Искалеченные звезды выдадут монстров-беглецов
Сверхмассивные черные дыры, изгнанные из своих родительских галактик, могут быть обнаружены благодаря ярким вспышкам, порождаемым шлейфом из захваченных ими звезд. Об этом говорит новая работа, выполненная Стефани Комоссой из германского Института внеземной физики и ее американским коллегой Дэвидом Мерриттом.
Морское оружие Украины
Комментарии
Остольное потом......
Одним из фундаментальных свойст ВН яв-ся,то,что это асимптотическое равновесное решение зависит только от трех параметров - массы, электрического заряда и углового момента. Остальные особенности падающего вещества забываются. Доказательство следует из результатов пятнадцатилетней работы полудюжины ученых, но само это свойство изначально было высказано как предположение Джоном Уилером (John Wheeler), к-рый использовал наглядную формулировку: "черные дыры не имеют волос",т.е. наблюдаеться"стирание"индивидуальных характеристик коллапсирующих звезд при их асимптотическом приближении к гравитационному радиусу . Как следствие, есть только 4 точных решения уравнений Эйнштейна, описывающих черные дыры, имеющие или не имеющие заряд и угловой момент: 1)Решение Шварцшильда (Schwarzschild, 1917) имеет только массуM; оно статично и сферически симметрично. 2)Решение Рейсснера-Нордстрема ( , 1918) статическое и сферически-симметричное, зависит от массы Mи электрического зарядаQ. 3)Решение Керра (Kerr, 1963), стационарное, осесимметричное, зависит от массы и углового момента. 4)Решение Керра-Ньюмена (Kerr-Newman, 1965), стационарное и осесимметричное, зависит от всех трех параметров.М,J,Q.. В общей теории относительности, пространство-время в пустоте вокруг сферически-симметричного тела описывается метрикой Шварцшильда (Schwarzschild) ds(2)=-(1-2M/r)dt(2)+(1-2M/r)(-1)dr(2)+r(2)d*omega(большая)(2) гдеd*omega(2) = d*teta(2)+sin(2)tetadф(2)- метрика на единичной двумерной сфере, и мы положили постоянную тяготения Gи скорость света равными единице. Это решение описывает внешнее гравитационное поле вокруг произвольного сферически-симметричного не обязательно статического тела (теорема Биркгофа, Birkhoff's theorem, 1923; естественно, допустимые движения должны быть также сферически-симметричными, то есть чисто радиальными) Когда радиус тела больше критического 2Mсуществует внутреннее решение, зависящее от уравнения состояния вещества, к-рое не имеет сингулярности в центре и сшивается с внешним решением на поверхности. Однако, как только тело коллапсирует под сферу критического радиуса, метрика Шварцшильда становится единственным решением для гравитационного поля образовавшейся сферической черной дыры. Горизонт событий, сфера радиусаr=2M, является координатной сингулярностью, которой можно избежать надлежащим выбором системы координат. Истинная же сингулярность (в смысле расходимости инвариантов кривизны) находится в центре (r=0) и не может быть устранена преобразованием координат. Однако сингулярность сама по себе не принадлежит пространственно-временному континууму. ..Внутри горизонта событий радиальная координата rстановится времениподобной, и следовательно каждая частица, пересекшая горизонт, неизбежно захватывается центральной сингулярностью. Для радиального свободного падения вдоль траектории с r->, собственное время (измеряемое падающими часами) дается выражением тау=тау0-4М/3( r/2M)(3/2)и не имеет особенностей на горизонте событий. Истинное время (измеряемое удаленным наблюдателем) имеет вид :t=tau-4M(r/2M)(1/2)+2Mln[( кВ кор из r/2M)+1] /[ кВ кор из r/2M)-1]и расходится приr->2M, Координаты Шварцшильда, покрывающие только2M<or=r< бесконечности,-бесконечность <t<бесконечности, не вполне пригодны для анализа причинной структуры пространства-времени вблизи горизонта, так как световые цилиндры, описываемые как dr=+(-)(1-2M/r)*dt, не определены на горизонте. Потому лучше использовать так называемые координаты Эддингтона-Финкельштейна (Eddington-Finkelstein coordinates) - открытые, однако, еще Леметром в 1933 году, но оставшиеся незамеченными. Вводя "падающую" координату v=t+r+2Mln(r/2M-1) преобразуем метрику Шварцшильда к виду ds(2)=-(1-2M/r)dv(2)+2dvdr+r(2)d omega(большая)(2)Метрика может быть аналитически продолжена на все r>0и более не имеет сингулярности при.r=2M... Решение Решение Рейсснера-Нордстрема -статичное решение ур-ния Энштейна для сферически симметричной ВН с зарядом но без вращения:с(2)dtau(2)=[1-rs+rQ(2)/r(2)]c(2)dt(2)-dr(2)/1-[rs/r+rQ(2)/r( 2)]-r(2)dTeta(2)-r(2)sin(2)Tetada(2):-тау-собственное время(на часах набл.)t-время координат-истинное время,к-рое измер. на бесконечно удалённых часах,r-радиальная координата( "длина экватора"/п ВН)в метрах,Тета--географическая широта(угол от севера) в радианах,rs=2GM/c(2)-адиус Шварцильда в метрах, -G грав. пост. rQ- массштаб длины в метрах, соответствующий электрическому заряду Q(налог радиуса Шварцильда)это опеделяться так:rQ=Q(2)G/4пэ0с(4),1/4пэ0с(4)-постоянная Кулона...Трехпараметрическое семейство Керра-Ньюмена - наиболее общее решение, соответствующее конечному состоянию равновесия черной дыры. В координатах Бойера-Линдквиста (Boyer-Lindquist) метрика Керра-Ньюмена дается выражением ds(2)=-(1-2Mr/ сумма)dt(2)-4Mra*(sin(2)teta/сигма (большая))dtdф+(r(2)+a(2)+2Mra(2)sin(2)teta/сигма большая(это ещё как знак суммы изображают))sin(2)tetad ф(2)+(cумма/delta)*dr(2)+ cуммаdteta(2) (где, deltaКсиr(2)-2Mr+a(2)+Q(2), сигма Ксиr(2)+a(2)cos(2)teta,a=J/M)- угловой момент на единицу массы. Горизонт событий находится на радиусе r=M+ квадратный корень изM(2)-Q(2)-a(2) Из этой формулы видно, однако, что параметры черной дыры не могут быть произвольными. Электрический заряд и угловой момент не могут быть больше значений, соответствующих исчезновению горизонта событий. Должны выполняться следующие ограничения:. a(2)+Q(2)<or=M(2) это ограничение Керра—Ньюмена. Когда эти ограничения нарушаются, горизонт событий исчезает, и решение вместо черной дыры описывает "голую" сингулярность. Такие странные объекты не должны существовать в реальной вселенной, (это так называемый Принцип Космической Цензуры, строго до сих пор, к сожалению, не доказанный) К примеру, для незаряженной вращающейся черной дыры условие Jmax=M(2) соответствует исчезновению тяготения на горизонте событий из-за приливных сил; соответствующая метрика называется предельным решением Керра. Аналогично, максимальный заряд равен Qmax=M~10(40)eM/Mo, где Qmax - заряд электрона; однако следует заметить, что в реалистичных ситуациях черные дыры не должны быть сколь либо значительно заряжены. Это является следствием предельной слабости гравитационного взаимодействия по сравнению с электромагнитным. Представьте черную дыру, образовавшуюся с положительным зарядом QпорядкаM.В реалистичной ситуации черная дыра не находится в пустоте, но окружена заряженными частицами межзвездной среды, протонами и электронами. Черная дыра будет преимущественно притягивать электроны и отталкивать протоны заряда своим электромагнитным полем, и преимущественно притягивать протоны массой mpгравитационным. Сила электромагнитного отталкивания для протона больше силы гравитационного притяжения в.eQ/mpM~e/mp~10(18) раз. Следовательно, черная дыра почти мгновенно теряет свой заряд, и решение Керра, получаемое приQ=0может быть использовано для описания любой астрофизической черной дыры. Также оно является хорошим приближением для метрики обычной (несколлапсировавшей) звезды на больших расстояниях, хотя оно и не сшивается ни с одним известным решением для ее внутренних частей. Метрика Керра в координатах Бойера-Линдквиста сингулярна на оси симметрии (teta=0)(это очевидная координатная сингулярность) и при delta=0.Можно записатьdelta=(r-r+)(r-r-) где r+=M+ ариф. кв кор изМ(2)-а(2). На радиусе r+находится внешний горизонт событий (поверхность вращающейся черной дыры), а r -определяет внутренний горизонт. Как и в метрике Шварцшильда,(где r+ & r- сходятся к2M) сингулярности наr=r+ иr=r- являются координатными, и их можно избежать надлежащим преобразованием системы координат по аналогии с координатами Эддингтона-Финкельштейна для метрики Шварцшильда. Строгое математическое исследование метрики Керра можно найти в работах Чандрасекара (Chandrasekhar, 1992) и О'Нейла (O'Neill, 1995) Можно заметить глубокое сходство вращающейся черной дыры и известного эффекта вихря - например, гигантского водоворота, порождения морских течений.