех, кто любит небо
     Меню странички:

Черные дыры
Выполнены уникальные наблюдения аномального рентгеновского пульсара
Греческий алфавит, его отображение через html
Выбрать другой раздел
Перейти на страницу 1 2
Черные дыры

     Черные дыры — необычные объекты нашей Вселенной, которых невозможно увидеть, но можно наблюдать, как эти объекты воздействуют на ближайшие от них тела.
     Впервые предположил существование таких объектов Лаплас в 1795 г. Что же представляют из себя такие объекты? На данный момент существует несколько теорий, описывающих ее модель.

1. Шварцшильдовская модель как сферически-семитричная и статическая черная дыра.

     Шварцшильдовская черная дыра характеризуется только массой. У нее нет заряда (электрического), вращения, движения. Это результат гравитационного коллапса умершей звезды. Коллапс — это резкое сжатие. Ее основные свойства — это горизонт событий и сингулярность, причем сингулярность является точечной. Теперь давайте рассмотрим, что же такое горизонт событий и сингулярность.
     Горизонт событий — это предел, граница черной дыры. Ядром является точечная сингулярность, как бесконечность плотности материи и искривления пространства-времени.
     Все, что попадает за горизонт событий неотвратимо превращается в точечную сингулярность.
     Шварцшильдовская черная дыра — это сферически-семитричная идеализация реального объекта. Ее свойства везде одинаковы, неизменны. Она не вращается и не обладает зарядом. Мы можем охарактеризовать ее только через массу, которая относится к источнику гравитационного коллапса. Это самая простая модель черной дыры. Расстояние от горизонта до сингулярности называется Шварцшильдовским радиусом. В результате гравитационного коллапса вся информация о прежней звезде, теряется. Это правило Прайса. Все лики материи превращаются за горизонтом событий в одну гравитационную массу, и, следовательно, энергию. Вся барионная материя в черной дыре превращается в Темную материю.
     Философский смысл черной дыры состоит в полном уничтожении всего структурированного и организованного. Но коллапс — это не только полное уничтожение всех структур, это и сотворение новой материи в сингулярной точке.
     Если коллапс — это внезапное превращение огромной массы умершей звезды в черную дыру, то реколлапс — это сильнейший взрыв, который порождает самоорганизацию Вселенной. Большой взрыв, как явление самоорганизации Вселенной есть реколлапс — взрыв сингулярной точки. Черной дырой, как точкой бесконечной сингулярности может стать не только звезда, но и галактика, скопление галактик.
     Так, звезда, радиусом в миллионы км в результате коллапса становится объектов с радиусом в несколько десятков км. В этом объекте плотность массы и следовательно энергии достигает десяти и сотни миллиардов тонн в см3.
     Итак, основным свойством Шварцшильдовской модели является масса.

2. Модель Ньюмена-Керра как заряженная и вращающаяся черная дыра.

