Postoji li crna rupa. Mračne zvijezde Mitchell - Laplace. Zvijezde koje rađaju tamu

Doktor filozofije (fizike) K. ZLOSCHASTEV, Odsjek za gravitaciju i teoriju polja, Institut za nuklearna istraživanja, Nacionalni autonomni univerzitet Meksika.

O singularnosti, informaciji, entropiji, kosmologiji i multidimenzionalnoj ujedinjenoj teoriji interakcija u svjetlu moderne teorije crnih rupa

Nauka i život // Ilustracije

ill. 1. U blizini zvijezde u kolapsu, putanja svjetlosnog snopa je savijena njegovim gravitacijskim poljem.

Crne rupe snimljene svemirskim teleskopom Hubble u centrima šest galaksija. Oni uvlače okolnu materiju, koja formira spiralne krakove i pada u crnu rupu, zauvijek se skrivajući iza horizonta događaja.

ill. 2. Svjetlosni konus.

Danas je teško naći osobu koja nije čula za crne rupe. Istovremeno, možda nije ništa manje teško naći nekoga ko bi mogao da objasni šta je to. Međutim, za stručnjake, crne rupe su već prestale biti fantazija - astronomska promatranja su dugo dokazala postojanje obje "male" crne rupe (sa masom reda Sunca), koje su nastale kao rezultat gravitacije. kompresije zvijezda, i supermasivne (do 10 9 solarnih masa), što je dovelo do kolapsa čitavih zvjezdanih jata u centrima mnogih galaksija, uključujući i našu. Trenutno se u tokovima traže mikroskopske crne rupe kosmičke zrake ultravisoke energije (međunarodna laboratorija Pierre Auger, Argentina) i čak predlažu „uređenje njihove proizvodnje“ na Velikom hadronskom sudaraču (LHC), čiji je početak planiran 2007. godine u CERN-u. Međutim, prava uloga crnih rupa, njihova "sudbina" za svemir, daleko je izvan okvira astronomije i fizike elementarnih čestica. Proučavajući ih, istraživači su duboko uznapredovali u naučnom razumijevanju čisto filozofskih pitanja – šta je prostor i vrijeme, postoje li granice poznavanja prirode, kakav je odnos između materije i informacije. Pokušajmo pokriti sve najvažnije na ovu temu.

1. Tamne zvijezde Mitchell - Laplace

Termin "crna rupa" predložio je J. Wheeler 1967. godine, ali prva predviđanja o postojanju tijela toliko masivnih da ih čak ni svjetlost ne može napustiti datiraju iz 18. vijeka i pripadaju J. Mitchell-u i P. Laplaceu. Njihovi proračuni bili su zasnovani na Newtonovoj teoriji gravitacije i korpuskularnoj prirodi svjetlosti. U modernoj verziji ovaj problem izgleda ovako: koliki bi trebao biti poluprečnik Rs i masa M zvijezde da bi njena druga kosmička brzina (minimalna brzina koja se mora dati tijelu na površini zvijezde da bi napušta sferu svog gravitacionog djelovanja) jednaka je brzini svjetlosti c? Primjenom zakona održanja energije dobijamo vrijednost

R s = 2GM/c 2 , (1)

koji je poznat kao Schwarzschildov radijus, ili poluprečnik sferične crne rupe (G je gravitaciona konstanta). Uprkos činjenici da je Njutnova teorija očigledno neprimenljiva na stvarne crne rupe, formula (1) je sama po sebi tačna, što je potvrdio i nemački astronom K. Schwarzschild u okviru Ajnštajnove opšte teorije relativnosti (GR), kreirane 1915. godine! U ovoj teoriji, formula određuje do koje veličine se tijelo mora smanjiti da bi formiralo crnu rupu. Ako je za tijelo poluprečnika R i mase M zadovoljena nejednakost R/M > 2G/c 2, tada je tijelo gravitacijsko stabilno u inače ona se urušava (kolapsira) u crnu rupu.

2. Crne rupe od Einsteina do Hawkinga

Zaista konzistentna i konzistentna teorija crnih rupa, ili kolapsa, nemoguća je bez uzimanja u obzir zakrivljenosti prostor-vremena. Stoga nije iznenađujuće što se prirodno pojavljuju kao posebna rješenja GR jednačina. Prema njima, crna rupa je objekt koji u svojoj blizini savija prostor-vrijeme toliko da se nikakav signal ne može prenijeti s njene površine ili iznutra, čak ni duž svjetlosnog snopa. Drugim riječima, površina crne rupe služi kao granica prostor-vremena dostupnog našim zapažanjima. Sve do početka 1970-ih to je bila izjava kojoj je nemoguće dodati išta značajno: crne rupe su izgledale kao "stvari same po sebi" - misteriozni objekti Univerzuma, čija je unutrašnja struktura u principu neshvatljiva.

Entropija crnih rupa. Godine 1972, J. Bekenstein je pretpostavio da crna rupa ima entropiju proporcionalnu njenoj površini A (za sfernu rupu A = 4pR s 2):

S BH = C A/4, (2)

gdje je C=kc 3 /Gć kombinacija osnovnih konstanti (k je Boltzmanova konstanta, a ć Plankova konstanta). Inače, teoretičari radije rade u Plankovom sistemu jedinica, u ovom slučaju C = 1. Štaviše, Bekenstein je sugerirao da je za zbir entropija crne rupe i obične materije S tot = S materija + S BH, generalizovani drugi zakon termodinamike važi:

D S tot ê (S tot) konačni - (S tot) početni? 0, (3)

odnosno ukupna entropija sistema ne može da se smanji. Posljednja formula je također korisna jer se iz nje može izvesti ograničenje entropije obične materije. Uzmimo u obzir takozvani Suskindov proces: postoji sferno simetrično tijelo "podkritične" mase, to jest ono koje još uvijek zadovoljava uvjet gravitacijske stabilnosti, ali je dovoljno dodati malo energije-mase DE da se tijelo sruši. u crnu rupu. Tijelo je okruženo sfernom ljuskom (čija je ukupna energija tačno jednaka DE), koja pada na tijelo. Entropija sistema prije pada ljuske:

(S tot) početni = S supstanca + S ljuska,

(S tot) final = S BH = A/4.

Iz (3) i nenegativnosti entropije dobijamo čuvenu gornju granicu entropije materije:

S supstance? A/4. (4)

Formule (2) i (3), uprkos svojoj jednostavnosti, dovele su do misterije koja je imala ogroman uticaj na razvoj fundamentalna nauka. Iz standardnog kursa statističke fizike poznato je da entropija sistema nije primarni koncept, već funkcija stepena slobode mikroskopskih komponenti sistema - na primer, entropija gasa se definiše kao logaritam broja mogućih mikrostanja njegovih molekula. Dakle, ako crna rupa ima entropiju, onda mora imati unutrašnju strukturu! Samo unutra poslednjih godina došlo je do zaista velikog napretka u razumijevanju ove strukture, a onda su Bekensteinove ideje fizičari općenito skeptično percipirali. Stephen Hawking je, prema vlastitom priznanju, odlučio pobiti Bekensteina vlastitim oružjem - termodinamikom.

Hawkingovo zračenje. Čim (2) i (3) budu obdareni fizičko značenje, prvi zakon termodinamike nalaže da crna rupa mora imati temperaturu T. Ali čekajte, koju temperaturu može imati?! Uostalom, u ovom slučaju, rupa bi trebala zračiti, što je u suprotnosti s njegovim glavnim svojstvom! Zaista, klasična crna rupa ne može imati temperaturu osim apsolutne nule. Međutim, ako pretpostavimo da se mikrostanja crne rupe povinuju zakonima kvantne mehanike, što je, generalno govoreći, praktično očigledno, onda se kontradikcija može lako eliminisati. Prema kvantnoj mehanici, odnosno njenoj generalizaciji - kvantnoj teoriji polja, može doći do spontanog rađanja čestica iz vakuuma. U nedostatku vanjskih polja, tako stvoreni par čestica-antičestica se poništava natrag u vakuumsko stanje. Međutim, ako se u blizini nalazi crna rupa, njeno polje će privući najbližu česticu. Tada će, prema zakonu održanja energije-impulsa, druga čestica otići na veću udaljenost od crne rupe, ponijevši sa sobom "miraz" - dio energije-mase kolapsara (ponekad kažu da je " crna rupa je potrošila dio energije da stvori par", što nije sasvim ispravno, jer ne opstaje cijeli par, već samo jedna čestica).

Bilo kako bilo, kao rezultat toga, udaljeni promatrač će otkriti mlaz svih vrsta čestica koje emituje crna rupa, koja će svoju masu trošiti na stvaranje parova dok potpuno ne ispari, pretvarajući se u oblak zračenja. Temperatura crne rupe je obrnuto proporcionalna njenoj masi, pa one masivnije isparavaju sporije, jer im je životni vijek proporcionalan kocki mase (u četverodimenzionalnom prostor-vremenu). Na primjer, životni vijek crne rupe mase M solarnog reda premašuje starost Univerzuma, dok mikro rupa sa M = 1 teraelektronvolt (10 12 eV, približno 2 . 10 -30 kg) živi oko 10 -27 sekundi.

3. Crne rupe i singularnosti

U naučnofantastičnoj literaturi i filmovima crna rupa se obično predstavlja kao neka vrsta kosmičke Gargantue, koja nemilosrdno proždire leteće brodove sa hrabrim plavušama, pa čak i cijele planete. Avaj, da pisci naučne fantastike znaju malo više o modernoj fizici, ne bi bili tako nepravedni prema crnim rupama. Činjenica je da kolapsari zapravo štite Univerzum od mnogo strašnijih čudovišta...