Если "посмотреть" на срез светового конуса в фиксированный момент времени полученное сечение будет "навигационным эллипсом", определяющим пределы возможных траекторий. Если световой конус значительно наклонится в гравитационном поле, точка излучения оказывается за пределами навигационного эллипса. Разрешенные траектории ограничены касательными к окружности, и возврат назад становится невозможен. Гравитационное поле ВН напоминает космический водоворот,"любой предмет будет затянут".Но пока он находится вне так называемого предела статичности он еще может двигаться куда захочет. В области между пределом статичности и горизонтом событий он уже вынужден вращаться в том же направлении, что и черная дыра; его возможность свободного перемещения все более уменьшается при дальнейшем засасывании, но он еще может выбраться наружу, двигаясь по раскручивающейся спирали.Предел статичности - это гиперповерхность вращения, определяемая уравнением.r=M+ ар. кв. кор изМ(2)-a(2)cos(2)teta . . Область между пределом статичности и горизонтом называют эргосферой. Любой находящийся там стационарный наблюдатель должен вращаться с положительной угловой скоростью. В эргосфере лежат траектории с отрицательной полной энергией. Это свойство породило идею извлечения энергии из вращающейся черной дыры. Роджер Пенроуз (Roger Penrose, 1969) предложил следующий механизм. Удаленный экспериментатор запускает снаряд в эргосферу по соответствующей траектории,а в эргосфере снаряд разделяется на две части, одна из которых падает в черную дыру, а вторая вылетает из эргосферы обратно к экспериментатору. Пенроуз показал, что можно выбрать такую траекторию для снаряда, что вернувшаяся половинка будет обладать большей энергией, чем исходный целый снаряд. Это возможно, если захваченная черной дырой половина снаряда падает по траектории с удельным моментом меньшим, чем у черной дыры, и, упав, уменьшает ее момент. В результате черная дыра теряет часть своей вращательной энергии, к-рая уносится второй половинкой снаряда.Количество энергии, которую можно извлечь из черной дыры, было посчитано Кристодулу и Руффини (Christodolou and Ruffini, 1971). Полная масса-энергия черной дыры есть M(2)=J(2)+(Q(2)/4Mir+Mir)(2),Mir=1/2 square root from[M+s.r.f.M(2)-Q(2)-a(2)](2)+a(2) , Первый член соответствует вращательной энергии, второй - кулоновской, а третий описывает "неприводимую" энергию черной дыры. Вращательная и кулоновская энергии могут быть извлечены, например, процессом Пенроуза, суперрадиацией (аналогом индуцированного излучения в атомной физике) или электродинамическими процессами, тогда как неприводимая часть не может быть уменьшена классическими (не квантовыми) процессами.Термодинамика черных дыр Заметим, что неприводимая масса черной дыры связана с площадью горизонта черной дыры AкакMir= square root from A/16 п Соответственно, площадь горизонта событий не может уменьшаться со временем при любом классическом процессе. Это было впервые отмечено Стивеном Хокингом (Stephen Hawking), предложившим замечательную аналогию с обычной термодинамикой, в рамках которой энтропия системы никогда не уменьшается со временем....Эволюция черных дыр управляется четырьмя законами, соответствующими четырем началам классической термодинамики: 1) Нулевое начало.В термодинамике: все части системы при термодинамическом равновесии имеют одинаковую температуру . В механике черных дыр: все участки горизонта событий равновесной черной дыры имеют одинаковую поверхностную гравитацию gПоверхностная гравитация определяется формулой Смарра (Smarr)M=gA/4п+2омега большаяНJ+ФнQ, где омега большаяН - угловая скорость на горизонте и Фн- электрический потенциал в синхронно с горизонтом вращающейся системе отсчета. Это достаточно интересное свойство по сравнению с обычными небесными телами, для которых поверхностная гравитация зависит от широты. Но, так как черная дыра немного сплющивается под действием центробежных сил, для нее эта величина постоянна во всех точках поверхности. 2) Первое начало. В термодинамике: бесконечно малая вариация внутренней энергии системы с температурой Tи давлением Pсвязана с вариациями энтропии dSи давления dPкак. dU=TdS-PdV В динамике черных дыр: бесконечно малая вариация массыM, заряда Qи углового момента Jпри возмущении стационарной черной дыры связаны как dM=y/8п dA+omega(большая)HdJ+ ФнdQ. 3) Второе начало .В термодинамике, энтропия системы не может уменьшаться: dS>or=0. В динамике черных дыр, площадь поверхности черной дыры не может уменьшаться: dA.>or0. Это начало говорит, например, что площадь поверхности черной дыры, получающейся при слиянии двух меньших, больше суммы их площадей . Отсюда также следует, что черная дыра не может фрагментировать, то есть ее нельзя разделить на 2 части. 4)Третье начало.В термодинамике, оно отражает недостижимость абсолютного нуля температуры, точнее - невозможность снизить температуру системы до нуля в конечном числе процессов. В механике черных дыр, невозможно снизить поверхностную гравитацию до нуля конечным числом операций. Для керровских черных дыр, равенство нулю поверхностной гравитации соотсвтствует "предельному" решению.J=M(2).Площадь поверхности ВН Видно, что площадь поверхности черной дыры играет формально роль энтропии, в то время как поверхностная гравитация - роль температуры. Однако, как впервые заметил Бекенштейн (Bekenstein), если бы у черной дыры была температура, как у обычной термодинамической системы, она должна была бы терять энергию на излучение, в противоречии со сформулированными выше основными свойствами. Эта загадка была решена Стивеном Хокингом, когда он открыл испарение черных дыр в результате квантовых процессов. Хоукинговское излучение можно обяснить так: - Квантовое испарение аналогично процессу рождения пар в сильном магнитном поле за счет поляризации вакуума. В море Ферми пар частиц-античастиц, постоянно рождающихся и аннигилирующих, возможны четыре процесса:Некоторые пары частиц, родившись из квантовых флюктуаций, просто аннигилируют вне горизонта (процесс I).Другие же разделяются - одна из частиц захватывается черной дырой, в то время как другая улетает прочь (процессы II и III). Расчеты показывают, что преимущественно реализуется процесс II, так как (классический) гравитационный потенциал поляризует квантовый вакуум. Другие, возникшие слишком близко к нему, безвозвратно исчезают в черной дыре (процесс IV).. Как следствие, черная дыра излучает частицы с тепловым спектром, причем характеристическая температура точно описывается формулой, следующей из термодинамической аналогии: T=hg/2п=10(-7)Mo/MK где h- постоянная Планка. Легко видеть, что температура пренебрежимо мала для любой астрофизической черной дыры с массой порядка солнечной. Однако для "миниатюрных" черных дыр с массами 10(15)Kграмм (типичная величина для астероида) хокинговская температура становится порядка10(12)K. Время "испарения" черной дыры за счет излучения примерно определяется выражением te~10(10)years(M/10(15)grams)(3) Соответственно, черные дыры с массой, меньшей типичной массы астероида (и размером меньше 10(-13)см) испаряются на временах, меньших время жизни вселенной. Некоторые из них должны испаряться прямо сейчас, давая огромные всплески жесткого излучения. Но ничего подобного до сих пор не наблюдалось (гамма-всплески объясняются совершенно по-другому). Такое наблюдательное ограничение дает верхний предел на плотность мини-черных дыр. 100( св.год)(3) Энтропия черной дыры определяется как S=kB/hxA/4 (где kB- постоянная Больцмана), что в числах даетS~10(77)kB(M/Mo)(2) для шварцшильдовской черной дыры. Так как энтропия несколлапсировавшей звезды типа Солнца по порядку величины равна10(58)kB, можно отметить глубокий смысл "теоремы об отсутствии волос" у черной дыры - черная дыра является огромным резервуаром энтропии. Из-за хокинговского излучения уменьшается неприводимая масса, или, что то же самое, площадь горизонта черной дыры, что нарушает Второе Начало термодинамики черных дыр. Оно должно быть обобщено - в него надо добавить учет энтропии во внешнем пространстве-времени. Тогда полной энтропией излучающей черной дыры будет S=SBH+Sext, где Sext,, так как хокинговское излучение является тепловым, растет, и в конечном счете Sвсегда будет неубывающей .