     Жизненный цикл любой звезды зависит от характера физико-химических процессов, происходящих внутри звезды, а также от сил гравитационного сжатия. Ее жизнь определяется двумя факторами: термоядерными процессами, происходящими в ее недрах и внешнему гравитационному сжатию. Жизнь звезды — это равновесие между термоядерными процессами внутри звезды и гравитационным сжатием (связанным с собственной массой звезды).
     Рано или поздно это равновесие нарушается. Звезда на этой стадии становится неустойчивой. Такое состояние наступает в результате исчерпания ядерного горючего в ее недрах. Это означает, что звезда больше не способна сопротивляться гравитационному коллапсу. Это процесс катастрофический во времени и пространстве. Движение этой коллапсирующей материи описывается керовским уравнением ОТО Эйнштейна. От керовской вращающейся черной дыры остается только одна сингулярность; эта сингулярность — кольцевая.
     Итак, керовская вращающаяся черная дыра может рассматриваться как лишь голая кольцевая сингулярность, т.е. как белая с отрицательным пространством.
     Фундаментальная значимость коллапса и реколлапса заключается в закономерности превращения бытия в небытие и небытия в бытие. Во взаимном превращении бытия в небытие и небытия в бытие осуществляется принцип самосохранении материи. Самосохранение материи представляет собой абсолютный философский принцип, лежащий в основе самоорганизации Вселенной.
     Материя никуда не исчезает и не может исчезнуть. Она полностью сохраняется даже в сингулярности в черной дыре. Исчезает лишь ее структура, т.е. исчезает материя лишь в барионной форме бытия. Барионная и темная материи — это два типа бытия материи. Звезда в черной дыре в результате коллапса исчезает как барионная материя, которая становится темной материей. Возможно, в результате реколлапса из черной дыры возродится барионная материя в виде кварков и лептонов, нейтрино, фотоны вместе с частицами темной материи — гравитоны и гравитино. Черная дыра в результате реколлапса становится вой противоположностью — белой дырой.
     Свойства вращающейся черной дыры в НьюменоКеровой модели ассиметричны, неоднородны для разных направлений.
     В Ньюмено — Керовой модели черная дыра исследуется в четырех аспектах ее вращения:
1. когда m>>а (когда масса намного больше углового момента импульса)
2. когда m>a
3. когда m=a
4. когда m<<a

     Давайте рассмотрим как поведут себя горизонты событий и точка сингулярности в этих 4-х случаях:

1. Когда m>>а два горизонта событий. Окружающие сингулярную точку (внутренний и внешний) сблизятся друг с другом (внутренний расширяется, а внешний — сужается).
2. Когда m>a вращение черной дыры убыстряется и в результате этого происходит еще большее сближение горизонтов событий.
3. В случае m=a происходит слияние горизонтов событий.
4. В данном варианте происходит исключительно быстрое вращение, в результате которого горизонты событий исчезают, а сингулярная точка становится кольцевой сингулярностью с отрицательным пространствомвременем, то есть антигравитация.
     Итак, керовская черная дыра характеризуется массой, зарядом и угловым моментом — вращением.

3. Теорема Пенроуза.

     Основная идея теоремы Роджерса Пенроуза заключается, как отметил Хокинг, в переходе от расширения к сжатию в результате коллапса и в неизбежном превращении всего сущего в сингулярную точку бесконечности. Коллапс Роджерсом Пенроузом рассматривается как всеобщий и универсальный закон самосохранения и самоорганизации материи во Вселенной Это означает, что коллапсировать могут не только звезды, но галактики, звездные скопления, Вселенная.
     Коллапс есть не частный случай, а единый и универсальный закон гравитации. Это означает, что черной дырой может стать не только космический объект, но мир атомов, молекул, элементарных и фундаментальных частиц. Все это коллапс превращает в нулевую точку бесконечной гравитации. Это положение относится и к пространству-времени, статус их реального бытия в нулевой точки пространства-времени исчезает. Пространство-время в сингулярной точки бесконечности не только свертываются, искривляются, но и закручиваются в самозамкнутое кольцо, кольцевая сингулярность есть отрицательное пространство-время, как антигравитация.
     Рассмотрим это на конкретных примерах коллапсирующей черной дыры Роджерса Пенроуза:

     1 положение. Когда мы рассматриваем коллапсирующую вращающуюся черную дыру, то необходимо четко представить три сферы:
Предел статичности
Эргосфера
Сфера горизонта событий

     Эргосфера окружает горизонт событий, сфера от горизонта событий до предела статичности. Если космонавт на космическом корабле с мощным двигателем попал в эргосферу, то для него существует 3 варианта:
     Если не сможет вырваться — будет вечно вращаться вокруг черной дыры.
     Если совершит малейшую ошибку в управлении — в миллионные доли секунды пересечет горизонт событий и попадет в сингулярную точку бесконечности.
     За горизонтом, под ним и внутри горизонта событий нет никаких физических сил, которые могли бы предотвратить падение космического корабля в нулевую точку бесконечной сингулярности.
     Итак, все сущее внутри горизонта событий превращается в сингулярную точку бесконечности.