Singularnost je tačka u prostoru u kojoj njena zakrivljenost beskonačno teži ka beskonačnosti - prostor-vreme je, takoreći, pocepano u ovoj tački. Moderna teorija govori o postojanju singulariteta kao o neizbježnoj činjenici - sa matematičke tačke gledišta, rješenja jednačina koje opisuju singularnosti su također po pravu jednaka, kao i sva druga rješenja koja opisuju poznatije objekte Univerzuma koje promatramo.

Međutim, ovdje postoji vrlo ozbiljan problem. Činjenica je da je za opisivanje fizičkih pojava potrebno ne samo imati odgovarajuće jednačine, već i postaviti granične i početne uslove. Dakle, u pojedinačnim tačkama, ovi uslovi se u principu ne mogu postaviti, što onemogućava prediktivni opis naknadne dinamike. A sada zamislite da se u ranoj fazi postojanja Univerzuma (kada je bio dovoljno mali i gust) formiraju mnoge singularnosti. Tada u oblastima koje se nalaze unutar svetlosnih konusa ovih singulariteta (drugim rečima, uzročno zavisne od njih), nikakav deterministički opis nije moguć. Imamo apsolutni haos bez strukture, bez naznake bilo kakve uzročnosti. Nadalje, ovi regioni haosa se vremenom šire kako se svemir razvija. Kao rezultat toga, do sada bi velika većina Univerzuma bila potpuno stohastička (slučajna) i ne bi moglo biti govora o bilo kakvim "zakonima prirode". Da ne spominjem plavuše, planete i druge heterogenosti poput tebe i mene.

Srećom, naši nezasitni proždrci spašavaju situaciju. Matematička struktura jednadžbi fundamentalne teorije i njihovih rješenja ukazuje na to da bi se u realnim situacijama prostorne singularnosti trebale pojaviti ne same, već isključivo unutar crnih rupa. Kako se ne prisjetiti mitoloških titana koji su pokušali zavladati Haosom na Zemlji, ali su ih Zevs i Co. zbacili u Tartar i tamo sigurno zauvijek zatvorili...

Dakle, crne rupe odvajaju singularnosti od ostatka svemira i ne dozvoljavaju im da utiču na njegove uzročne veze. Ovaj princip zabrane postojanja "golih" (engleski naked) singulariteta, odnosno neokruženih horizontom događaja, koji je predložio R. Penrose 1969. godine, nazvan je hipotezom kosmičke cenzure. Kao što je često slučaj sa osnovnim principima, to nije u potpunosti dokazano, ali do sada nisu uočene suštinske povrede - kosmički cenzor se još neće povući.

4. "Informacioni kapacitet" materije i teorija velikog ujedinjenja

Lokalna kvantna teorija se odlično dokazala u opisu svih poznatih elementarnih interakcija, osim gravitacijskih. Dakle, fundamentalna kvantna teorija, uzimajući u obzir opštu relativnost, takođe pripada ovom tipu? Ako prihvatimo ovu hipotezu, lako je pokazati da je maksimalna količina informacija S koja se može pohraniti u komadu materije zapremine V jednaka V, mjereno u Planckovim jedinicama zapremine VP ~ 10 -99 cm 3, do faktor koji zavisi od određene teorije:

S tvar ~ V. (5)

Međutim, ova formula je u suprotnosti sa (4), budući da je u Planckovim jedinicama A mnogo manje od V za poznate fizičke sisteme (A/V odnos je oko 10 -20 za proton i 10 -41 za Zemlju). Dakle, koja je od formula tačna: (4), zasnovana na opštoj relativnosti i svojstvima crnih rupa u semiklasičnoj aproksimaciji, ili (5), zasnovana na ekstrapolaciji obične kvantne teorije polja na Plankove skale? Trenutno postoje vrlo jaki argumenti u prilog činjenici da je formula (5) umjesto (4) "mrtva".

To, zauzvrat, može značiti da istinski fundamentalna teorija materije nije samo još jedna modifikacija kvantne teorije polja formulisana "u smislu zapremine", već određena teorija koja "živi" na određenoj površini koja ograničava ovu zapreminu. Hipoteza se naziva holografskim principom, po analogiji sa optičkim hologramom, koji, budući da je ravan, ipak daje trodimenzionalnu sliku. Princip je odmah izazvao veliko zanimanje, jer je teorija "na površini" nešto fundamentalno novo, osim toga, obećava pojednostavljenje matematičkog opisa: zbog smanjenja prostorne dimenzije za jedan, površine imaju manji broj geometrijskih veličina. stepena slobode. Holografska hipoteza još nije u potpunosti dokazana, ali već postoje dvije opšte prihvaćene potvrde - kovarijantno ograničenje na entropiju materije i AdS/CFT korespondencija.

U prvom je dat recept za izračunavanje statističke entropije (4) za opšti slučaj materijalnog tela, kao određene vrednosti izračunate na svetlosnim svetskim površinama koje su ortogonalne na površinu tela (neiskusni čitalac neka mi oprosti na ovoj frazi ). Opća ideja sastoji se od sljedećeg. Šta treba uzeti kao meru entropije u zakrivljenom prostor-vremenu, odnosno kako to ispravno izračunati? Na primjer, u slučaju distribucije lopte u kutije (vidi "Detalji za radoznale"), mjera entropije je zapravo broj kutija, u slučaju običnog plina, njegova zapremina podijeljena s prosječnom zapreminom molekula. Ali u četverodimenzionalnom prostor-vremenu, volumen bilo čega nije apsolutan (sjećate li se Lorentzove kontrakcije dužina?). Pa, koncept "kutije", razumete, prevazilazi elementarne koncepte fundamentalne nauke. Općenito, potrebno je definirati mjeru entropije u terminima elementarnih pojmova diferencijalne geometrije koja bi bila kovarijantna, odnosno čije bi se vrijednosti mijenjale ovisno o položaju promatrača na dobro definiran način.

Neka je N svjetlosna hiperpovršina (generalizirani svjetlosni konus) nekog skupa prostornih tačaka S. Grubo govoreći, N je skup fotografija S snimljenih u beskonačno malim vremenskim intervalima. Uzmimo dva prostorna kriška N snimljena u različito vrijeme (dvije "fotografije"), nazovimo ih S 1 i S 2 . Tada princip kovarijantnog ograničenja na entropiju supstance u S kaže da je tok entropije kroz hiperpovršinu N između rezova S 1 i S 2 manji od modula razlike između njihovih površina podijeljenih sa četiri (do dimenzionalne koeficijent jednak 1 u Plankovom sistemu jedinica) ili jednak njemu. Lako je uočiti da je, u suštini, reč o istoj formuli (4), samo što je ispravnije formulisana sa stanovišta geometrije.

Drugi - takozvana korespondencija između anti-de Siterovog prostora (adS) i teorije konformnog polja (CFT) - je realizacija holografije za neki poseban slučaj prostora konstantne negativne zakrivljenosti, blisko povezan sa teorijom struna. U korespondenciji se navodi da je teorija konformnog polja definirana na anti-de Sitterovskoj granici prostor-vremena (tj. na prostoru s dimenzijom za jednu manju od dimenzije samog adS) ekvivalentna kvantnoj gravitaciji unutar samog anti-de Sitterovog. U stvari, ovo je dokazana korespondencija između visokoenergetskih kvantnih stanja u CFT i kvantnih perturbacija gravitacionog polja u prostor-vremenu konstantne negativne zakrivljenosti. Ne zaboravite da je teorija struna jedan od posebnih slučajeva dvodimenzionalne konformne teorije polja, tako da se dalekosežne primjene sugeriraju same od sebe. Na prvi pogled, AdS/CFT korespondencija nije zanimljiva sa stanovišta fizike: ako pretpostavimo da je globalno naš Univerzum četverodimenzionalni anti-de Sitter prostor (adS 4), onda se ne može širiti, u potpunom neslaganju sa astronomskim zapažanjima koja su još u usponu do Hubblea. Međutim, postoji nada da će AdS/CFT usklađenost sama po sebi još uvijek pronaći fizičke primjene. Ako pretpostavimo da je naš četvorodimenzionalni Univerzum (ne nužno antideziterskog tipa) ugrađen u, recimo, petodimenzionalni prostor negativne zakrivljenosti (AdS 5), tada će se pojaviti takozvani kosmološki modeli "(membrane) dobijaju se svetovi“ (eng. brane-world). Zatim ubijamo dvije muhe jednim udarcem: (a) prostor je višedimenzionalan, kako predviđa teorija struna, (b) AdS/CFT korespondencija funkcionira, odnosno može se koristiti za izračunavanje nečega. Ovo posljednje znači da se neka svojstva Univerzuma (eksperimentalno provjerljiva) mogu predvidjeti direktnim proračunima, a tačke (a) i (b) mogu se eksperimentalno potvrditi ili opovrgnuti.

5. Crne rupe i granica djeljivosti materije

U zoru prošlog veka, vođa svetskog proletarijata, verovatno pod utiskom otkrića Rutherforda i Milikana, iznedrio je čuveno „elektron je neiscrpan kao atom“. Ovaj slogan visio je u učionicama fizike gotovo svih škola u Uniji. Avaj, Iljičev slogan je isto tako pogrešan kao i neki njegovi politički i ekonomski stavovi. Zaista, "neiscrpnost" implicira prisustvo beskonačne količine informacija u bilo kojoj proizvoljno maloj količini materije V. Međutim, maksimalna informacija koju V može sadržavati, prema (4), ograničena je odozgo.