Отображения пространства-времени:
Пространство-время, индуцируемое сферической массой , описывается метрикой Шварцшильда: ds(2)=-(1-2M(r)/r)dt(2)+(1-2M(r)/r)(-1)dr(2)+r(2)domega (2) гдеM(r) - масса, заключенная внутри радиуса r. Так как геометрия статична и сферически-симметрична, мы не потеряем существенной информации, если будем рассматривать только экваториальный срез Тета=п/2 в фиксированный момент времени t=const. Tогда получаем искривленную 2--геометрию с метрикой. (1-2M(r)/r)(-1)dr(2)+r(2)dф(2) Эта поверхность может быть наглядно представлена погружением ее в евклидово 3--пространство ds(2)=dz(2)+dr(2)+dф(2) Для несколлапсировавшей звезды радиусаR внешнее решение z(r) = square root from 8M(r-2M) при r>(=)R>(=)M является асимптотически плоским и сшивается с несингулярным внутренним решением z(r) = square root from 8M(r)(r-2M(r)) при0<(=)r<(=)R .Для черной дыры такое погружение определено только для r>(=)2M. Соответствующая поверхность - параболоид Фламма (Flamm) z(r) = square root from 8M(r-2M). Такая асимптотически плоская поверхность состоит из двух параллельных плоскостей, соединенных "горловиной Шварцшильда" радиуса2М. Две плоскости можно рассматривать или как две различных асимптотически плоских "параллельных" вселенных (какой бы физический смысл за этим ни стоял), в к-рых черная дыра верхней соединена с обращенной во времени "белой дырой" нижней вселенной или как одно асимптотически плоское пространство-время, содержащее пару черной и белой дыр, соединенных так называемой "червяковской норой" WH .Такая свобода интерпретации следует из топологической неопределенности общей теории относительности, к-рая позволяет отождествить между собой некоторые удаленные точки пространства-времени, не меняя локальной метрики.Однако, методика погружения не дает возможности исследовать области пространства-времени внутри горизонта событий. Диаграмма Крускала (Kruskal) -- Используем для анализа внутренней структуры пространства-времени максимальное аналитическое продолжение метрики Шварцшильда. Это достигается преобразованием координат, открытым Крускалом:u(2)-v(2)=(r/2M-1)e(r/2m) {coth t/4M 1 tanh t/4M}for r{<2M =M >2M} Метрика тогда переходит в ds(2)=32M(3)*e(-r/2M)(-dv(2)+du(2))+r(2)d omega(2) В плоскости(u,v) пространство-время Крускала разделяется на две внешних асимптотически плоских области и два региона внутри горизонта событий, ограниченных сингулярностями прошлого и будущего. На диаграмме Крускала свет всегда движется под углом45o, линии постоянного радиуса - гиперболы, линии постоянного времени походят через начало координат(без чертежей сложно представить,поэтому загляните в линки одного из постов,Кауфман). Внутри горизонта событий будущего лежит черная дыра, горизонта событий прошлого - белая. Отсюда ясно, что через кротовую нору нельзя пройти по времениподобной траектории: ни одна траектория не может вести из одной вселенной в другую, не проходя через сингулярность приr=0. Более того, продолжение Крускала - не более чем математическая идеализация черной дыры по той причине, что она неявно предполагает то, что черная дыра существует вечно. Для реальной вселенной черная дыра не описываеться жестко в начальных условиях, она может образоваться только в результате гравитационного коллапса. В этом случае можно получить только "урезанную" диаграмму Крускала, содержащую только горизонт событий и сингулярность будущего, находящиеся в асимптотически плоском пространстве-времени. А это не дает ни единого шанса для путешествий в пространстве-времени...
Диаграммы Пенроуза-Картера :
Диаграммы Пенроуза-Картера (Penrose, Carter) используют конформное преобразование координат g ab->omega(2) g ab отображающее пространственно- и времениподобные бесконечности на конечные расстояния.Диаграмма Пенроуза-Картера для шварцшильдовской черной дыры не дает новой информации по сравнению с крускаловской, но, наверно, является лучшим инструментом для изучения сложной пространственно-временной структуры вращающейся черной дыры(решения Керра) .Оттуда :-некоторые времениподобные траектории могут пересекать внешний и внутренний горизонты событий и переходить из одной асимптотически плоской внешней вселенной в другую, не проходя при этом сквозь сингулярности. Это является следствием того, что сингулярностьS времени-, а не пространственноподобна. Кроме того, по форме сингулярность представляет собой кольцо в экваториальной плоскости, так что некоторые траектории могут проходить через это кольцо и попадать в асимптотически плоское пространство-время внутри черной дыры, где гравитация является силой отталкивания.Но, анализ возмущений такой идеализированной Керровской дыры показывает, что она неустойчива, и потому не физически маловероятна. А теперь вообразим ВН , окруженную ярко светящимся диском .Свет принимается фотопластинкой (или даже болометром, для учета излучения всех диапазонов длин волн). Из-за кривизны пространства-времени в окрестности черной дыры изображение системы существенно отличается от эллипсов, к-рые можно было бы увидеть еслли заменить черную дыру обычным маломассивным небесным телом. Излучение верхней стороны диска образует прямое изображение, причем из-за сильной дисторсии можно было бы увидеть весь диск (черная дыра не закрывает находящиеся за ней части диска). Нижняя часть диска также видима из-за существенного искривления световых лучей....Первые компьютерные картинки черной дыры, окруженной аккреционным диском, были получены 1978( Luminet),а более тонкие расчёты были проведены в 1993г(Marck),это было сделанно как для метрики Шварцшильда, так и для случая вращающейся черной дыры. Правдоподобные изображения - то есть рассчитанные с учетом кривизны пространства, красного смещения и физических свойств диска получают для произвольной точки, даже находящейся внутри горизонта событий....(А насчёт того,что ВН существует вечно это,разумееться, давно опровергнуто!!!Они все испаряються...)
Что по поводу струн и черных дыр ?
ВН-являются решениями уравнения Эйнштейна, так что струнные теории, содержащие гравитацию также предсказывают существование черных дыр. Но в отличие от обычной Эйнштейновской теории относительности в теории струн значительно больше всяких интересных симметрий и типов материи.Черые дыры - хорошие лаборатории по изучению струнных теорий, поскольку эффекты квантовой гравитации важны даже для достаточно больших черных дыр.Одним из самых драматичных результатов в струнной теории был вывод формулы для энтропии Бекенштейна-Хокинга ВН, полученный из рассмотрения микроскопических струнных состояний, формирующих ВН. Бекенштейн отметил, что ЧД подчиняются "закону площадей", dM = K dA, где 'A' - площадь горизонта а 'K' - константа пропорциональности. Так как полная масса ВН это ее энергия покоя, то ситуация очень похожа на термодинамику: dE = T dS, что показал Бекенштейн. Хокинг позднее в полуклассическом приближении показал, что температура ВН равна T = 4k, где 'k' - константа, именуемая "поверхностной гравитацией". . Более того, не так давно Стромингер (Strominger) и Вафа (Vafa) показали, что эта формула для энтропии может быть получена микроскопически (вплоть до фактора 1/4), используя вырождение квантовых состояний струн и D-бран, соответствующих определенным суперсимметричным ВН в струнной теории. К слову, D-браны дают на малых расстояниях описание как при слабой связи. Например, ВН, рассмотренные Стромингером и Вафой, описываются 5-бранами, 1-бранами и открытыми струнами, "живущими" на 1-бране, все свернутые в 5-мерный тор, что эффективно дает 1-мерный объект - ВН. При этом хокинговское излучение можно описать в рамках этой же структуры, но если открытые струны могут "путешествовать" в обоих направлениях. Открытые струны взаимодействуют между собой и излучение испускается в форме замкнутых струн.Точные вычисления показывают, что для одних и тех же типов ВН струнная теория дает те же предсказания, что и полуклассическая супергравитация, включая нетривиальную поправку, зависящую от частоты и называемую "параметром серости" (greybody factor).
http://ufn.ru/ufn86/ufn86_12/Russian/r8612a.pdf D--браны:Замкнутая струна имеет периодичные граничные условия (струна "переходит сама в себя"). У открытых же струн могут быть два типа граничных условий - условия Неймана и условия Дирихле. В первом случае конец струны может свободно двигаться, правда, не унося при этом импульса. Во втором же случае конец струны может двигаться по некоторому многообразию. Это многообразие и называется D-браной или Dp-браной (при использовании второго обозначения 'p' - целое число, характеризующее число пространственных измерений многообразия).D-браны могут иметь число пространственных измерений от -1 до числа пространственных измерений нашего пространства-времени. Например, в теории суперструн 10 измерений - 9 пространственных и одно временное. Таким образом, в суперструнах максимум что может существовать, это D9-брана. В случае p=-1 все пространственные и временные координаты фиксированы, и такая конфигурация называется инстантоном или D-инстантоном. Если p=0, то все пространственные координаты фиксированы, и конец струны может существовать лишь в одной единственной точке в пространстве, так что D0-браны зачастую называют D-частицами. Совершенно аналогично D1-браны называют D-струнами. Кстати, само слово 'брана' произошло от слова 'мембрана', которым называют 2-мерные браны, или 2-браны. В действительности D-браны динамичны, они могут флуктуировать , двигаться и они взаимодействуют гравитационно.При взаимодействии замкнутая струна становится открытой с обоими концами на D-бране.