     2 положение. Заключается в сглаживании неоднородностей всего сущего. Так, если мы бросим за горизонт событий одну тонну бриллиантов, одну тонну камней, однотонного слона, одну тонну спирта и одну тонну перца, то получим просто 5 тонн гравитационной массы и энергии и абсолютно ничего другого.

     3 положение. О превращении расширения в сжатие, заключается в том, что внутри горизонта событий все сложенное и сверхсложное превращается в элементарное и простое. В сингулярной точке мы не найдем ни корабля, ни его частей, ни космонавта, ни запаха, ни цвета, ни геометрических, ни топологических свойств пространства-времени, ни их ритма, ни цикла, ни длительности как темпоральности.
     Пространство исчезло, а время остановилось. Осталась одна гравитация. Это квантовая гравитация, или темная материя.
     Итак, из теоремы Роджерса Пенроуза можем отметить три постулата:
     Постулат неизбежного превращения всего в черной дыре в сингулярную точку бесконечности.
     Постулат сглаживания и исчезновения внутри черной дыры всех неоднородностей, лик материи и их превращение в однородность.
     Постулат неотвратимой трансформации внутри черной дыры всего сложного и сверхсложного в простое.
     Пространство-время теряют свою суть, превращаясь в нулевую точку.

4. Теорема Хокинга.

     Теперь рассмотрим 3 типа дыр:
Черная дыра
Белая дыра
Серая дыра.
     Все эти дыры — физически реальные объекты, сформулированными учеными — физиками, начиная с К. Шварцшильда, Райснера — Нордстрема, Керра-Ньюмена, Р. Пенроуза-С. Хокинга с одной целью — представления закона сохранения материи во Вселенной. Материя самосохраняется через самоорганизацию ее и наоборот самоорганизовывается через самосохранение. Поэтому серая дыра — это дыра, которая сохраняет симметрию между черной и белой дырой как фундаментальный принцип самосохранения и самоорганизации материи.
     В серой дыре (тунелировании) материя в пространство-временных промежутках претерпевает существенное преобразование. В ней происходит трансформация частиц барионной и темной материи. Серая дыра — это дыра прохождения частицами барионной материи частиц темной материи и прохождения частицами темной материи частиц барионной материи. Серая дыра — это дыра сохранения фундаментальной симметрии путем трансформации барионной материи в темную материю и темной материи в барионную. Черная дыра — дыра превращения барионной материи в темную материю. Белая дыра — дыра превращения темной материи в барионную.

Гравитационный радиус как горизонт событий.