Kako bi se onda postojanje ove granice "informacionog kapaciteta" trebalo manifestirati na fizičkom nivou? Počnimo malo dalje. Šta su moderni sudarači, odnosno akceleratori elementarnih čestica? Zapravo, radi se o vrlo velikim mikroskopima, čiji je zadatak povećati rezoluciju dužine Dx. Kako se rezolucija može poboljšati? Iz Heisenbergove relacije nesigurnosti DxDp = const slijedi da ako želite smanjiti Dx, morate povećati impuls p i, kao posljedicu, energiju E čestica. A sada zamislimo da neko ima na raspolaganju kolajder neograničene snage. Hoće li moći, otkrivajući sve više i više novih čestica, izvlačiti informacije u nedogled?

Avaj, ne: kontinuiranim povećanjem energije sudarajućih čestica, prije ili kasnije će doći do faze kada udaljenost između nekih čestica u području sudara postane uporediva s odgovarajućim Schwarzschildovim radijusom, što će odmah dovesti do rađanja crna rupa. Počevši od ovog trenutka, sva energija će biti apsorbirana u njega, i koliko god da povećate snagu, više nećete primati nove informacije. Istovremeno, sama crna rupa će početi intenzivno da isparava, vraćajući energiju u okolni prostor u obliku strujanja subatomskih čestica. Dakle, zakoni crnih rupa, zajedno sa zakonima kvantne mehanike, neizbježno znače postojanje eksperimentalne granice fragmentacije materije.

U tom smislu, dostizanje praga "crne rupe" na sudaračima budućnosti neminovno će značiti kraj dobre stare fizike čestica - barem u onom obliku u kojem se sada shvata (tj. kao kontinuirano dopunjavanje muzej elementarnih čestica sa novim eksponatima). Ali umjesto toga, otvorit će se nove perspektive. Akceleratori će nam već poslužiti kao oruđe za proučavanje kvantne gravitacije i „geografije“ dodatnih dimenzija Univerzuma (nasuprot čijem postojanju ovog trenutka do sada nisu izneseni uvjerljivi argumenti).

6. Fabrike crnih rupa na Zemlji?

Dakle, otkrili smo da su akceleratori čestica u principu sposobni proizvesti mikroskopske crne rupe. Pitanje: koju vrstu energije treba da razviju da bi dobili barem jedan takav događaj mjesečno? Donedavno se vjerovalo da je ta energija izuzetno visoka, reda veličine 10 16 teraelektronvolti (za poređenje: LHC ne može proizvesti više od 15 TeV). Međutim, ako se pokaže da na malim skalama (manjim od 1 mm) naš prostor-vrijeme ima više od četiri dimenzije, prag potrebne energije se značajno smanjuje i može se dostići već na LHC-u. Razlog je taj što će se gravitaciona sila povećati kada navodne dodatne prostorne dimenzije koje se ne posmatraju u normalnim uslovima dođu u igru. Dakle, ako je uobičajena sila gravitacionog privlačenja između masivnih tijela u četverodimenzionalnom prostor-vremenu obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih, tada se u prisustvu n dodatnih kompaktnih dimenzija modificira u Fgrav ~ 1/r (2 + n) na r ? r n , gdje je r n maksimalna veličina ovih mjerenja. Zatim, sa smanjenjem r F, gravitacija raste mnogo brže nego po zakonu inverznog kvadrata, i već na udaljenostima reda 10 (-17 + 32/n) centimetara kompenzuje elektrostatičku silu odbijanja. Ali upravo je ta energija bila uzrok energije visokog praga: da bi se savladale Coulombove sile i približile sudarne čestice potrebnoj udaljenosti r = R s , bilo je potrebno snopu prenijeti veću kinetičku energiju. čestice. U slučaju postojanja dodatnih dimenzija, ubrzani rast Fgrav štedi značajan dio potrebne energije.

Sve navedeno ni na koji način ne znači da će se mini-rupe dobiti već na LHC objektima – to će se dogoditi samo uz najpovoljniju verziju teorije koju priroda „odabere“. Usput, ne treba preuveličavati njihovu opasnost ako se dobije - prema zakonima fizike, brzo će ispariti. U suprotnom, Sunčev sistem bi odavno prestao da postoji: milijardama godina planete bombarduju kosmičke čestice sa energijama koje su mnogo reda veličine veće od onih koje postižu zemaljski akceleratori.

7. Crne rupe i kosmološka struktura Univerzuma

Teorija struna i većina dinamičkih modela Univerzuma predviđaju postojanje posebne vrste fundamentalne interakcije - globalnog skalarnog polja (GSF). Na razmerama planete i Sunčevog sistema, njegovi efekti su izuzetno mali i teško ih je detektovati, ali na kosmološkoj skali uticaj GSP-a nemerljivo raste, jer njegov specifični udeo u prosečnoj gustoći energije u Univerzumu može da pređe 72 odsto. ! Na primjer, određuje hoće li se naš svemir zauvijek širiti ili će se na kraju skupiti u tačku. Globalno skalarno polje jedan je od najvjerovatnijih kandidata za ulogu "tamne energije", o kojoj se u posljednje vrijeme toliko piše.

Crne rupe se u vezi s tim pojavljuju na vrlo neočekivan način. Može se pokazati da nužnost njihove koegzistencije sa globalnim skalarnim poljem nameće međusobna ograničenja na svojstva crnih rupa. Konkretno, prisustvo crnih rupa nameće ograničenje gornje granice efektivne kosmološke konstante (GSP parametar odgovoran za širenje Univerzuma), dok GSP ograničava donju granicu njihovih masa (a samim tim i entropiju i recipročnu temperatura T -1) na neku pozitivnu vrijednost. Drugim riječima, crne rupe, kao "lokalne" i, po standardima Univerzuma, sićušni objekti, ipak, samom činjenicom svog postojanja utiču na njegovu dinamiku i druge globalne karakteristike indirektno, preko globalnog skalarnog polja.

Epilog

Ajnštajn je jednom rekao da se ljudski um, jednom "proširen" briljantnom idejom, nikada ne može vratiti u prvobitno stanje. Zvučaće pomalo paradoksalno, ali proučavanje ekstremno komprimovanog stanja materije bilo je, jeste i biće još dugo jedan od glavnih načina i podsticaja za širenje granica ljudske inteligencije i razumevanje fundamentalnih zakona univerzuma.

DETALJI ZA ZNATIŽLJIVE

Koncept entropije

Prema jednoj legendi, kada se Claude Shannon, gigant misli i otac teorije informacija, pitao kako da nazove svoj novoizmišljeni koncept, pitao je drugog diva, Johna von Neumanna, za savjet. Odgovor je bio: "Nazovite to entropijom - tada ćete dobiti solidnu prednost u diskusijama - jer niko ne zna šta je entropija u principu." Tako je rođen koncept Šenonove entropije, koji se danas široko koristi u teoriji informacija.

Pa, nivoi neznanja mogu biti različiti – od potpunog neznanja do dubokog razumijevanja složenosti problema. Pokušajmo malo poboljšati naš nivo nepoznavanja entropije.

Statistička entropija, koju je uveo Ludwig Boltzmann 1877. godine, je, grubo govoreći, mjera za broj mogućih stanja sistema. Pretpostavimo da imamo dva sistema koja se sastoje od kutija i jedne lopte u svakoj od njih. Prvi sistem "kutije plus lopta" ima samo 1 kutiju, drugi - 100 kutija. Pitanje - u kojoj kutiji se nalazi lopta u svakom sistemu? Jasno je da u prvom sistemu može biti samo u jednoj kutiji. Sjećate se formule "Entropija je logaritam broja mogućih stanja"? Tada je entropija prvog sistema jednaka log1, odnosno nuli, što odražava činjenicu potpune sigurnosti (usput rečeno, to je jedan od razloga zašto je logaritam korišten u definiciji entropije). Što se tiče drugog sistema, ovdje imamo neizvjesnost: lopta može biti u bilo kojem od 100 kutija. U ovom slučaju, entropija je jednaka log100, odnosno nije jednaka nuli. Jasno je da što je više kutija u sistemu, to je veća njegova entropija. Stoga se često govori o entropiji kao mjeri neizvjesnosti, jer se naše šanse da „popravimo“ loptu u određenoj kutiji smanjuju kako se njihov broj povećava.

Imajte na umu da nas ovo pitanje ne zanima fizička svojstva nema kutija, nema lopte (boja, oblik, masa, itd.), odnosno entropija je koncept relacionog tipa *, univerzalan u svojoj suštini i ponekad (ali ne uvijek) obdaren specifičnim fizičkim značenjem. Mogli bismo zamijeniti kuglice elektronima i kutije sa slobodnim mjestima u čvrstom stanju (ili čak nekim apstraktnim kategorijama, kao što je, na primjer, u teoriji informacija), a koncept entropije bi i dalje bio primjenjiv i koristan.

Termodinamička entropija, koju je 1865. predložio Rudolf Clausius i, kao što znamo iz škole, datu formulom dS = dQ / T, gdje je dQ dovod topline elementu materije, T je temperatura na kojoj se nalazi, je poseban slučaj statističke entropije, koji važi, na primer, za toplotne mašine. Ranije se smatralo da se termodinamička entropija ne može primijeniti na crne rupe, ali Bekenstein i Hawking su pokazali da to nije slučaj, s obzirom na pravilnu definiciju pojmova T i S (vidi Poglavlje 2).