"в‰Ў... is congruent to ... modulo, congruence relation. Modular arithmetic, a в‰Ў b (mod n) means a в?’ b is divisible by n "
"Modular arithmetic, a в‰Ў b (mod n) means a - b is divisible by n "
Это не проходит поэтому будем обозначать:"в‰Ў" Трехпараметрическое семейство Керра-Ньюмена - наиболее общее решение, соответствующее конечному состоянию равновесия черной дыры. В координатах Бойера-Линдквиста (Boyer-Lindquist) метрика Керра-Ньюмена дается выражением ds(2)=-(1-2Mr/ сумма)dt(2)-4Mra*(sin(2)teta/сигма (большая))dtdф+(r(2)+a(2)+2Mra(2)sin(2)teta/сигма большая(это ещё как знак суммы изображают))sin(2)tetad ф(2)+(cумма/delta)*dr(2)+ cуммаdteta(2)+(сима большая( знак суммы)/дельта)хr(2) где:дельта в‰Ў r(2)-2M+a(2)+ Q(2),Сигма большая( Сумма) в‰Ў r(2)+a(2)cos(2)teta,a в‰Ў J/M .
Но будудем кодировать “modular arithmetic”, не“в‰Ў” ,а “Кси", тогда так( впрочем ерунда всё не буду больше ничего поправлять, чёрт с ним);-))
ds(2)=-(1-2Mr/ сумма)dt(2)-4MraХ(sin(2)teta/сигма (большая))dtdф+(r(2)+a(2)+2Mra(2)sin(2)teta/сигма большая(это ещё как знак суммы изображают))sin(2)tetad ф(2)+(cумма/delta)Хdr(2)+ cуммаdteta(2)+[си гма большая( знак суммы)/дельта]Хr(2) ,где:delta"Кси"r(2)-2Mr+a(2)+Q(2), сигма "Кси"r(2)+a(2)cos(2)teta,a "Кси"J/M ....Это уже не будет иметь отношение к содержимому данной статьи... Но тоже относиться к свойствам ВН... Ну независимо от происхождения ВН св-ва её остаються одними и теми же, но есть ещё , так называемый "информационный парадокс", т.е. информация внутри ВН неуничтожаеться бесследно, она востановима проблемы сохранения информации является необходимостью с точки зрения построения последовательной и внутренне непротиворечивой квантовой теории гравитации. Этот парадокс предложен был Хоукиндж ,например,какое-то время (1998-2004г),считал это невозможным...Так же, как многие учёные предлагали отказаться и от идеи Великого объединения теории взаимодействий в рамках квантово-механических представлений, и от квантовой механики, как таковой, поскольку она постулирует невыполнимый принцип сохранения информации. Однако дальнейшее осмысление этого вопроса привело к развитию теории струн в физике элементарных частиц( но это немного сложно объяснять на форумах( во всяком случае я не хочу сегодня это пробовать), а более связано есть в линке из "Элементов -ру"
"+ cумм
http://www.spacetimetravel.org/expeditionsl/expeditionsl.html "Step by Step into a Black Hole " Простите за такое большое кол-во опечаток(мне не нужно было писать метрику Керра-Ньюмена" заново" -не было необходимости).Не стоило ничего уточнять..Всё что просто( относительно просто) вывести в реале "в комментариях"очень трудно постить( часть математический значений и весь греческий алфавит не проходят, помолчу уже, что очень сложно постить объяснения диаграмм , чертежей и таблиц без них самих)-вот это меня и забавляет;-)) . Мне кажеться ,достаточно "известное" писать "узнавемо"...И ещё в посте:11:08:15:-"Этот парадокс предложен был" ...Перксилом.(Уточнения к тексту имеют косвенную принадлежность)...А вот линк, наверно, будет интересен, с него то и надо было начинать...
http://www.membrana.ru/lenta/?2701 ds(2)=-[(1-2Mr/ сумма(или сигма большая)]xdt(2)-[4Mrax(sin(2)teta/сигма (большая)]xdtdф+[r(2)+a(2)+2Mra(2)sin(2)teta/сигма большая]xsin(2)tetad ф(2)+(cумма/delta)xdr(2)+ cуммаdteta(2) (где, deltaКсиr(2)-2Mr+a(2)+Q(2), сигма Ксиr(2)+a(2)cos(2)teta,a КсиJ/M)[Кси это " Modular arithmetic"](корректнее не получиться!!! т.е. это без опечаток)...Это тоже надо было написать:-Можно ввести понятие «средней плотности» чёрной дыры, поделив её массу на объём, заключённый под горизонтом событий: Ро(RO)=3c(6)/32пМ(2)G(3) ,т.е. чем больше масса ВН, тем меньше её плотность
http://www.astronet.ru/db/msg/1228552 http://chandra.harvard.edu/ http://www.astronet.ru/db/msg/1215258/index.html#4.8 http://www.astronet.ru/db/msg/1171340 http://www.astronet.ru/db/msg/1210267 http://www.astronet.ru/db/msg/1174703/kaufman-08/kaufman-08.html http://arxiv.org/abs/astro-ph/0702390
Звёзды ,исчерпав запас "топлива", должны сжиматься в"точку", так как никакая сила уже не может противодействовать сжимающей такую звезду силе гравитации(так образуються ВН в наше время, один из механизмов)....Так как во время гравитационного коллапса механическое равновесие звезды нарушается резко (т. е. сила тяготения на конечную величину превосходит силу, вызванную перепадом газового давления), то сжатие звезды происходит практически со скоростью свободного падения. Через время t~1/sq.r.f. 6пGp звезда сожмется достаточно сильно для того, чтобы гравитационный потенциал стал таким большим, что необходимость учета поправок общей теории относительности становится очевидной. Если, например, средняя плотность звезды при начале коллапса ~10(6)г/см3 (что близко к плотности изотермического вырожденного ядра у проэволюционировавшей звезды), то t1~1c Задача о характере поля тяготения в сферически-симметричном случае с учетом эффектов общей теории относительности сразу же после опубликования классической работы Эйнштейна была точно решена выдающимся немецким астрофизиком К. Шварцшильдом.Пользуясь решением К. Шварцшильда, можно найти зависимость радиуса коллапсирующей звезды от времени так, как это представляется по часам "внешнего"(например, земного) наблюдателя:r=rg+(r1-rg)e([-t-t1]/2rg),гдеr g(грав рад)=2GM/c(2). Напр. для Земли rs=0,44 см,а для Сол.= 2,96 км.r1радиус звезды в момент t1предполагается, что (r1-rs)<<rg.Радиусы нейтронных звёзд .только в несколько раз больше их гравитационного радиуса. Применение решения К. Шварцшильда к проблеме коллапса маловращающеся звезды(фактически стационарной)вполне законно,там можно рассматривать движение каждой точки на поверхности коллапсирующей звезды как свободное падение в сферически-симметричном поле тяготения.С точки зрения внешнего наблюдателя при r-->rs скорость сжатия асимптотически замедлится практически до нуля. Внешний наблюдатель никогда не зафиксирует переход сжимающейся звезды под сферу Шварцшильда — ведь по его часам для этого сжимающейся звезде потребуется бесконечно большое время. А между тем воображаемый наблюдатель, находящийся на сжимающейся звезде и коллапсирующий вместе с ней, никаких особенностей, связанных с пересечением сферы Шварцшильда, не заметит. По его часам пройдут считанные секунды, в течение к-рых звезда и он сам сожмутся в точку. Здесь эффекты общей теории относительности проявляют себя самым разительным образом. Грубо говоря, смысл этих эффектов состоит в том, что в очень сильном гравитационном поле скорость течения всех процессов (по часам внешнего наблюдателя) крайне замедляется. С точки зрения внешнего наблюдателя в процессе гравитационного коллапса светимость звезды при приближении ее радиуса к гравитационному будет катастрофически быстро падать. Это падение светимости обусловлено совместным действием гравитационного красного смещения, эффекта Доплера и аберрации света.На основе теории К. Шварцшильда можно получить следующее выражение для зависимости светимости коллапсирующей звезды от времени:L=Loe(-2c*(t1-t2)3sq.r.f.3rg.В пределе при t--> к бесконечности светимостьL стремиться к 0.С точки зрения же внешнего наблюдателя коллапсирующая звезда практически перестанет излучать и прекратит свое сжатие у r~rs.Сказанное относится не только к фотонному, но и к нейтринному излучению коллапсирующей звезды. Магнитное поле коллапсирующей звезды при r-->rs.также как бы исчезает для внешнего наблюдателя. Таким образом, для внешнего наблюдателя за очень короткое время также как бы исчезает для внешнего наблюдателя. Таким образом, для внешнего наблюдателя за очень короткое время коллапсирующая звезда как бы пропадает для стороннего наблюдателя.Никакое изл.— из ВН уже не выходит. Единственное, что остается от этой звезды для внешнего мира,— это ее гравитационное поле, определяемое массой.Учет вращения звезды осложняет картину гравитационного коллапса, но качественно ее не меняет. Следует, однако, подчеркнуть, что никакое вращение не может предотвратить коллапс.. .