     Гравитационный радиус — это линия, определяющая различие между звездой и черной дырой. Черная дыра это труп звезды. Она лишена памяти о своем предке, вся информация о нем потеряна. Джон Уиллер Назвал это "гипотезой быстрой потери волос".
     Брошенное в эргосферу тело выйдет из нее с энергией КПД более 30 %, тогда как ядерная энергия имеет КПД около 0,7 %.
     Из эргосферы одни предметы попадают за горизонт событий, другие могут покинуть ее и исчезнуть во Вселенной. В эргосфере все попадает во вращательное и вихревое движение с скоростью света.
     Давайте рассмотрим какие звезды массой в 3 раза больше Солнечной могут стать черной дырой, т.е. подвержены коллапсу. Как известно звезда подвержена коллапсу в случае, если ее масса в 3 раза больше Солнечной. Чтобы звезда стала черной дырой ей необходимо перейти из устойчивого равновесного состояния в неустойчивое неравновесное.. точка этого неустойчивого равновесия (bifurcatio — раздвоение). Она является поворотным пунктом жизни звезды.
     Коллапс — сильнейший гравитационный разрушитель бифуркации как точки неустойчивости состояния звезды в конце термоядерной эволюции в ее недрах. Она наступает т.к. заканчивается ядерное горючее в ядре звезды.
     Но у звезды, масса которой в 6 раз больше Солнца есть и другая возможность, кроме коллаписрования — она может стать сверхновой, а затем взорваться в самом разгаре термоядерной реакции. Но если термоядерная реакция прошла до конца, звезда не будет взрываться — она неизбежно коллапсирует. Следовательно, у звезды, в конце термоядерной эволюции есть только один вариант — коллапсировать в черную дыру. При этом если коллапс начался, уже никакая сила не помешает завершить процесс преобразования звезды в черную дыру.
     Горизонт событий, или гравитационный радиус — это та область, вне которого гравитационные силы конечны, а внутри — бесконечны.
     Давайте рассмотрим это на примере космонавта, который направил свой корабль в эргосферу. Его корабль вращается с большой скоростью, близкой к скорости света по круговой орбите, никаких экстремальных перемен, связанных с влиянием гравитационных сил космонавт не испытывает, хотя ему значительно труднее управлять кораблем.
     Однако с течением времени космонавту труднее управлять кораблем и, если он совершает небольшую ошибку, космический корабль молниеносно пересекает горизонт событий (гравитационный радиус), где сильнейшие гравитационные силы раздавят космонавта, вместе с космическим кораблем. Уничтоженный космический корабли и космонавт-камикадзе будут падать в точку сингулярности, где от него не останется ни молекул, ни атомов, ни даже фотонов, которые могут вырваться из эргосферы, но ничто не выйдет из горизонта событий (или гравитационного радиуса).
     За горизонтом событий пространство и время меняются ролями, пространственная координата становится временной, а временная становится пространственной. Глубоко внутри гравитационного радиуса время ассиметрично, оно необратимо течет к сингулярности, где становится нулевым. Пространство внутри горизонта событий под действием сильнейших приливных сил уменьшается и наконец ее геометрические свойства стягиваются и превращаются в точку. Объем становится нулевым, поверхность нулевой, а линия сжимается в точку. Таким образом в сингулярности, как точке бесконечной плотности материи пространство-время превращается в нулевую точку. Но это ни в коем случае не означает, что пространство и время вообще исчезают, как физические величины. Там нет нам знакомых пространства и времени, но они могут быть и другими, нам неизвестными. Нулевая точка — предел незнания.
     Давайте запомним, что в реальном мире нет точки — это важная и необходимая абстракция, идеализирующая реальный объект и необходимая для познания.
     Итак, пространство и время не исчезают как физические величины. Все больше в физике частиц и астрофизике пробивается идея о 10 измерениях постранства-времени. Из которых в физическом мире нашей Вселенной реализовались 4 нам известные — 3 пространственных и 1 временное. Возможно, остальные 6 находятся в свернутой точки сингулярности (не только черной дыре). Сингулярность — это тайна и загадка триады материи, пространства-времени.
     Нам дано многое знать, но мы еще не все знаем. Черная дыра — это не просто невидимый объект, ни излучающий никаких информационных сигналов. Ее философский смысл — в изменении, разрушении и последующим уничтожении в сингулярности всех нам известных фундаментальных свойств материи.
     Итак, выделим три закона коллапса у звезд, маска которых в 3 раза больше Солнечной.
     Закон катастрофического коллапса как сжатие поверхности звезды до горизонта.
     Закон катастрофического падения внутри горизонта всей триады материи пространства и времени и ее уничтожение в сингулярности как точке бесконечных приливных сил, бесконечности плотности материи и бесконечности искривления пространства-времени, то есть свернутого в нулевой точке.
     Закон сингулярности малой изолированной Вселенной, отделенной от остальной большой Вселенной.
     Таким образом коллапс начинается с катастрофического разрушения бифуркации как точки неустойчивого состояния звезды в конце термоядерной эволюции и заканчивается в сингулярности, то есть малой вселенной.
     Черные дыры могут быть не только звездными. Они могут быть в ядрах активных галактик как источник светимости квазаров, первобытные миничерные дыры, образоваться при столкновении галактик.