"Paradoksi" crnih rupa

Na internetu sam pronašao zanimljivu izjavu. Njegov autor, Andrej, skrenuo je pažnju na nekoliko paradoksalnih, po njegovom mišljenju, aspekata fizike crne rupe: „U svim knjigama o crnim rupama […] kaže se da je vreme da neko (nešto) padne u crnu rupu beskonačno u referentnom okviru, povezanom sa udaljenim posmatračem.A vrijeme isparavanja crne rupe u istom referentnom okviru je konačno, odnosno onaj koji će tamo pasti neće imati vremena da to učini, jer crna rupa je već ispario. […] Ako tijela padaju u crnu rupu na beskonačno vrijeme, tada će se tijelo blisko crnoj rupi također skupljati u crnu rupu beskonačno vrijeme, odnosno sve crne rupe […] nalaze se samo u budućnosti u odnosu na udaljenog posmatrača i njihov kolaps (kompresija) će se završiti tek nakon što prođe beskonačno mnogo vremena […] Iz ove izjave proizilazi da nema informacijskog paradoksa – informacija će se jednostavno izgubiti nakon beskonačno dugo vremena, ali to ne bi trebalo da nas brine, jer je to u osnovi nemoguće čekati...”.

Ovo je savršena ilustracija glavne dileme naučnopopularne literature – u pokušaju da pojednostave prezentaciju, autori knjiga su primorani da žrtvuju nivo matematičke strogosti. Stoga je fraza na kojoj Andrey zasniva svoje zaključke, „vrijeme da neko (nešto) padne u crnu rupu beskonačno u referentnom okviru povezanom s udaljenim posmatračem“, općenito govoreći netočna.

Zapravo, fizički ispravna formulacija izgleda ovako: "vrijeme da neko (nešto) padne u statičnu crnu rupu je beskonačno u referentnom okviru povezanom s udaljenim statičnim posmatračem." Drugim riječima, njegova primjenjivost je ograničena na idealizirani slučaj kada se karakteristike rupe ne mijenjaju u vremenu (tj., svakako ne kada raste ili isparava), a za svako padajuće tijelo se pretpostavlja da je probno tijelo, dovoljno malo da zanemarite promjene u rupi uzrokovane njenim padom.

U istim fizičkim situacijama o kojima Andrey govori, i sama rupa i prostor-vrijeme u njenoj blizini ne mogu se smatrati statičnim. Kao rezultat toga, statični (u odnosu na rupu) posmatrači jednostavno ne postoje kao takvi. Svi posmatrači se kreću i svi su jednaki, a "vrijeme pada nekoga (nečega) u crnu rupu", mjereno njihovim satovima, ili je konačno u njihovim referentnim okvirima, ili nije definirano (npr. posmatrač je izvan svetlosnog stošca koji pada na rupu u telu).

Evo kratkog odgovora. Da biste razumjeli takve stvari na dubljem nivou, potreban vam je ozbiljan matematički aparat (izložen, na primjer, u knjizi Hawkinga i Ellisa): Carter-Penrose dijagrami, konformna preslikavanja, topologija mnogostrukosti i još mnogo toga.

Sistemi jedinica

U sistemima jedinica fizičkih mjerenja neke od jedinica uzimaju se kao glavne, a sve ostale postaju njihovi derivati. Tako, na primjer, u SI, osnovne jedinice mehanike su metar, kilogram i sekunda. Jedinica sile, njutn, ima dimenziju kg. . m/s 2 - njihov derivat. Veličina osnovnih jedinica se bira proizvoljno; njihov izbor određuje veličinu koeficijenata u jednačinama.

U mnogim oblastima fizike pogodnije je koristiti takozvane prirodne sisteme jedinica. U njima se kao osnovne jedinice uzimaju fundamentalne konstante - brzina svjetlosti u vakuumu c, gravitaciona konstanta G, Plankova konstanta ć, Boltzmanova konstanta k i druge.

U prirodnom Plankovom sistemu jedinica, uobičajeno je da se smatra c = ć = G = k = 1. Sistem je nazvan po njemačkom fizičaru Maxu Plancku, koji ga je predložio 1899. godine. Koristi se u kosmologiji i posebno je pogodan za opisivanje procesa u kojima se istovremeno opažaju i kvantni i gravitacijski efekti, na primjer, u teoriji crnih rupa i teoriji ranog svemira.

svjetlosni konus

Kada se tijelo kreće u prostoru iz tačke s koordinatama (x = 0, y = 0) sa konstantnom brzinom v, dijagram njegove koordinate u odnosu na vrijeme (svjetska linija) izgleda kao prava linija definirana jednadžbom x = vt. Budući da brzina tijela ne može biti veća od brzine svjetlosti, ova linija se nalazi ne više od linije x = ct (budućnost) i ne niže od linije x = _ ct (prošlost). Kada se tijelo kreće u ravni (x, y) brzinom v, njegova svjetska linija će biti zapisana kao x 2 + y 2 = (vt) 2, a ovo je jednačina konusa. Stoga kažu da se tijelo nalazi unutar svjetlosnog konusa, odnosno svjetlosne hiperpovršine. * Inače, zato se postavlja pitanje "Pa gde je entropija - u kugli ili u kutijama?" besmisleno.

« Naučna fantastika može biti korisna – stimuliše maštu i ublažava strah od budućnosti. ali naučne činjenice može biti mnogo nevjerovatnije. Naučna fantastika nije čak ni zamislila stvari poput crnih rupa.»
Stephen Hawking

U dubinama svemira za čovjeka se kriju bezbrojne misterije i misterije. Jedna od njih su crne rupe - objekti koje ni najveći umovi čovječanstva ne mogu razumjeti. Stotine astrofizičara pokušavaju otkriti prirodu crnih rupa, ali u ovoj fazi nismo ni dokazali njihovo postojanje u praksi.

Filmski reditelji im posvećuju svoje filmove, a među običnim ljudima crne rupe su postale toliko kultni fenomen da se poistovjećuju sa smakom svijeta i neminovnom smrću. Boje ih se i mrze, ali su u isto vrijeme idolizirani i klanjaju se nepoznatom, kojim su opterećeni ovi čudni fragmenti Univerzuma. Slažem se, da te proguta crna rupa je takva vrsta romantike. Uz njihovu pomoć, to je moguće, a mogu nam postati i vodiči.

Žuta štampa često spekuliše o popularnosti crnih rupa. Pronalaženje naslova u novinama vezanih za smak svijeta na planeti zbog još jednog sudara sa supermasivnom crnom rupom nije problem. Mnogo gore je što nepismeni dio stanovništva sve shvaća ozbiljno i diže pravu paniku. Da bismo unijeli malo jasnoće, krenut ćemo na putovanje do porijekla otkrića crnih rupa i pokušati razumjeti šta je to i kako se s tim povezati.

nevidljive zvezde

Dogodilo se da moderni fizičari opisuju strukturu našeg univerzuma uz pomoć teorije relativnosti, koju je Ajnštajn pažljivo dao čovečanstvu početkom 20. veka. Sve su tajanstvenije crne rupe, na čijem horizontu događaja prestaju da funkcionišu svi nama poznati zakoni fizike, uključujući i Ajnštajnovu teoriju. Zar nije divno? Osim toga, pretpostavka o postojanju crnih rupa izražena je mnogo prije rođenja samog Ajnštajna.

Godine 1783. došlo je do značajnog porasta naučne aktivnosti u Engleskoj. U to vrijeme nauka je išla rame uz rame s religijom, dobro su se slagali, a naučnici se više nisu smatrali jereticima. Štaviše, sveštenici su se bavili naučnim istraživanjem. Jedan od tih Božjih slugu bio je engleski pastor John Michell, koji je sebi postavljao ne samo životna pitanja, već i sasvim naučne zadatke. Michell je bio vrlo zvani naučnik: u početku je bio nastavnik matematike i antičke lingvistike na jednom od koledža, a nakon toga je primljen u Kraljevsko društvo u Londonu zbog brojnih otkrića.

John Michell se bavio seizmologijom, ali je u slobodno vrijeme volio razmišljati o vječnom i kosmosu. Tako je došao na ideju da negdje u dubinama Univerzuma mogu postojati supermasivna tijela s toliko snažnom gravitacijom da je za savladavanje gravitacijske sile takvog tijela potrebno kretati se brzinom jednakom ili veća od brzine svetlosti. Ako takvu teoriju prihvatimo kao istinitu, onda čak ni svjetlost neće moći razviti drugu kosmičku brzinu (brzinu potrebnu da se savlada gravitacijsko privlačenje tijela koje odlazi), pa će takvo tijelo ostati nevidljivo golim okom.

Michell je svoju novu teoriju nazvao "tamnim zvijezdama", a istovremeno je pokušao izračunati masu takvih objekata. On je svoje mišljenje o ovom pitanju izrazio u otvorenom pismu Kraljevskom društvu u Londonu. Nažalost, u to vrijeme takva istraživanja nisu bila od posebne vrijednosti za nauku, pa je Michellovo pismo poslano u arhiv. Samo dvije stotine godina kasnije, u drugoj polovini 20. vijeka, pronađen je među hiljadama drugih zapisa pažljivo pohranjenih u antičkoj biblioteci.

Prvi naučni dokazi za postojanje crnih rupa

Nakon objavljivanja Ajnštajnove Opšte teorije relativnosti, matematičari i fizičari su ozbiljno pristupili rešavanju jednačina koje je predstavio nemački naučnik, a koje su trebale da nam govore mnogo o strukturi Univerzuma. Njemački astronom, fizičar Karl Schwarzschild odlučio je da učini isto 1916. godine.