ВН находят благодаря аккреционным дискам ( в основном) это в линке:
http://www.astronet.ru/db/msg/1186352
В линке релятивисткий грав. коллапс
http://www.astronet.ru/db/msg/1188636 ПРЕДСКАЗАНИЕ Итак, согласно теории Эйнштейна, как только радиус небесного тела становится равным его гравитационному радиусу, свет не сможет уйти с поверхности этого тела к далекому наблюдателю, то есть оно станет невидимым. Сила тяготения на поверхности звезды с радиусом, равным гравитационному, должна стать бесконечно большой, так же как и бесконечно большим должно быть ускорение свободного падения... Сжатию к центру обычно препятствуют силы внутреннего давления вещества . В звездах это давление газа с очень высокой температурой, стремящееся расширить звезду. В планетах типа Земли это силы натяжения, упругости, давления, также препятствующие сжатию. Равенство сил тяготения и указанных противоборствующих сил как раз и обеспечивает равновесие небесного тела. Противоборствующие тяготению силы зависят "от состояния вещества: от его давления и температуры. При его сжатии они увеличиваются. Однако если сжать вещество до какой-то конечной (не бесконечно большой) плотности, то они останутся также конечными. Иначе обстоит дело с силой тяготения. С приближением размера небесного тела к гравитационному радиусу тяготение стремится к бесконечности. Теперь оно не может быть уравновешено противоборствующей конечной силой давления, и тело должно неудержимо сжиматься к центру под его действием. Итак, важнейший вывод теории Эйнштейна гласит: сферическое тело, радиус к-рого равен гравитационному радиусу и меньше, не может находиться в покое, должно сжиматься к центру. Сила тяготения зависит от зависит от состояния движения при свободном падении наступает состояние невесомости — свободно падающее тело вообще не испытывает действия гравитационной силы. Поэтому на поверхности свободно сжимающегося тела не ощущается никакой силы тяготения (и вне сферы Шварцшильда, и внутри ее). Увлекаемое тяготением вещество не может остановиться на сфере Шварцшильда (оно испытало бы тогда бесконечную силу тяготения). Тем более не может оно остановиться внутри сферы Шварцшильда. Любая частица(как впрочем и более крупный объект), оказавшись от тяготеющего центра на расстоянии меньше гравитационного радиуса, должна неудержимо падать к этому центру.Бесконечное нарастание гравитационной силы с приближением тела к сфере Шварцшильда: к катастрофическому, неудержимому его сжатию-релятивистский коллапс.Таким образом, достаточно сжать тело до размеров гравитационного радиуса, а дальше оно само будет неудержимо сжиматься. Так возникает объект, к-рый впоследствии получил название черной дыры. Описанный нами процесс релятивистского гравитационного коллапса впервые был строго рассчитан с помощью уравнений общей теории относительности американскими физиками Р. Оппенгеймером( тем самым-отцом атомной бомбы) и Г. Волковым в 1939 году. А само название ВН получила от Д. Уилера в 60-х годах(их нередко называли коллапсарами ,до этого)Черную дыру можно в принципе сделать искусствен но. Для этого надо сжать любую массу до размеров гравитационного радиуса, дальше она сама будет сжиматься, испытывая гравитационный коллапс.
О
Теория относительности предсказывает,что время течёт тем медленней,чем ближе оно к грав. радиусу...Так для стороннего наблюдателя колебания в атомах, излучающих свет в сильном поле тяготения, происходят замедленно, и фотоны от этих атомов приходят к нему “покрасневшими”, с уменьшенной частотой Это явление носит название гравитационного красного смещения (оно послужило основой для одной из проверок правильности теории Эйнштейна). Для нас сейчас важен тот факт, что замедление времени и покраснение света тем больше, чем ближе область излучения располагается к границе черной дыры "(к сфере Шварцшильда). Там время замедляет свой бег, и на самой границе черной дыры оно как бы замирает для далекого наблюдателя .....Аналогичную картину увидит далекий наблюдатель при самом процессе образования черной дыры — когда под действием тяготения само вещество звезды падает, устремляется к ее центру. Для него поверхность звезды...Поэтому ,некот ,до сих пор ,ВН иначе называют "замороженные звёзды".Но это застывание вовсе не значит, что наблюдатель будет вечно созерцать застывшую поверхность звезды на гравитационном радиусе. С приближением поверхности звезды к гравитационному радиусу наблюдатель видит все более и более покрасневший свет звезды, несмотря на то, что на самой звезде продолжают рождаться обычные фотоны. Менее энергичные (“покрасневшие”) фотоны к тому же приходят к наблюдателю все реже и реже. Интенсивность света падает.К факту покраснения света из-за замедления времени, обусловленного сильным полем тяготения, прибавляется еще покраснение света из-за Доплер-эффекта. Действительно, поверхность сжимающейся звезды неуклонно удаляется от наблюдателя.Итак, совместное действие Доплер-эффекта и замедления времени в сильном поле тяготения ведет к тому, что с приближением поверхности звезды к сфере Шварцшильда -зв. для наблюдателя становиться невидимой.Но...вот тут вот внимание:-теория относительности ,как раз объясняет относительность временных промежутков, зависимость их от состояния движения наблюдателя.В СТО, где роль гравитационных полей не учитывается, один и тот же процесс с точки зрения разных наблюдателей имеет различную длительность: часы на быстро летящей ракете идут с точки зрения наземного наблюдателя медленнее, чем его собственные. Это явление проверено непосредственным физическим" экспериментом. В случае же падения к черной дыре относительность длительности процесса .проявляется в совершенно удивительном виде. Надо об этом подробней:Пусть у нас есть ряд наблюдателей,к-рые разместились вдоль линии, продолжающей радиус черной дыры, и неподвижных по отношению к ней. Например, они могут находиться на ракетах,движки к-рых не позволяют им "упасть на ВН", т.е. летающие с ск-тью света( кто любит фантастику;-))?)И вот один из кораблей падает на ВН с выключенным двигателем...Он проноситься ,помере падения,со всевозрастающей скоростью. При падении к черной дыре с большого расстояния эта скорость равняется второй космической скорости. Скорость падения стремится к световой, когда падающее тело приближается к гравитационному радиусу. Ясно, что темп течения времени на свободно падающей ракете с ростом скорости уменьшается. Это уменьшение настолько значительное, что с точки зрения наблюдателя с любой неподвижной ракеты для того, чтобы падающий успел достичь сферы Шварцшильда, проходит бесконечный промежуток времени, а по часам падающего наблюдателя это время соответствует конечному промежутку. Таким образом,, бесконечное время одного наблюдателя на неподвижной ракете равно конечному промежутку времени другого (на падающей ракете), причем промежутку очень малому, — так, мы видели, для массы Сола это всего стотысячная доля секунды. Итак, по часам, расположенным на сжимающейся звезде, она за конечное время сжимается до размеров гравитационного радиуса и будет продолжать сжиматься дальше, к еще меньшим размерам. НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА ЧЕРНЫХ ДЫР:Согласно ньютоновской теории тяготения любое тело в гравитационном поле звезды движется либо по разомкнутым кривым — гиперболе или параболе, — либо по замкнутой кривой — эллипсу (в зависимости от того, велика или мала начальная скорость движения). У черней дыры на больших от нее расстояниях поле тяготения слабо, и здесь все явления с большой точностью описываются теорией Ньютона, то есть законы ньютоновской небесной механики здесь справедливы. Однако с приближением к черной дыре они нарушаются все больше и больше.По теории Ньютона, если скорость тела меньше второй космической, то оно движется по эллипсу около центрального тела — тяготеющего центра (ТЦ). У эллипса есть ближайшая к ТЦ точка (периастр) и наиболее удаленная (апоастр). По теории Эйнштейна, в случае движения тела со скоростью, меньшей второй космической, траектория его также имеет периастр и апоастр, но она уже не эллипс; оно движется по незамкнутой орбите, то приближаясь к черной дыре, то снова удаляясь от нее. Траектория вся целиком лежит в одной плоскости, но вблизи черной дыры она может выглядеть весьма причудливо( прецессия).. Если же она лежит достаточно далеко, то вид ее представляет собой медленно поворачивающийся в пространстве эллипс. Такой медленный поворот эллиптической орбиты Меркурия на 43 угловых секунды в столетие послужил первым подтверждением правильности теории тяготения Эйнштейна.По теории Ньютона, движение по кругу возможно на любом расстоянии от ТЦ. Из теории Эйнштейна следует, что это не так. Чем ближе к ТЦ, тем больше скорость движущегося по окружности тела. На окружности, удаленной на полтора гравитационных радиуса, скорость обращающегося тела достигает световой. На еще более близкой к черной дыре окружности движение его вообще невозможно, ибо для этого ему потребовалась бы скорость больше скорости света. Но, оказывается, в реальной ситуации движение по окружности вокруг черной дыры невозможно и на больших расстояниях, начиная с трех гравитационных радиусов, когда скорость движения составляет всего половину скорости света. Это потому,что что на расстояниях меньше трех гравитационных радиусов движение по окружности неустойчиво. Малейшее возмущение, сколько угодно малый толчок заставят вращающееся тело уйти с орбиты и либо упасть в черную дыру, либо улететь в пространство .И ещё возможность гравитационного захвата черной дырой тел, прилетающих из космоса. А в Ньютоновской механике всякое тело, прилетающее к тяготеющей массе из космоса, описывает вокруг нее параболу или гиперболу и (если не “стукнется” о поверхность тяготеющей массы) снова улетает в космос — гравитационный захват невозможен. Иначе обстоит дело в поле тяготения черной дыры. Конечно, если прилетающее тело движется на большом расстоянии от черной дыры (на расстоянии десятков гравитационных радиусов и больше), там, где поле тяготения слабо и справедливы законы механики Ньютона, то оно движется почти точно по параболе или гиперболе. Но если оно пролетает достаточно близко от дыры, то его орбита совсем не похожа на гиперболу или параболу. Если тело находясь далеко от ВН имеет скорость много меньше световой и его орбита подходит близко к окружности с радиусом, равным двум гравитационным радиусам, то оно обернется вокруг черной дыры несколько раз, прежде чем снова улетит в космос. Наконец, если вращающееся тело подойдет вплотную к указанной окружности двух гравитационных радиусов, то его орбита будет на эту окружность навиваться; тело окажется гравитационно захваченным черной дырой и никогда снова не улетит в космос ...Если тело подойдет еще ближе к черной дыре, оно упадет в черную дыру и также окажется гравитационно захваченным.Теперь о 2-й косм. скорости .