Вернуться к Меню


Выполнены уникальные наблюдения аномального рентгеновского пульсара

     Как сообщает пресс-служба Роскосмоса, в российско-американском космическом эксперименте «Конус-Винд» выполнены уникальные наблюдения нового, исключительного по интенсивности периода вспышечной активности аномального рентгеновского пульсара AXP 1E 1547.0-5450.
     Этот рентгеновский источник, открытый еще в начале 80-х годов прошлого века космической рентгеновской обсерваторией Einstein, только недавно в 2007 г. был классифицирован как аномальный рентгеновский пульсар — одиночная, молодая (возраст около 1400 лет) вращающаяся нейтронная звезда со сверхсильным магнитным полем.
     На сегодняшний день известно всего 14 таких источников — 13 в нашей Галактике, и один в спутнике нашей Галактики, Большом Магеллановом Облаке. Изучение их рентгеновского и гамма-излучения является единственной возможностью получения информации о процессах, происходящих при недостижимых на Земле плотности вещества и напряженности магнитного поля (примерно 1014 — 1015 Гс). Наблюдения вспышечной активности этого пульсара начались 22 января 2009 г. В них участвовали американские космические обсерватории Swift и Fermi, европейская астрофизическая обсерватория Integral, японский спутник Suzaku и аппаратура «Конус-Винд» на американском спутнике Wind.
     Исследования активности пульсара ведутся при широкой международной кооперации. Приборы обсерваторий Swift и Integral локализуют источник излучения с высокой точностью. Аппаратурой КОНУС-ВИНД были зарегистрированы и подробно исследованы как исключительно интенсивный всплеск пульсара 25 января, так и целые серии идущих один за другим всплесков. Для всплеска 25 января получены детальные энергетические спектры, показано существование спектральной переменности и продемонстрировано подобие его характеристик гигантскому всплеску от гамма-репитера SGR1627-41, зарегистрированного в июне 1998 г. в эксперименте «Конус-Винд».
     В эксперименте «Конус-Винд» накоплен большой опыт изучения временных и спектральных характеристик гигантских по интенсивности всплесков гамма-репитеров, который был широко использован при исследовании необычно интенсивного периода активности рентгеновского пульсара 22—26 января 2009 г.
     Данные экспресс-обработки наблюдений опубликованы в международном электронном бюллетене 28 января 2009г. и выставлены на интернет-сайте Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН. Совместный эксперимент осуществляется в рамках сотрудничества между Федеральным космическим агентством (Россия) и Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (США).

Вернуться к Меню


Греческий алфавит, его отображение через html

Буква Наименование Запись в html, к началу любой команды добавьте знак &
Α α альфа Alpha; alpha;
Β β бэта Beta; beta;
Γ γ гамма Gamma; gamma;
Δ δ дельта Delta; delta;
Ε ε э псилон Epsilon; epsilon;
Ζ ζ дзэта Zeta; zeta;
Η η эта Eta; eta;
Θ θ тета Theta; theta;
Ι ι иота Iota; iota;
Κ κ каппа Kappa; kappa;
Λ λ ламбда Lambda; lambda;
Μ μ ми Mu; mu;
Ν ν ни Ν ν
Ξ ξ кси Xi; xi;
Ο ο о микрон Omicron; omicron;
Π π пи Pi; pi;
Ρ ρ ро Rho; rho;
Σ σ сигма Sigma; sigma;
Τ τ тау Tau; tau;
Υ υ и псилон Upsilon; upsilon;
Φ φ фи Phi; phi;
Χ χ хи Chi; chi;
Ψ ψ пси Psi; psi;
Ω ω о мега Omega; omega;
Вышедшие из употребления
стигма
дигамма
коппа
сампи
схо
сан

Хостинг от uCoz