Каппушева Рамазана 14 группа. черные дыры во вселенной история их исследования. - презентация

1 Каппушева Рамазана 14 группа

2 черные дыры во вселенной история их исследования

3 Явления чёрная дыра Чёрная дыра область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий.

4 Образование чёрных дыр Пока в недрах звезды происходят термоядерные реакции, они поддерживают высокую температуру и давление, препятствуя сжатию звезды под действием собственной гравитации. Однако со временем ядерное топливо истощается, и звезда начинает сжиматься. Расчеты показывают, что если масса звезды не превосходит трех масс Солнца, то она выиграет битву с гравитацией: ее гравитационный коллапс будет остановлен давлением вырожденного вещества, и звезда навсегда превратится в белый карлик или нейтронную звезду. Но если масса звезды более трех солнечных, то уже ничто не сможет остановить ее катастрофического коллапса и она быстро уйдет под горизонт событий, став черной дырой.

5 чёрной дырой, которая искажает изображение галактики, перед которой она проходит. Попробуйте представить космос в виде резинового листа. Представьте, что планеты это шарики, которые давят на этот лист. Он деформируется и больше не имеет прямых линий. Это создаёт гравитационное поле и объясняет, почему планеты движутся вокруг звёзд. Если масса объекта возрастёт, то деформация пространства может стать ещё больше. Эти дополнительные возмущения увеличивают силу притяжения и ускоряют движение по орбите, заставляя спутники двигаться вокруг объектов всё быстрее и быстрее. Например, Меркурий движется вокруг солнца со скоростью 48 км/с, в то время как орбитальная скорость звёзд неподалёку от чёрной дыры в центре нашей галактики достигает 4800 км/с. Чёрная дыра искажает изображение

6 Вокруг горизонта событий существует область, называемая эргосферой, внутри которой телам невозможно покоиться относительно удалённых наблюдателей. Они могут только вращаться вокруг чёрной дыры по направлению её вращения. Этот эффект называется увлечением инерциальной системы отсчёта и наблюдается вокруг любого вращающегося массивного тела, например, вокруг Земли или Солнца, но в гораздо меньшей степени. Однако саму эргосферу ещё можно покинуть, эта область не является захватывающей. Размеры арго сферы зависят от углового момента вращения. Горизонт событий это граница области за которую не выходит свет. Черной дырой называется область пространства-времени, в которой гравитационное поле столь сильно, что ни один объект (даже свет) не может вырваться из нее. Скорость тел на горизонте событий имеют одну и туже скорость

7 Сверхмассивные черные дыры По состоянию на 2014 год сверхмассивные чёрные дыры обнаружены в центре многих галактик в центре нашего Млечного Пути и других галактик располагается невероятно массивная черная дыра в миллионы раз тяжелее Солнца. Эти сверхмассивные черные дыры (такое название они получили) были обнаружены по наблюдениям за характером движения межзвездного газа вблизи центров галактик

8 История представлений о чёрных дырах В истории представлений о чёрных дырах условно можно выделить три периода: Начало первого периода связано с опубликованной в 1784 году работой Джона Мичелла, в которой был изложен расчёт массы для недоступного наблюдению объекта. Второй период связан с развитием общей теории относительности, стационарное решение уравнений которой было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году. Публикация в 1975 году работы Стивена Хокинга, в которой он предложил идею об излучении чёрных дыр, начинает третий период. Граница между вторым и третьим периодами довольно условна, поскольку не сразу стали ясны все следствия открытия Хокинга, изучение которых продолжается до сих пор.

9 Немецкий астроном Карл Шварцшильд (1873–1916) в последние годы своей жизни, используя уравнения общей теории относительности Эйнштейна, рассчитал гравитационное поле вокруг массы нулевого объема.

10 Радиус Шварцшильда В 1906 году немецкий физик Шварцшильц получил решение уравнений общей теории относительности для поля тяготения сферического тела. Из этого решения следует замечательный вывод: сила притяжения, действующая между массой М и пробной частицей m на расстоянии r от центра тяготеющей массы, возрастает до бесконечности при r = 2GM / cc, где G – гравитационная постоянная, c – скорость света.

11 «Чёрная звезда» Мичелла ( ) Гипотеза существования черных дыр была впервые выдви­ нута английским астрономом Дж. Мичеллом в 1783 г. на осно­ве корпускулярной теории света и ньютоновской теории тяго­тения. Тела с радиусом в 500 солнечных радиусов и с плотностью Солнца вторая космическая скорость на его поверхности будет равна скорости света. Таким образом, свет не сможет покинуть это тело, и оно будет невидимым. Мичелл предположил, что в космосе может существовать множество таких недоступных наблюдению объектов

12 Типы зарегистрированных чёрных дыр

13 В настоящее время доказано, что центром каждой галактики является крупная черная дыра с массой, в несколько миллионов раз превосходящей массу Солнца. Однако случай с двойным коллапсаром является уникальным для известной части вселенной. Как известно, черные дыры являются мощнейшими источниками гравитации, втягивающими в себя любую материю, включая электромагнитные волны. По этой причине увидеть коллапсар, в буквальном смысле, невозможно