Для 2-й косм. скорости справедлива формула теории Ньютона и тело, обладающее такой и большей скоростью, навсегда улетает от черной дыры в космос,но с оговоркой;если тело движется к черной дыре непосредственно вдоль радиуса, то, какую бы скорость оно ни имело, оно врежется в черную дыру и не улетит в космос.Но если тело будет двигаться "по радиусу"к черной дыре, но орбита его пройдет на достаточно близком расстоянии от черной дыры, то оно будет гравитационно захвачено. Следовательно, чтобы вырваться из окрестностей черной-дыры, мало иметь скорость больше второй космической, надо еще, чтобы направление этой скорости составляло с направлением на черную дыру угол больше некоторого критического значения. Если угол будет меньше, тело гравитационно захватится, если больше (и скорость равна второй космической), то улетит в космос. Значение этого критического угла зависит от расстояния до черной дыры. Чем дальше от нее, тем меньше критический угол. На расстоянии нескольких гравитационных радиусов надо уже точно “прицелиться” в черную дыру, чтобы быть ею захваченной.(ТО ЖЕ И С ТЕМИ ЗВ. ,ЧТО В ТЕКСТЕ).Дальше о грав. волнах.Их можно сравнить с электромагнитными,к-рые являются быстро меняющимся электромагнитным полем, “оторвавшимся” от своего источника и распространяющимся в пространстве с предельно большой скоростью — скоростью света. Точно так же гравитационные волны являются изменяющимся гравитационным полем, “оторвавшимся” от своего источника и летящим в пространстве со скоростью света.Ну электромагнитные волны можно обнаружить с пом. простых экспериментов , достаточно в принципе взять электрически заряженный шарик и наблюдать за ним; когда на него станет падать электромагнитная волна, шарик придет в колебательное движение, а грав. волну уже обнаружить сложно Потребуется минимум два, помещенных на некотором расстоянии друг от друга (заряжать их электричеством, конечно, не нужно). При падении на них гравитационной волны шарики будут то несколько сближаться, то удаляться. Измеряя изменение расстояния между ними, можно обнаружить волны тяго тения. Дело в том, что если на шарик не действуют никакие посторонние силы, то он находится в поле гравитационной волны в состоянии невесомости. На шарике не ощущается никаких сил тяготения, и поэтому невозможно обнаружить проходящую гравитационную волну( невесомость в космосе).
Вообщем с грав волнами всё “не так просто”, вернее просто только на теории
На самом деле гравитационные волны крайне слабы: они должны излучаться при ускоренных движениях массивных тел. Но даже при движении небесных тел излучение гравитационных волн ничтожно... Если рассматривать гравитационное взаимодействие не как фундаментальное взаимодействие, а как результат флуктуаций поля, процесс можно представить так: под действием массы тела в окружающем пространстве (в вакууме) уменьшается плотность энергии нулевых колебаний поля и возникает разность давления, в результате происходит притяжение тел, т.е. со стороны тела амплитуда флуктуаций меньше. Плотность гравитационных потоков влияет на диэлектрическую и магнитную проницаемости вакуума, что приводит к изменению скорости распространения электрической и магнитной напряженностей поля. Также это отражается на соотношении между массой и энергией M = eпсилон0m0W (W = Mc(2)), так как определяется через диэлектрическую и магнитную проницаемости вакуума.В гравитационном поле может замедляться не только скорость света, но и скорость движения элементарных частиц. Например, электрон, движущийся со скоростью, близкой к скорости света, при попадании в гравитационный поток, где скорость света меньше, чем скорость движения электрона, будет тормозиться, создавая даже в вакууме излучение Черенкова. Также надо заметить, что изменять направление движения заряженных частиц могут не только электрические и магнитные поля, но и сильное гравитационное поле, при этом тоже будет возникать синхротронное излучение. Если масса движется, то образуется вихревое гравитационное поле и так же, как у вихревого электрического поля, работа гравитационных сил при движении пробной массы по замкнутой линии может быть отлична от нуля.Работа сил вихревого электрического поля при движении электрического заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля...Надо также отметить,что грав.поле (возмущение) имеет отрицательную энергию и массу, соответственно, получается, что обладает отрицательным импульсом - антиимпульсом, к-рый создает антидавление - притяжение....Хоть это всё известно( т.е. многие люди это разделяют), пока в лаб. условиях не создали прибор, с пом. к-рого можно эти гравю волны получить ...Ладно хватит.Ато сейчас ещё какой нибудь придурок припрёться!!!( ПРЕДУПРЕЖДАЮ, что многим "это всё "покажеться спорным, бадаться неохота....)
Ато сейчас ещё какой нибудь придурок припрёться!!!
К присутствующему тут,кроме меня, человеку это не относиться, разумееться...Прошу ,"на свой счёт это не записывайте"
Методы, пом к-рых косвенно можно наблюдать ВН
http://www.astronet.ru/db/msg/1204696 http://www.astronet.ru/db/msg/1188640 http://www.astronet.ru/db/msg/1188291
J. Maldacena"Black Holes and the Structure of Space-Time"
http://elementy.ru/lib/25568/25569 http://elementy.ru/lib/25531/25536 Это очень интересная статья.... http://chandra.harvard.edu/photo/cycle1/cdfs/index.html А это Чандра
http://www.vek2.nm.ru/L2/Dark_hole.htm Ключевым параметром в звездной эволюции ,приводящей кгравитационному коллапсу является масса зв.В зависимости от ее величины звезда эволюционирует через различные стадии ядерного горения и оканчивает свои дни как белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра. Любой звездный остаток (холодная равновесная конфигурация) с массой, большей примерно 2Мо, не может поддерживаться давлением вырожденного газа и обречен сколлапсировать в черную дыру.Звезды с малой массой становяться или белыми карликами или нейтронными звёздами,ВН образуються только из массивных зв.Но теоретически любое тело можно представить себе ввиде ВН, правда со след. уточнениями:Напр. грав поле Земли имеет отрицательную энергию~ 2*10(32 )Дж что, согласно соотношению W = Mc2, соответствует ~3*10(15) кг, для сравнения - масса Земли ~6.. Если же адиус Земли приблизиться к гравитационному,то то масса отрицательной энергии гравитационного поля равна Mполя = -0.3M, т.е. гравитационный дефект массы составляет почти треть от первоначальной массы, соответственно, для образования "черной дыры" будет не хватать трети массы, которая при сжатии уходит в виде излучения.Т.е.для превращения какого либо физ объекта недостающей массы, может потребовать больших внешних энергетических затрат( в природе такого не бывает).И ещё , надо отметить, что масса сжимающегося в ВН тела , забирая на себя энергию вакуумных флуктуаций, создает в окружающем полевом пространстве отрицательную плотность внутренней энергии поля. Т.е.считаеться,что гравитационный поток - это движущийся в сторону массы поток энергии флуктуаций поля, к-рые в веществе превращается в различные устойчивые возбужденные состояния поля, в основном представляющие пронизывающее излучение, выделяющееся из вещества, почти не взаимодействуя с ним. Чем массивнее, тем меньше плотность внутренней энергии поля и тем меньше энергия флуктуаций, что создает разность давления в виде гравитационной силы....Массивные черные дыры могут возникать в результате постепенного роста "затравочной" дыры звездной массы, гравитационного коллапса большого звездного скопления или коллапса больших флюктуаций плотность в ранней вселенной .Маленькая черная дыра при соответствующей "подкормке" может дорасти до сверхмассивной за время меньше хаббловского. Это требует большого количества вещества в ее окрестности, что может иметь место в некоторых галактических ядрах.Эволюция компактного скопления обычных звезд с дисперсией скоростей vc<(or=)v* где v*~600 км/с - типичная скорость убегания для звезды главной последовательности, вначале проходит стадию ядерного горения отдельных звезд; во взрывах сверхновых образуются звездные остатки - нейтронные звезды и маломассивные черные дыры. Скопление компактных звезд, как было показано Зельдовичем и Подурецом, подвержено релятивистской неустойчивости при достаточно больших центральных красных смещениях 1+zc=(1-2M)(-1/2)>(or=)1.5 .Численное моделирование подтверждают такое развитие событий. Начиная с компактных звезд с массами 1-10Mo эволюция проходит через три стадии: 1)постепенный коллапс ядра из-за гравитепловой катастрофы (большие времена) 2)короткая эпоха доминирования столкновений и слияний компактных объектов, в результате которой формируются черные дыры массы M~90Mo 3) развитие релятивистской неустойчивости, приводящее к формированию массивной черной дыры, окруженной гало из звезд. A Формирование миниатюрных ВНЗельдович в 1967 и Хокинг в 1971 годах показали, что в принципе возможно создание черной дыры малой массы (меньше предела Чандрасекара) при приложении достаточно сильного внешнего давления. Нужные для этого условия могли иметь место, однако, только в очень ранней вселенной. Силы притяжения могут локально остановить расширение части вещества и обратить его в коллапс, если самогравитация вещества превышает его внутреннюю энергию: GM(2)/R~Gro(2)R(5) >(or=)pR(3).В эру доминирования излучения p~roc(2), потому вышеприведенное условие равносильноGM(2)/c(2)>(or=)R,R-размер неоднородности. Тогда формируется первичная черная дыра массы M.Из-за зависимости плотности от времени в модели ранней вселенной Эйнштейна-де Ситтера как Gro ~t(-2)максимальный размер коллапсирующей неоднородности связан с возрастом вселенной как M(в гр) ~t(38)t , где время выражено в секундах. Потому на возрасте порядка планковского времени t~10(-43)c могли сформироваться только черные дыры планковской массы,aна времени 10(-4)c массы черных дыр могут достигать1Mo, а в эпоху нуклеосинтеза могли сформироваться сверхмассивные черные дыры с массой 10(7)МоНаблюдательный статус первичных черных дыр неясен. С одной стороны, миниатюрные черные дыры с массой <(=)10(15) грамм могли бы быть зафиксированы по вспышкам гамма-излучения на последних стадиях квантового испарения. Ничего подобного до сих пор не наблюдалось, что позволяет получить некоторые верхние пределы на их среднюю плотность во вселенной. С другой стороны, тот факт, что в большинстве галактических ядер, находятся именно массивные черные дыры грамм могли бы быть зафиксированы по вспышкам гамма-излучения на последних стадиях квантового испарения. Ничего подобного до сих пор не наблюдалось, что позволяет получить некоторые верхние пределы на их среднюю плотность во вселенной. С другой стороны, тот факт, что в большинстве галактических ядер, находятся именно массивные черные дыры и что сверхмассивные черные дыры обеспечивают энергетику квазаров на больших красных смещениях, говорит в пользу гипотезы о быстром образовании первичных черных дыр в ранней вселенной.