Naučnik je, koristeći svoje proračune, došao do zaključka da je postojanje crnih rupa moguće. On je takođe bio prvi koji je opisao ono što je kasnije nazvano romantičnom frazom "horizont događaja" - zamišljena granica prostor-vremena u crnoj rupi, nakon prelaska koje dolazi do tačke bez povratka. Ništa ne pobjegne s horizonta događaja, čak ni svjetlost. Izvan horizonta događaja se javlja takozvana „singularnost“, u kojoj prestaju da funkcionišu zakoni fizike koji su nam poznati.

Nastavljajući da razvija svoju teoriju i rješava jednadžbe, Schwarzschild je otkrio nove tajne crnih rupa za sebe i svijet. Dakle, uspio je izračunati, isključivo na papiru, udaljenost od centra crne rupe, gdje je koncentrisana njena masa, do horizonta događaja. Schwarzschild je ovu udaljenost nazvao gravitacijskim radijusom.

Uprkos činjenici da su Schwarzschildova rješenja matematički bila izuzetno ispravna i da se nisu mogla opovrgnuti, naučna zajednica s početka 20. stoljeća nije mogla odmah prihvatiti tako šokantno otkriće, a postojanje crnih rupa je otpisano kao fantazija, koja tu i tamo manifestovao se u teoriji relativnosti. Sljedećih petnaest godina proučavanje prostora za prisustvo crnih rupa bilo je sporo, a bavilo se samo nekoliko pristalica teorije njemačkog fizičara.

Zvijezde koje rađaju tamu

Nakon što su Ajnštajnove jednačine rastavljene, došlo je vreme da se izvučeni zaključci iskoristi za razumevanje strukture Univerzuma. Konkretno, u teoriji evolucije zvijezda. Nije tajna da ništa u našem svijetu ne traje vječno. Čak i zvijezde imaju svoj ciklus života, iako duži od čovjeka.

Jedan od prvih naučnika koji se ozbiljno zainteresovao za evoluciju zvezda bio je mladi astrofizičar Subramanyan Chandrasekhar, rodom iz Indije. 1930. je pušten naučni rad koji opisuje navodne unutrašnja struktura zvijezde i njihov životni ciklus.

Već početkom 20. vijeka naučnici su nagađali o takvom fenomenu kao što je gravitacijsko skupljanje (gravitacijski kolaps). U određenom trenutku svog života, zvezda počinje da se skuplja ogromnom brzinom pod uticajem gravitacionih sila. Po pravilu, to se dešava u trenutku smrti zvezde, međutim, sa gravitacionim kolapsom, postoji nekoliko načina za dalje postojanje usijane lopte.

Chandrasekharov supervizor, Ralph Fowler, ugledni teoretski fizičar svog vremena, sugerirao je da se tokom gravitacionog kolapsa svaka zvijezda pretvara u manju i topliju - bijelog patuljka. Ali ispostavilo se da je učenik "razbio" teoriju nastavnika, koju je dijelila većina fizičara početkom prošlog vijeka. Prema radu mladog hinduista, smrt zvijezde ovisi o njenoj početnoj masi. Na primjer, samo one zvijezde čija masa ne prelazi 1,44 puta masu Sunca mogu postati bijeli patuljci. Ovaj broj je nazvan Chandrasekhar limit. Ako je masa zvijezde premašila ovu granicu, onda ona umire na potpuno drugačiji način. Pod određenim uslovima, takva zvijezda u trenutku smrti može se ponovno roditi u novu, neutronsku zvijezdu - još jednu misteriju modernog Univerzuma. Teorija relativnosti nam, s druge strane, govori još jednu opciju - kompresiju zvijezde na ultra-male vrijednosti, i tu počinje ono najzanimljivije.

Godine 1932. u jednom od naučni časopisi pojavljuje se članak u kojem je sjajni fizičar iz SSSR-a Lev Landau sugerirao da se tokom kolapsa supermasivna zvijezda sabije u tačku beskonačno malog polumjera i beskonačne mase. Unatoč činjenici da je takav događaj vrlo teško zamisliti iz ugla nepripremljene osobe, Landau nije bio daleko od istine. Fizičar je takođe sugerisao da bi, prema teoriji relativnosti, gravitacija u takvoj tački bila toliko velika da bi počela da iskrivljuje prostor-vreme.

Astrofizičarima se svidjela Landauova teorija i nastavili su je razvijati. Godine 1939. u Americi, zahvaljujući naporima dvojice fizičara - Roberta Openheimera i Hartlanda Sneijdera - pojavila se teorija koja detaljno opisuje supermasivnu zvijezdu u trenutku kolapsa. Kao rezultat takvog događaja, trebala se pojaviti prava crna rupa. Uprkos uvjerljivosti argumenata, naučnici su i dalje poricali mogućnost postojanja takvih tijela, kao i transformacije zvijezda u njih. Čak se i Einstein ogradio od ove ideje, smatrajući da zvijezda nije sposobna za takve fenomenalne transformacije. Drugi fizičari nisu bili škrti u izjavama, nazivajući mogućnost ovakvih događaja smiješnom.
Međutim, nauka uvek dođe do istine, samo treba malo sačekati. I tako se dogodilo.

Najsjajniji objekti u svemiru

Naš svijet je skup paradoksa. Ponekad u njemu koegzistiraju stvari, čiji suživot prkosi svakoj logici. Na primjer, pojam "crna rupa" kod normalne osobe ne bi se povezivao sa izrazom "nevjerovatno svijetla", ali otkriće ranih 60-ih godina prošlog stoljeća omogućilo je naučnicima da ovu izjavu smatraju netačnom.

Astrofizičari su uz pomoć teleskopa uspjeli otkriti dosad nepoznate objekte na zvjezdanom nebu, koji su se ponašali prilično čudno uprkos činjenici da su izgledali kao obične zvijezde. Proučavajući ove čudne svjetiljke, američki naučnik Martin Schmidt skrenuo je pažnju na njihovu spektrografiju, čiji su podaci pokazali različite rezultate od skeniranja drugih zvijezda. Jednostavno, ove zvijezde nisu bile poput ostalih na koje smo navikli.

Odjednom je Šmitu sinulo i on je skrenuo pažnju na pomak spektra u crvenom opsegu. Ispostavilo se da su ti objekti mnogo dalje od nas od zvijezda koje smo navikli vidjeti na nebu. Na primer, objekat koji je Šmit primetio nalazio se na dve i po milijarde svetlosnih godina od naše planete, ali je sijao sjajno poput zvezde udaljene oko sto svetlosnih godina. Ispostavilo se da je svjetlost jednog takvog objekta uporediva sa sjajem cijele galaksije. Ovo otkriće je bilo pravi proboj u astrofizici. Naučnik je ove objekte nazvao "kvazizvjezdani" ili jednostavno "kvazar".

Martin Schmidt je nastavio proučavati nove objekte i otkrio da takav sjajan sjaj može biti uzrokovan samo jednim razlogom - akrecijom. Akrecija je proces apsorpcije okolne materije od strane supermasivnog tijela uz pomoć gravitacije. Naučnik je došao do zaključka da se u centru kvazara nalazi ogromna crna rupa, koja nevjerovatnom snagom uvlači u sebe materiju koja je okružuje u svemiru. U procesu apsorpcije materije od strane rupe, čestice se ubrzavaju do ogromnih brzina i počinju svijetliti. Neobična svjetleća kupola oko crne rupe naziva se akrecijski disk. Njegova vizualizacija dobro je prikazana u filmu Christophera Nolana "Interstellar", koji je potaknuo mnoga pitanja "kako crna rupa može svijetliti?".

Do danas su naučnici pronašli hiljade kvazara na zvezdanom nebu. Ovi čudni, nevjerovatno svijetli objekti nazivaju se svjetionicima svemira. Oni nam omogućavaju da malo bolje zamislimo strukturu kosmosa i približimo se trenutku od kojeg je sve počelo.

Uprkos činjenici da astrofizičari već dugi niz godina pribavljaju indirektne dokaze o postojanju supermasivnih nevidljivih objekata u svemiru, termin "crna rupa" nije postojao sve do 1967. godine. Kako bi izbjegao komplicirana imena, američki fizičar John Archibald Wheeler predložio je da se takvi objekti nazovu "crnim rupama". Zašto ne? Donekle su crne, jer ih ne vidimo. Osim toga, privlače sve, možete upasti u njih, baš kao u pravu rupu. A izaći iz takvog mjesta prema modernim zakonima fizike jednostavno je nemoguće. Međutim, Stephen Hawking tvrdi da kada putujete kroz crnu rupu, možete ući u drugi Univerzum, drugi svijet, a to je nada.

Strah od beskonačnosti

Zbog prevelike misterije i romantiziranosti crnih rupa, ovi predmeti su među ljudima postali prava horor priča. Tabloidna štampa voli spekulirati o nepismenosti stanovništva, objavljujući nevjerovatne priče o tome kako se ogromna crna rupa kreće prema našoj Zemlji, koja će za nekoliko sati progutati Solarni sistem, ili jednostavno zrači talase toksičnog gasa prema našoj planeti.

Posebno je popularna tema uništenja planete uz pomoć Velikog hadronskog sudarača, koji je izgrađen u Evropi 2006. godine na teritoriji Evropskog vijeća za nuklearna istraživanja (CERN). Talas panike počeo je kao nečija glupa šala, ali je rastao kao gruda snijega. Neko je pokrenuo glasinu da bi se u akceleratoru čestica sudarača mogla stvoriti crna rupa koja bi u potpunosti progutala našu planetu. Naravno, ogorčeni su počeli tražiti zabranu eksperimenata na LHC-u, plašeći se takvog ishoda. Počele su da stižu tužbe Evropskom sudu u kojima se traži zatvaranje sudarača, a naučnici koji su ga stvorili da budu kažnjeni po najvećoj meri zakona.

Zapravo, fizičari ne poriču da se prilikom sudara čestica u Velikom hadronskom sudaraču mogu pojaviti objekti slični crnim rupama, ali njihova veličina je na nivou veličine elementarnih čestica, a takve "rupe" postoje tako kratko vrijeme. da ne možemo ni evidentirati njihovu pojavu.

Jedan od glavnih stručnjaka koji pokušavaju rastjerati val neznanja pred ljudima je Stephen Hawking - poznati teoretski fizičar, koji se, osim toga, smatra pravim "guruom" po pitanju crnih rupa. Hawking je dokazao da crne rupe ne upijaju uvijek svjetlost koja se pojavljuje u akrecijskim diskovima, a dio se raspršuje u svemir. Ovaj fenomen je nazvan Hawkingovo zračenje ili isparavanje crne rupe. Hawking je također uspostavio vezu između veličine crne rupe i brzine njenog "isparavanja" - što je manja, to manje postoji u vremenu. A to znači da svi protivnici Velikog hadronskog sudarača ne bi trebali brinuti: crne rupe u njemu neće moći postojati ni milioniti dio sekunde.

Teorija nije dokazana u praksi

Nažalost, tehnologije čovječanstva u ovoj fazi razvoja ne dozvoljavaju nam da testiramo većinu teorija koje su razvili astrofizičari i drugi naučnici. S jedne strane, postojanje crnih rupa je prilično uvjerljivo dokazano na papiru i izvedeno korištenjem formula u kojima se sve konvergira sa svakom varijablom. S druge strane, u praksi još nismo uspjeli svojim očima vidjeti pravu crnu rupu.

Unatoč svim nesuglasicama, fizičari sugeriraju da u centru svake od galaksija postoji supermasivna crna rupa, koja svojom gravitacijom skuplja zvijezde u jata i tjera vas da u velikom i prijateljskom društvu putujete po svemiru. U našoj galaksiji Mliječni put, prema različitim procjenama, ima od 200 do 400 milijardi zvijezda. Sve ove zvijezde se okreću oko nečega što ima ogromnu masu, oko nečega što ne možemo vidjeti teleskopom. Najvjerovatnije se radi o crnoj rupi. Treba li da se plaši? - Ne, barem ne u narednih nekoliko milijardi godina, ali možemo snimiti još jedan zanimljiv film o njoj.

Crne rupe su oduvek bile jedan od najzanimljivijih objekata za posmatranje naučnika. Biti najviše velikih objekata locirani u Univerzumu, oni su u isto vrijeme nedostupni i nedostupni čovječanstvu u potpunosti. Proći će dosta vremena prije nego što naučimo o procesima koji se dešavaju blizu "tačke bez povratka". Šta je crna rupa u smislu nauke?

Razgovarajmo o činjenicama koje su ipak postale poznate istraživačima kao rezultat dugotrajnog rada.

1. Crne rupe zapravo nisu crne.

Pošto crne rupe zrače elektromagnetnim talasima, one možda ne izgledaju crne, već prilično šarene. I izgleda veoma impresivno.

2. Crne rupe ne usisavaju materiju.

Među običnim smrtnicima postoji stereotip da je crna rupa ogroman usisivač koji uvlači okolni prostor u sebe. Nemojmo biti budale i pokušajmo shvatiti šta je to zapravo.

Uopšteno govoreći, (bez upuštanja u kompleksnost kvantne fizike i astronomskih istraživanja) crna rupa se može predstaviti kao kosmički objekat sa jako precijenjenim gravitacijskim poljem. Na primjer, da postoji crna rupa iste veličine na mjestu Sunca, onda... ništa se ne bi dogodilo, a naša planeta bi nastavila da rotira u istoj orbiti. Crne rupe "upijaju" samo dijelove materije zvijezda u obliku zvjezdanog vjetra svojstvenog svakoj zvijezdi.

3. Crne rupe mogu proizvesti nove svemire

Naravno, ova činjenica zvuči kao nešto iz naučne fantastike, pogotovo jer nema dokaza za postojanje drugih univerzuma. Ipak, naučnici pomno proučavaju takve teorije.

Ako pričam običan jezik, onda kada bi se barem jedna fizička konstanta u našem svijetu promijenila za malu količinu, izgubili bismo mogućnost postojanja. Singularnost crnih rupa poništava uobičajene zakone fizike i može (barem u teoriji) dovesti do novog svemira koji se na ovaj ili onaj način razlikuje od našeg.

4. Crne rupe vremenom isparavaju

Kao što je ranije spomenuto, crne rupe apsorbiraju zvjezdani vjetar. Osim toga, oni polako ali sigurno isparavaju, odnosno prepuštaju svoju masu okolnom prostoru, a zatim potpuno nestaju. Ovaj fenomen je otkriven 1974. godine i nazvan je Hawkingovo zračenje, u čast Stephena Hawkinga, koji je ovo otkriće donio svijetu.

5. Odgovor na pitanje "šta je crna rupa" predvidio je Karl Schwarzschild

Kao što znate, autor teorije relativnosti povezan je sa - Albertom Ajnštajnom. Ali naučnik nije posvetio dužnu pažnju proučavanju nebeskih tijela, iako je njegova teorija mogla i štoviše predvidjeti postojanje crnih rupa. Tako je Karl Schwarzschild postao prvi naučnik koji je primijenio opću teoriju relativnosti kako bi opravdao postojanje "tačke bez povratka".

Zanimljivo je da se to dogodilo 1915. godine, neposredno nakon što je Ajnštajn objavio svoju opštu teoriju relativnosti. Tada se pojavio izraz "Schwarzschild radijus" - grubo govoreći, to je količina sile kojom je potrebno sabiti predmet tako da se pretvori u crnu rupu. Međutim, to nije lak zadatak. Hajde da vidimo zašto.

Činjenica je da u teoriji svako tijelo može postati crna rupa, ali pod utjecajem određenog stepena kompresije na nju. Na primjer, plod kikirikija mogao bi postati crna rupa kada bi imao masu planete Zemlje...

Zanimljiva činjenica: Crne rupe su jedina kosmička tijela te vrste koja imaju sposobnost da privlače svjetlost gravitacijom.

6. Crne rupe iskrivljuju prostor oko sebe.

Zamislite cijeli prostor svemira u obliku vinilne ploče. Ako na njega stavite vrući predmet, promijenit će svoj oblik. Ista stvar se dešava i sa crnim rupama. Njihova konačna masa privlači sve, uključujući i zrake svjetlosti, zbog čega se prostor oko njih zakrivljuje.

7. Crne rupe ograničavaju broj zvijezda u svemiru

.... Uostalom, ako su upaljene zvijezde -

Da li to znači da nekome treba?

V.V. Majakovski

Obično potpuno formirane zvijezde su oblak ohlađenih plinova. Zračenje crnih rupa ne dozvoljava da se oblaci gasa ohlade, pa samim tim sprečava nastanak zvezda.

8. Crne rupe su najnaprednije elektrane.

Crne rupe proizvode više energije od Sunca i drugih zvijezda. Razlog tome je stvar oko toga. Kada materija velikom brzinom pređe horizont događaja, zagreva se u orbiti crne rupe do izuzetno visoke temperature. Ovaj fenomen se naziva zračenje crnog tijela.

Zanimljiva činjenica: U procesu nuklearne fuzije 0,7% materije postaje energija. U blizini crne rupe, 10% materije se pretvara u energiju!

9. Šta se dešava ako upadnete u crnu rupu?

Crne rupe "razvlače" tijela koja se nalaze pored njih. Kao rezultat ovog procesa, objekti počinju ličiti na špagete (postoji čak i poseban izraz - "špageti" =).

Iako ova činjenica može izgledati komično, ona ima svoje objašnjenje. To je zbog fizičkog principa sile privlačenja. Uzmimo za primjer ljudsko tijelo. Dok smo na tlu, naše noge su bliže centru Zemlje nego glava, pa ih jače privlače. Na površini crne rupe, noge se mnogo brže privlače u centar crne rupe, pa stoga gornji dio tijela jednostavno ne može pratiti njih. Zaključak: špagetifikacija!

10. Teoretski, bilo koji predmet može postati crna rupa

Čak i sunce. Jedina stvar koja ne dozvoljava suncu da se pretvori u potpuno crno tijelo je sila gravitacije. U središtu crne rupe mnogo je puta jača nego u centru Sunca. U ovom slučaju, kada bi se naša svjetiljka komprimirala na četiri kilometra u prečniku, mogla bi postati crna rupa (zbog velike mase).

Ali to je u teoriji. U praksi je poznato da se crne rupe pojavljuju samo kao rezultat kolapsa super velikih zvijezda, koje premašuju masu Sunca za 25-30 puta.

11. Crne rupe usporavaju vrijeme u njihovoj blizini.

Osnovna teza ove činjenice je da kako se približavamo horizontu događaja, vrijeme se usporava. Ovaj fenomen se može ilustrovati korištenjem "paradoksa blizanaca", koji se često koristi za objašnjenje odredbi teorije relativnosti.

Glavna ideja je da jedan od braće blizanaca odleti u svemir, dok drugi ostane na Zemlji. Vraćajući se kući, blizanac otkriva da je njegov brat ostario više od njega, jer kada se kreće brzinom bliskom brzini svjetlosti, vrijeme počinje da teče sporije.

Crna rupa nastaje kao rezultat kolapsa supermasivne zvijezde, čije jezgro ostaje bez "goriva" za nuklearnu reakciju. Kako kontrakcija napreduje, temperatura jezgra raste, a fotoni sa energijom većom od 511 keV, sudarajući se, formiraju parove elektron-pozitron, što dovodi do katastrofalnog pada pritiska i daljeg kolapsa zvezde pod uticajem njenog vlastitu gravitaciju.

Astrofizičar Ethan Siegel objavio je članak "Najveća crna rupa u poznatom svemiru" u kojem je prikupio informacije o masi crnih rupa u različitim galaksijama. Pitam se samo: gdje je najmasovniji od njih?

Budući da se najgušća jata zvijezda nalaze u centru galaksija, sada gotovo svaka galaksija ima masivnu crnu rupu u centru, nastalu nakon spajanja mnogih drugih. Na primjer, u centru Mliječnog puta nalazi se crna rupa čija je masa oko 0,1% naše galaksije, odnosno 4 miliona puta veća od mase Sunca.

Vrlo je lako utvrditi prisustvo crne rupe proučavanjem putanje kretanja zvijezda, na koje utječe gravitacija nevidljivog tijela.

Ali Mliječni put je relativno mala galaksija koja ne može imati najveću crnu rupu. Na primjer, nedaleko od nas u jatu Djevica nalazi se džinovska galaksija Messier 87 - ona je oko 200 puta veća od naše.

Dakle, tok materije dug oko 5000 svjetlosnih godina izbija iz centra ove galaksije (na slici). To je luda anomalija, piše Ethan Siegel, ali izgleda jako lijepo.

Naučnici smatraju da jedino objašnjenje za takvu "erupciju" iz centra galaksije može biti crna rupa. Proračun pokazuje da je masa ove crne rupe oko 1500 puta veća od mase crne rupe u Mliječnom putu, odnosno otprilike 6,6 milijardi solarnih masa.

Ali gdje je najveća crna rupa u svemiru? Ako pođemo od proračuna da u centru gotovo svake galaksije postoji takav objekt s masom od 0,1% mase galaksije, onda moramo pronaći najmasovniju galaksiju. Na ovo pitanje mogu odgovoriti i naučnici.

Najmasivnija nam poznata galaksija je IC 1101 u centru jata Abell 2029, koje je 20 puta dalje od Mliječnog puta od jata Djevice.

U IC 1101, udaljenost od centra do najudaljenije ivice je oko 2 miliona svjetlosnih godina. Njegova veličina je dvostruko veća od udaljenosti od Mliječnog puta do naše najbliže galaksije, Andromede. Masa je skoro jednaka masi cijelog klastera Djevice!

Ako postoji crna rupa u centru IC 1101 (a trebala bi biti), onda bi to mogla biti najmasivnija u poznatom svemiru.

Ethan Siegel kaže da bi mogao pogriješiti. Razlog je u jedinstvenoj galaksiji NGC 1277. Ovo nije previše velika galaksija nešto manji od našeg. Ali analiza njene rotacije pokazala je nevjerovatan rezultat: crna rupa u centru ima 17 milijardi solarnih masa, a to je već 17% ukupne mase galaksije. Ovo je rekord za omjer mase crne rupe i mase galaksije.

Postoji još jedan kandidat za najveću crnu rupu u poznatom svemiru. To je prikazano na sljedećoj fotografiji.

Čudan predmet OJ 287 naziva se blazar. Blazari su posebna klasa ekstragalaktičkih objekata, vrsta kvazara. Odlikuje ih vrlo snažno zračenje, koje se u OJ 287 mijenja ciklusom od 11-12 godina (sa dvostrukim vrhom).

Prema astrofizičarima, OJ 287 uključuje supermasivnu centralnu crnu rupu koja kruži oko druge manje crne rupe. Sa 18 milijardi solarnih masa, centralna crna rupa je najveća poznata do sada.

Ovaj par crnih rupa bit će jedan od najboljih eksperimenata za testiranje opće teorije relativnosti, odnosno deformacije prostor-vremena, opisane u općoj teoriji relativnosti.

Zbog relativističkih efekata, perihel crne rupe, odnosno tačka orbite koja je najbliža centralnoj crnoj rupi, mora se pomicati za 39° po obrtaju! Poređenja radi, Merkurov perihel se pomerio za samo 43 lučne sekunde po veku.



CRNA RUPA
područje u svemiru koje je rezultat potpunog gravitacionog kolapsa materije, u kojem je gravitaciono privlačenje toliko snažno da ga ni materija, ni svjetlost, ni drugi nosioci informacija ne mogu napustiti. Stoga, unutrašnjost crne rupe nije uzročno povezana s ostatkom svemira; fizički procesi koji se dešavaju unutar crne rupe ne mogu uticati na procese izvan nje. Crna rupa je okružena površinom sa svojstvom jednosmjerne membrane: materija i zračenje slobodno padaju kroz nju u crnu rupu, ali iz nje ništa ne može pobjeći. Ova površina se zove "horizont događaja". Budući da za sada postoje samo indirektne indicije o postojanju crnih rupa na udaljenostima hiljadama svjetlosnih godina od Zemlje, naše dalje izlaganje zasniva se uglavnom na teorijskim rezultatima. Crne rupe, predviđene općom teorijom relativnosti (teorija gravitacije koju je predložio Ajnštajn 1915.) i druge modernije teorije gravitacije, matematički su potkrijepili R. Oppenheimer i H. Snyder 1939. Ali svojstva prostora i vremena u blizini ovih objekata pokazalo se toliko neobično, da ih astronomi i fizičari nisu shvaćali ozbiljno 25 godina. Međutim, astronomska otkrića sredinom 1960-ih natjerala su nas da na crne rupe gledamo kao na moguću fizičku stvarnost. Njihovo otkriće i proučavanje može fundamentalno promijeniti naše razumijevanje prostora i vremena.
Formiranje crnih rupa. Dok se termonuklearne reakcije odvijaju u unutrašnjosti zvijezde, one održavaju visoku temperaturu i pritisak, sprječavajući da se zvijezda uruši pod utjecajem vlastite gravitacije. Međutim, s vremenom se nuklearno gorivo iscrpljuje, a zvijezda počinje da se smanjuje. Proračuni pokazuju da ako masa zvijezde ne prelazi tri solarne mase, tada će pobijediti u "bitci s gravitacijom": njen gravitacijski kolaps će biti zaustavljen pritiskom "degenerirane" materije, a zvijezda će se zauvijek pretvoriti u bijelog patuljka. ili neutronska zvijezda. Ali ako je masa zvijezde veća od tri solarna, onda ništa ne može zaustaviti njen katastrofalni kolaps i ona će brzo otići ispod horizonta događaja, postajući crna rupa. Za sferičnu crnu rupu mase M, horizont događaja formira sferu sa ekvatorskim obimom 2p puta većim od "gravitacionog radijusa" crne rupe RG = 2GM/c2, gdje je c brzina svjetlosti, a G gravitaciona konstanta. Crna rupa sa masom od 3 solarne mase ima gravitacioni radijus od 8,8 km.

Ako astronom promatra zvijezdu u trenutku njene transformacije u crnu rupu, tada će u početku vidjeti kako se zvijezda sve brže skuplja, ali kako se njena površina približava gravitacionom radijusu, kompresija će se usporiti dok se potpuno ne zaustavi. Istovremeno, svjetlost koja dolazi od zvijezde će oslabiti i postati crvena dok se potpuno ne ugasi. To je zato što u borbi protiv džinovske sile gravitacije svjetlost gubi energiju i potrebno joj je sve više vremena da stigne do posmatrača. Kada površina zvijezde dostigne gravitacijski radijus, biće potrebno beskonačno vrijeme da svjetlost koja joj izbjegne stigne do posmatrača (i pritom će fotoni potpuno izgubiti svoju energiju). Shodno tome, astronom nikada neće čekati ovaj trenutak, a još manje vidjeti šta se dešava sa zvijezdom ispod horizonta događaja. Ali teoretski, ovaj proces se može proučavati. Proračun idealiziranog sfernog kolapsa pokazuje da za kratko vrijeme zvijezda se skuplja do tačke u kojoj se postižu beskonačno visoke vrijednosti gustine i gravitacije. Takva tačka se naziva "singularitet". Štaviše, opća matematička analiza pokazuje da ako je nastao horizont događaja, onda čak i nesferični kolaps dovodi do singularnosti. Međutim, sve je to tačno samo ako je opća teorija relativnosti primjenjiva na vrlo male prostorne razmjere, u što još nismo sigurni. U mikrosvijetu djeluju kvantni zakoni, a kvantna teorija gravitacije još nije stvorena. Jasno je da kvantni efekti ne mogu spriječiti da se zvijezda uruši u crnu rupu, ali mogu spriječiti pojavu singularnosti. Moderna teorija evolucije zvijezda i naše znanje o zvjezdanoj populaciji Galaksije ukazuju na to da bi među njenih 100 milijardi zvijezda trebalo biti oko 100 miliona crnih rupa koje su nastale tokom kolapsa najmasivnijih zvijezda. Osim toga, crne rupe vrlo velike mase mogu se locirati u jezgri velikih galaksija, uključujući i našu. Kao što je već rečeno, u našoj eri samo masa veća od tri puta veća od Sunčeve može postati crna rupa. Međutim, odmah nakon Velikog praska, iz kojeg je ca. Prije 15 milijardi godina počelo je širenje Univerzuma, mogle su se roditi crne rupe bilo koje mase. Najmanji od njih, zbog kvantnih efekata, trebali su ispariti, gubeći svoju masu u obliku zračenja i tokova čestica. Ali "primordijalne crne rupe" s masom većom od 1015 g mogle bi preživjeti do danas. Svi proračuni kolapsa zvijezde su napravljeni uz pretpostavku blagog odstupanja od sferne simetrije i pokazuju da se horizont događaja uvijek formira. Međutim, uz snažno odstupanje od sferne simetrije, kolaps zvijezde može dovesti do formiranja područja s beskonačno jakom gravitacijom, ali ne okruženog horizontom događaja; naziva se "gola singularnost". To više nije crna rupa u smislu o kojem smo gore govorili. Fizički zakoni u blizini gole singularnosti mogu poprimiti vrlo neočekivani oblik. Trenutno se goli singularitet smatra malo vjerojatnim objektom, dok većina astrofizičara vjeruje u postojanje crnih rupa.
svojstva crnih rupa. Spoljašnjem posmatraču struktura crne rupe izgleda krajnje jednostavno. U procesu kolapsa zvijezde u crnu rupu u malom djeliću sekunde (prema satu udaljenog posmatrača), sve njene vanjske karakteristike povezane s nehomogenošću originalne zvijezde zrače se u obliku gravitacije i elektromagnetnog zračenja. talasi. Rezultirajuća stacionarna crna rupa "zaboravlja" sve informacije o originalnoj zvijezdi, osim tri veličine: ukupne mase, ugaonog momenta (vezanog za rotaciju) i električnog naboja. Proučavanjem crne rupe više nije moguće saznati da li se prvobitna zvijezda sastojala od materije ili antimaterije, da li je imala oblik cigare ili palačinke i tako dalje. U realnim astrofizičkim uslovima, naelektrisana crna rupa će privući čestice suprotnog predznaka iz međuzvjezdanog medija, a njen naboj će brzo postati nula. Preostali stacionarni objekat će biti ili nerotirajuća "Schwarzschildova crna rupa", koju karakteriše samo masa, ili rotirajuća "Kerrova crna rupa", koju karakterišu masa i ugaoni moment. Jedinstvenost navedenih tipova stacionarnih crnih rupa dokazali su u okviru opšte teorije relativnosti W. Israel, B. Carter, S. Hawking i D. Robinson. Prema općoj teoriji relativnosti, prostor i vrijeme su zakrivljeni gravitacijskim poljem masivnih tijela, pri čemu se najveća zakrivljenost javlja u blizini crnih rupa. Kada fizičari govore o vremenskim i prostornim intervalima, misle na brojeve koji se očitavaju sa bilo kojeg fizičkog sata ili ravnala. Na primjer, ulogu sata može igrati molekul s određenom frekvencijom oscilacija, čiji se broj između dva događaja može nazvati "vremenskim intervalom". Zanimljivo je da gravitacija djeluje na sve fizičke sisteme na isti način: svi satovi pokazuju da se vrijeme usporava, a svi vladari pokazuju da se prostor proteže u blizini crne rupe. To znači da crna rupa savija geometriju prostora i vremena oko sebe. Daleko od crne rupe, ova zakrivljenost je mala, ali blizu nje je toliko velika da se zraci svjetlosti mogu kretati oko nje u krug. Daleko od crne rupe, njeno gravitaciono polje je tačno opisano Newtonovom teorijom za telo iste mase, ali blizu nje, gravitacija postaje mnogo jača nego što Njutnova teorija predviđa. Svako tijelo koje padne u crnu rupu bit će rastrgano mnogo prije nego što pređe horizont događaja snažnim gravitacijskim silama plime i oseke koje proizlaze iz razlike u privlačenju na različitim udaljenostima od centra. Crna rupa je uvijek spremna da apsorbira materiju ili zračenje, povećavajući tako svoju masu. Njegova interakcija s vanjskim svijetom određena je jednostavnim Hawkingovim principom: površina horizonta događaja crne rupe se nikada ne smanjuje, ako se ne uzme u obzir kvantna proizvodnja čestica. J. Bekenstein je 1973. sugerirao da se crne rupe pokoravaju istim fizičkim zakonima kao i fizička tijela koja emituju i apsorbuju zračenje (model "crnog tijela"). Pod utjecajem ove ideje, Hawking je 1974. godine pokazao da crne rupe mogu emitovati materiju i zračenje, ali će to biti primjetno samo ako je masa same crne rupe relativno mala. Takve crne rupe mogle bi se roditi odmah nakon Velikog praska, koji je započeo širenje Univerzuma. Mase ovih primarnih crnih rupa ne bi trebale biti veće od 1015 g (poput malog asteroida) i 10-15 m veličine (poput protona ili neutrona). Snažno gravitaciono polje u blizini crne rupe stvara parove čestica-antičestica; jedna od čestica svakog para se apsorbuje u rupu, a druga se emituje napolje. Crna rupa mase 1015 g trebala bi se ponašati kao tijelo s temperaturom od 1011 K. Ideja o "isparavanju" crnih rupa potpuno je u suprotnosti s klasičnom idejom o njima kao o tijelima koja ne mogu zračiti.
Potražite crne rupe. Proračuni u okviru Ajnštajnove opšte teorije relativnosti ukazuju samo na mogućnost postojanja crnih rupa, ali nikako ne dokazuju njihovo prisustvo u stvarnom svetu; otkriće prave crne rupe bilo bi važan korak u razvoju fizike. Potraga za izolovanim crnim rupama u svemiru je beznadežno teška: nećemo moći uočiti mali tamni objekt naspram crnila svemira. Ali postoji nada da se crna rupa otkrije po interakciji sa okolnim astronomskim tijelima, po karakterističnom utjecaju na njih. Supermasivne crne rupe mogu se nalaziti u centrima galaksija i tamo neprestano proždiru zvijezde. Koncentrišući se oko crne rupe, zvezde bi trebalo da formiraju centralne vrhove sjaja u jezgri galaksija; njihova potraga je sada u toku. Druga metoda pretraživanja je mjerenje brzine kretanja zvijezda i plina oko centralnog objekta u galaksiji. Ako je poznata njihova udaljenost od centralnog objekta, onda se može izračunati njegova masa i prosječna gustina. Ako značajno premašuje gustinu moguću za zvjezdana jata, onda se vjeruje da je riječ o crnoj rupi. Na taj način su 1996. godine J. Moran i kolege utvrdili da u centru galaksije NGC 4258 vjerovatno postoji crna rupa sa masom od 40 miliona solarnih masa. Najviše obećava potraga za crnom rupom u binarnim sistemima, gdje se ona, uparena sa normalnom zvijezdom, može okretati oko zajedničkog centra mase. Iz periodičnog Doplerovog pomaka linija u spektru zvijezde može se shvatiti da je ona uparena sa određenim tijelom, pa čak i procijeniti masu potonjeg. Ako ova masa prelazi 3 solarne mase, a nije moguće uočiti zračenje samog tijela, onda je vrlo moguće da se radi o crnoj rupi. U kompaktnom binarnom sistemu, crna rupa može uhvatiti plin sa površine normalne zvijezde. Krećući se u orbiti oko crne rupe, ovaj gas formira disk i, približavajući se crnoj rupi u spirali, postaje veoma vruć i postaje izvor moćnih rendgenskih zraka. Brze fluktuacije ovog zračenja trebale bi ukazati na to da se gas brzo kreće u orbiti malog radijusa oko sićušnog masivnog objekta. Od 1970-ih godina otkriveno je nekoliko izvora rendgenskih zraka u binarnim sistemima sa jasnim znacima prisustva crnih rupa. Najperspektivniji je rendgenski binarni V 404 Cygnus, čija se masa nevidljive komponente procjenjuje na najmanje 6 solarnih masa. Drugi izvanredni kandidati za crne rupe nalaze se u rendgenskim binarnim jedinicama Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Monocerotis, QZ Chanterelles i rendgenskim novima Ophiuchus 1977, Mukha 1981 i Scorpio 1994. Sa izuzetkom LMCX-3, koji se nalazi u Velikom Magelanovom oblaku, svi su oni u našoj Galaksiji na udaljenosti od 8000 ly. godine od Zemlje.
vidi takođe
KOSMOLOGIJA;
GRAVITY ;
GRAVITACIJSKI KOLAPS ;
RELATIVNOST ;
EKSTRAATMOSFERSKA ASTRONOMIJA.
LITERATURA
Cherepashchuk A.M. Mase crnih rupa u binarnim sistemima. uspjesi fizičke nauke, v. 166, str. 809, 1996

Collier Encyclopedia. - Otvoreno društvo. 2000 .

Sinonimi:

Pogledajte šta je "CRNA RUPA" u drugim rječnicima:

CRNA RUPA, lokalizirano područje svemira iz kojeg ne mogu pobjeći ni materija ni zračenje, drugim riječima, prva svemirska brzina premašuje brzinu svjetlosti. Granica ove regije naziva se horizont događaja. Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

Svemir predmet koji je rezultat kompresije tijela gravitacijom. sile do veličina manjih od njegovog gravitacionog radijusa rg=2g/c2 (gde je M masa tela, G gravitaciona konstanta, c je numerička vrednost brzine svetlosti). Predviđanje o postojanju u ... ... Physical Encyclopedia

Postoji, broj sinonima: 2 zvjezdice (503) nepoznato (11) Rječnik sinonima ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Rečnik sinonima