Подробнее читайте в линке аккреционные диски:
Даже свет не может покинуть (классические) черные дыры, но можно обнаружить их косвенно, по излучению, выделяющемуся в процессе аккреции на них. Аккреция газа на компактную звезду генерирует излучение в рентгеновском диапазоне, потому поиск черных дыр звездных масс состоит в отборе быстропеременных рентгеновских источников, к-рые не являлись бы ни периодическими (соответствующие рентгеновские пульсары интерпретируются как вращающиеся нейтронные звезды), ни вспыхивающими время от времени (соответствующие рентгеновские барстеры интерпретируются как термоядерные взрывы на твердой поверхности нейтронной звезды). В спектральных двойных кривая лучевых скоростей главной (видимой) компоненты определяет орбитальный период Р двойной системы и амплитуду лучевой скорости главной компоненты v*.Используя законы Кеплера, можно построить функцию масс, связывающую наблюдательные величины с неизвестными массами: Pv*(3)/2пG=(Mcsini)(3)/(M*+Mc)(2),Mc & M*- массы компактного объекта и оптической звезды, i- угол наклона плоскости орбиты. Надо отметить, что Мс не может быть меньше значения этой функции масс (и равна ему в пределе нормальной компоненты нулевой массы на максимально возможном угле наклона орбиты). Поэтому наилучшими кандидатами в черные дыры будут те, для которых функция масс превосходит 3Мо. Иначе для оценки Мс требуется дополнительная информация: спектральный тип оптической звезды дает ее примерную массу, наличие или отсутствие рентгеновских затмений позволяет оценить sini .Таким образом получаются некоторые ограничения на Mc . Объект считается кандидатом в черные дыры, только если ограничение снизу превышает 3Mo...Благодаря постоянному улучшению наблюдательных данных, в 90-х годах стало ясно, что в большинстве галактических ядер (как активных, так и нет) сконцентрированы большие массы вещества. Сегодня обнаружение этих масс - одна из главных задач внегалактической астрономии. Наиболее успешным методом является анализ динамики окружающего ядро вещества: газ или звезды вблизи невидимой центральной массы имеют большую дисперсию скоростей, что может быть измерено спектроскопически. Mассивные черные дыры сидят в центрах почти всех галактик, а энергетика их определяется имеющимся объемом газа....
Разрушение звезд(один из предпологаемых механизмов)
Светимость при аккреции газа с темпом dM/dt и типичной эффективностью э~0.1есть:L~10(39)(э/0,1)*(dM/dt)/(1Мо/ год)Ватт.Сравнивая светимость этой модели аккреции с наблюдаемыми для активных галактических ядер,получают 10(-2)---10(2)Мо/год...Рассматрим механизм,к-рый обеспечивает это для ВН.Достаточно эффективна, например, потеря массы пролетающими рядом звездами. Современные модели галактических ядер предполагают массивную черную дыру, окруженную плотным звездным облаком. Из-за диффузии орбит некоторые звезды залетают достаточно глубоко в гравитационных потенциал черной дыры по сильно вытянутым орбитам. Звезды могут разрушаться либо под действием приливных сил, либо за счет столкновений с другими звездами .Радиус столкновений Rc ~7*10(18)M/10(8)Mo см для солнцеподобных звезд определяется как расстояние,на к-ром скорость свободного падения сравнивается со скоростью убегания на поверхности звезды v*); при столкновении двух звезд внутри Rc они частично или полностью разрушаются.Кроме того, звезды, попавшие внутрь критического приливного радиуса Rт~6*10(13)(M/10(8)Mo)(1/3).см. для солнцеподобных звезд, будут неизбежно разрушены приливными силами, примем порядка их газа будет захвачено черной дырой. В случае столкновения величина beta=vred/v* играет ту же роль, что и фактор beta=Rт/Rp в случае разрушения приливными силами (где Rp - высота периастра). Как только выполняется условие beta>(=)1,звезда разрушается, а когда beta>5, звезды сильно деформируются при столкновении, то есть в обоих случаях ... Т.е. beta является фактором разрушения, величина которого определяет судьбу звезды......
История представлений о чёрных дырах:
Она делиться на след. периоды:1)( XVIII. ХIX) век-работа Д.Митчела и Лапласа, в к-рой был рассчёт массы для недоступного наблюдению объекта."Лапласовская ВН"В ньютоновском поле тяготения для частиц, покоящихся на бесконечности, с учетом закона сохранения энергии:-GMm/r+mv(2)=0, оттуда:-v(2)=2GM/r,пусть rg-гравитационный радиус ,это расстояние от тяготеющей массы,на к-ром скорость частицы становится равной скорости света v=c,rg=2GM/c(2) 2) Период был связан с развитием общей теории относительности, стационарное решение уравнений к-рой было получено К. Шварцшильдом в 1916 году. 3) Период ознаменован публикациями С. Хоукинджа( Хокинга),где он предложил идею об излучении чёрных дыр. 4) Период в середине 90-х годов ХХ века Эндрю Стромингер и Камран Вафа из гарвардского университета подошли к проблеме моделирования внутренней структуры чёрной дыры с точки зрения перспективной теории струн. В XIX веке идея тел, невидимых вследствие своей массивности,никого не интересовала( в принципе),т.к. ск-ть света в рамках классической физики не имеет фундаментального значения.Но в конце 19-го векаи начале 20-го было установлено,что законы эллектродинамики по Максвелувыполняются во всех инерциальных системах отсчёта,а также они не обладают инвариантностью относительно преобразований Галилея....В 1905 А. Эйнштейн использовал концепции Лоренца и Пуанкаре в своей специальной теории относительности (СТО), в к-рой роль закона преобразования инерциальных систем отсчёта окончательно перешла от преобразований Галилея к преобразованиям Лоренца. Классическая (галилеевски-инвариантная) механика была при этом заменена на новую, лоренц-инвариантную релятивистскую механику. И там скорость света оказалась предельной скоростью,к-рую может развить физическое тело...Но и нютоновская теория тяготения ,на к-рой базировалась первоначальная теория чёрных дыр,тоже не является лоренц-инвариантной. Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световыми скоростями. Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, А. Эйнштейном.....ВН-по простейшему определению- это область пространства-времени, в к-рой гравитационный потенциал GM/R превосходит квадрат скорости света c(2) . Преимуществом такого определения является независимость его от конкретной теории гравитации.Вторая космическая скорость этих объектов v= (2GM/R)(1/2)превышает ск-ть света...ОТО привела к более глубокому пониманию ВН. Для наглядности,при описании ВН в пространстве-времени часто используют понятие светового конуса. Это световой импульс излучается в заданной точке пространства. Волновой фронт - это сфера, расширяющаяся со скоростью с=300000 км/с в 3 разных момента времени. Световой цилиндр отражает полную историю волнового фронта на одной пространственно-временной диаграмме. При удалении одного пространственного измерения сферы становятся окружностями. Расширяющиеся световые окружности образуют конус с вершиной в источнике излучения. Если на этой диаграмме принять за единицу длины300000 км, а времени - 1 секунду, все световые лучи будут распространяться под углом 450 . Световой конус позволяет изобразить причинную структуру любого пространства-времени. Берёться для примера плоское пространство-время Минковского, используемое в СТО.Для любого событияЕ световые лучи образуют два конуса. Лучи, излученные в Е , дают световой конус будущего, принятые вЕ - прошлого. Физические частицы не могут двигаться быстрее света: их траектории должны оставаться внутри этих 2-х световых конусов. Ни один луч света или частица, прошедшие через точку , не способны выйти за пределы, ограниченные световыми конусами. Инвариантность скорости света в вакууме отражает тот факт, что все конусы имеют один и тот же наклон. Это является следствием того, что пространственно-временной континуум специальной теории относительности, в котором отсутствует гравитирующее вещество, является плоским и "жестким". Как только появляется гравитация, пространство-время искривляется и в игру вступает общая теория относительности.Так как Принцип Эквивалентности постулирует влияние гравитации на все виды энергии, световые конусы искривляются вслед за пространственно-временным континуумом .Однако, специальная теория относительности остается локально справедливой: мировые линии частиц остаются связанными со световыми конусами, даже когда последние сильно наклоняются и деформируются гравитацией....
10 августа еще не наступило
Соответствующая статья ("Tidal Disruption Flares from Recoiling Supermassive Black Holes") опубликована 10 августа в Astrophysical Journal Letters Хотя 10 августа еще не наступило, а статья действительно уже опубликована 16 июля 2008 г.
Господину(даме?)gthnjdbx
Сценарий , описываемый ,в тексте предполагался ещё 80-х годах прошлого века, во всяком случае Люмине и Картер предположили:"Как только выполняется условие beta>(=)1,звезда разрушается, а когда beta>5, звезды сильно деформируются при столкновении, то есть в обоих случаях "...А теперь др. учёные хотят найти ВН, к-рые эти звёзды деформируют и разрывают...
"пинок" (kick) происходит в том случае, если гравитац
Это там в статье хорошо и понятно описано( есть ещё рядом статья,к-рая тоже описывает такое явление,поэтому я мало,что добавлю)...Ну можно ещё там сказать,что при слиянии ВН образующаяся дыра также может получить импульс и это связанно с несимметричным излучением гравитационных волн.Скорость зависит от отношения масс черных дыр, от ориентации их осей вращения и от скорости вращения... И раз мне снова сужденно было вспомнить прецессию,нужно хотя бы вскользь отметить такой пример гравимагнитного эффекта,как эффект Лензе-Тирринга( это можно было бы постить и на пульсарах:Мгновенная угловая скорость прецессии момента=-Н/2с.Орбитальный эффект Лензе-Тирринга приводит к повороту эллиптической орбиты частицы в гравитационном поле вращающегося тела.... ).Лензе и Тирринг в 1918 г. показали, что кориолисово ускорение с учётом эффектов ОТО для расстояния r от вращающегося тела радиусом R массы M при r/R>>1имеет дополнительный компонент. Эффект Лензе-Тирринга наблюдается как прецессия плоскости орбиты пробной массы, обращающейся вокруг массивного вращающегося тела, либо как прецессия оси вращения гироскопа в окрестностях такого тела. Для экспериментального подтверждения эффекта, вместе с другим, более существенным эффектом геодезической прецессии, американское космическое агентство NASA осуществляет спутниковую программу Gravity Probe B.Ускорение Кориолиса в ньютоновской механике зависит только от угловой скорости неинерциальной системы отсчёта относительно инерциальной и линейной скорости пробной массы в неинерциальной системе отсчёта ...( пусть вот так вот и будет "галопом по Европе" без ф-л-,неохота царапать, почему-то всё сразу в голову не приходит постить, а вместо этого может вылезти то, что к теме относиться очень косвенно,ладно уж ,ведь не экзамены, в конце концов сдаём)
Never any blach holes or gravitational waves have been observed. This is a stupid jewish fibs. :))
Never any blach holes or gravitational waves have been observed. This is a stupid jewish fibs. :))
You should write down not 'blach holes' but 'black hole'... And,what does it mean 'a stupid jewish fibs'? From this heel it is clearly seen that you are not American or European ....I'm very sorry but this is not a good joke, what I think...
общем, господин Ньтон, для американца или еврпейца Вы начисто лишены политкорректности, но по Вашему это тоже"глупое еврейское враньё"?
The extremely large accretion disks and gas jets may be good evidence for the presence of supermassive black holes. ...
But what do you think about that?Is it a stupid fibs too?
http://www.phy.duke.edu/~kolena/framedrag.html http://www.rdrop.com/users/green/school/framdrag.htm The rotational frame-dragging effect was first derived from the theory of general relativity in 1918 by the Austrian physicists Josef Lense and Hans Thirring, and is also known as the Lense-Thirring effect.Lense and Thirring predicted that the rotation of an object would alter space and time, dragging a nearby object out of position compared to the predictions of Newtonian physics.
http://www.rdrop.com/users/green/school/framdrag.htm Limiting ourselves to the scenarios involving existing orbiting bodies, the first proposal to use the LAGEOS satellite and the Satellite Laser Ranging (SLR) technique to measure the Lense-Thirring effect dates back to 1977-1978. Tests have started to be effectively performed by using the LAGEOS and LAGEOS II satellites in 1996, according to a strategy involving the use of a suitable combination of the nodes of both satellites and the perigee of LAGEOS II. The latest tests with the LAGEOS satellites have been performed in 2004-2006 by discarding the perigee of LAGEOS II and using a linear combination involving only the nodes of both the spacecraft. Although the predictions of general relativity are compatible with the experimental results, the realistic evaluation of the total error raised a debate. Another test of the Lense-Thirring effect in the gravitational field of Mars, performed by suitably interpreting the data of the Mars Global Surveyor (MGS) spacecraft, has been recently reported.Also such a test raised a debate.Attempts to detect the Lense-Thirring effect induced by the Sun's rotation on the orbits of the inner planets of the Solar System have been reported as well:the predictions of general relativity are compatible with the estimated corrections to the perihelia precessions, although the errors are still large. However, the inclusion of the radiometric data from the Magellan orbiter recently allowed Pitjeva to greatly improve the determination of the unmodelled precession of the perihelion of Venus. The system of the Galilean satellites of Jupiter was investigated as well, following the original suggestion by Lense and Thirring.
Frame-dragging may be illustrated most readily using the Kerr metric,which describes the geometry of spacetime in the vicinity of a mass М rotating with angular momentum J:c(2)dtau(2)=[(1-(rsr/p(2)0]c(2)dt(2)-[p(2)/^(2)xdr(2)]-p(2)d Teta(2)-[r(2)+a(2)+(rsra(2)/p(2))xsin(2) Tetadф(2) +[(2rsracsin(2)Teta)/p(2)]d(2)ф t ,where rs is the Schwarzschild radius rs=2GM/c(2),and where the following shorthand variables have been introduced for brevity:alfa=J/Mc,^(2)=r(2)-rrs+ alfa(2)(or a(2)),p(2)=r(2)+a(2)cos(2)Teta; if M (or, equivalently rs)--->0the Kerr metric becomes the orthogonal metric for the oblate spheroidal coordinates:c(2)dtau(2)= c(2)dt(2)-[p(2)/(r(2)+a(2)]xdr(2)-p(2)dTeta(2)-[r(2)-a(2)]sin(2)Teta(o rQ)d ф(2)the Kerr metric in the following form c(2)dtau(2)+ [gtt-(g(2)tф/gфф]xdt(2)+grrxdr(2)+gQQxdxQ(2)+gффx[d xф+(gtф/gффxdt)](2)the metric is equivalent to a co-rotating reference frame that is rotating with angular speed Omega big,that depends on both the radius r and the colatitude Q(Teta)In the plane of the equator this simplifies to:Omega big=-gtф/gфф=rsac/r(3)a(2)+rsa(2)or d*omega(2) = d*Q(2)+sin(2)Qdф(2)- an inertial reference frame is entrained by the rotating central mass to participate in the latter's rotation; this is frame-dragging.An extreme version of frame dragging occurs within the ergosphere of a rotating black hole. The Kerr metric has two surfaces on which it appears to be singular. Gravitomagnetic forces produced by the Lense-Thirring effect (frame dragging) within the ergosphere of rotating black holes. combined with the energy extraction mechanism by Roger Penrose have been used to explain the observed properties of relativistic jets.
Анонимные комментарии не принимаются.
Войти | Зарегистрироваться | Войти через:
Комментарии от анонимных пользователей не принимаются
Войти | Зарегистрироваться | Войти через:
