Министерство Образования Республики Карелия Карельский государственный педагогический университет Кафедра теоретической физики КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ. Выполнила студентка 3 курса ФМФ Сизова О.В. Проверил Мальков С.И. Петрозаводск 2002 СОДЕРЖАНИЕ. ВВЕДЕНИЕ. 3 ОБРАЗОВАНИЕ ЧЕРНЫХ ДЫР. ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС. ГРАВИТАЦИОННЫЙ РАДИУС. 4 КВАНТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЧЕРНЫХ ДЫР. 7 ТЕРМОДИНАМИКА ЧЕРНЫХ ДЫР. 9 ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И ТЕРМОДИНАМИКА. 9 ТЕМПЕРАТУРА И ЭНТРОПИЯ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ. 11 ТЕРМОДИНАМИКА И ИНФОРМАЦИЯ. 16 ИНФОРМАЦИООНЫЙ ПОДХОД К ТЕРМОДИНАМИКЕ. 16 ЭНТРОПИЯ И ИНФОРМАЦИЯ. 17 ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И ВРЕМЯ. 21 ЭФФЕКТ ЗАМЕДЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ. 21 КВАНТ ПРОСТРАНСТВА - ВРЕМЕНИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ. 22 ТИПЫ ЧЕРНЫХ ДЫР. 25 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 28 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 29 ВВЕДЕНИЕ. Черные дыры объекты совершенно фантастические по своим свойствам.
Из всех измышлений человеческого ума, от единорогов и химер до водородной бомбы, наверное, самое фантастическое это образ черной дыры, отделенной от остального пространства определенной границей, которую ничто не может пересечь дыры, обладающей настолько сильным гравитационным полем, что даже свет задерживается его мертвой хваткой дыры, искривляющей пространство и тормозящей время.
Подобно единорогам и химерам, черная дыра кажется более уместной в фантастических романах или в мифах древности, чем в реальной Вселенной.
И, тем не менее, законы современной физики фактически требуют, чтобы черные дыры существовали. Возможно, только наша Галактика содержит их - так сказал о черных дырах американский физик К. Торн. К этому следует добавить, что внутри черной дыры удивительным образом меняются свойства пространства и времени, закручивающихся в своеобразную воронку, а в глубине находится граница, за которой время и пространство распадаются на кванты Внутри черной дыры, за краем этой своеобразной гравитационной бездны, откуда нет выхода, текут удивительные физические процессы, проявляются новые законы природы.
Черные дыры являются самыми грандиозными источниками энергии во Вселенной. Мы, вероятно, наблюдаем их в далеких квазарах, во взрывающихся ядрах галактик. Они возникают также после смерти больших звезд. Возможно, черные дыры в будущем станут источниками энергии для человечества.
П. Согласно теории относительности, никакое тело не может развивать скоро... Происходит так называемый гравитационный коллапс такой процесс сжатия,... А именно, к концу жизни звезды теряют массу в результате целого ряда п... Вещество звезды будет сжиматься беспредельно, в принципе, пока не сожм...
Рассматривая чисто динамическую задачу о рождении частиц в таком грави... неустойчивым всегда присутствующие в нем виртуальные короткоживущие ча... 1. В вакууме постоянно рождаются и аннигилируют пары виртуальных частиц, ... Таким образом, квантовые свойства вакуума проявляются в том, что черна...
ТЕРМОДИНАМИКА ЧЕРНЫХ ДЫР .
Уилер первым обратил внимание на то, что в рамках классической теории ... Например, когда внутрь черной дыры падает горячее тело, обладающее нек... Это действительно так но только для наблюдателя, падающего вместе с го... Эти соображения приводят к следующей дилемме либо термодинамика вообще... при полном отсутствии обратных процессов. Оказывается, с течением врем...
Эта очень общая теорема похожа на теорему о возрастании энтропии. На основе таких не очень строгих рассуждений и была выдвинута гипотеза... Коэффициент б был вычислен позднее Хокингом. Заменим площадь A ее выражением через гравитационный радиус A4рRg16рGM... Черная дыра излучает фотоны, спектр которых совпадает с распределением...
ТЕРМОДИНАМИКА И ИНФОРМАЦИЯ .
Сегодня, после открытия эффекта Хокинга и других эффектов такого же ро... С другой стороны, физика черных дыр подкрепила информационный подход, ... Сциллардом и развивался многими физиками и математиками. Было показано, как можно прийти к эффекту Хокинга и термодинамике черн... Оказывается возможным сделать и следующий шаг - связать тепловые свойс...
Прежде чем давать количественную формулировку информационного подхода ... Если P p, мы имеем дело с приростом информации наши сведения стали бол... Первоначально газ занимает левую половину устройства объем v0 вверху. для частичного ее упорядочения. Именно на этом основана наука об управ... Можно добавить, что наши утверждения не противоречат обычному представ...
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И ВРЕМЯ .
Плотное тело большой массы не только изменяет геометрические свойства ... Пусть t интервал времени между двумя событиями, которые происходят на ... Из теории относительности следует, что оба эти интервала связаны между... где бы мы не находились на поверхности этого тела или много дальше от ... Но если r Rg, то при любом интервале собственного времени t имеем ф, т...
КВАНТ ПРОСТРАНСТВА - ВРЕМЕНИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ. Подставим вместо параметров их единицы измерения в уравнение 1 и упрос... с1-x-y-2zкг x-zм 2xy3z1. Выражение 1 только тогда будет являться безразмерным, если показатели ... ф -12c 52 G -121 фGc5 2 То есть мы получили, пользуясь теорией размерн...
Падение газа в сверхмассивную черную дыру должно сопровождаться явлени... Астрономы имеют все основания предполагать, что, помимо звездных черны... Только здесь должно происходить ускорение заряженных частиц в переменн... Звезды здесь могут разрушаться приливными силами при близких прхождени... Сами звезды галактики вокруг таких ядер обычно не видны из-за огромног...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . Черные дыры совершенно исключительные объекты, не похожие ни на что, известное до сих пор. Это не тела в обычном смысле слова и не излучение.
Это дыры в пространстве и времени, возникающие из-за очень сильного искривления пространства и изменения характера течения времени в стремительно нарастающем гравитационном поле. Черные дыры являются в некотором смысле и очень простыми объектами. Их свойства никак не зависят от свойств сколлапсировавшего вещества, от всех сложностей строения вещества, его атомной структуры, находящихся в нем физических полей, не зависят от того, было ли вещество водородом или железом и т.д. При образовании черной дыры для внешнего наблюдателя все свойства сколлапсировавшего тела как бы исчезают, они не влияют ни на границу черной дыры, ни на что другое во внешнем пространстве, остается только гравитационное поле, характеризуемое лишь двумя параметрами массой и вращением. Этим определяются и форма черной дыры, и ее размеры, и все остальные ее свойства.
Так что с полной определенностью можно сказать, что нет ничего проще черной дыры. Но и нет ничего более сложного, чем черная дыра ведь человеческое воображение даже не в состоянии представить себе, до какой степени происходит искривленин пространства и изменение течения времени, что в них возникает дыра.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . 1. Прошлое и будущее Вселенной. Под ред. А.М. Черепащук, М Наука, 1986г. 2. И.Новиков. Черные дыры и Вселенная.
М Молодая гвардия, 1985г. 3. Дж. Нарликар. От черных облаков к черным дырам. М Энергоатомиздат, 1989г. 4. И.А.Климишин. Астрономия наших дней. М Наука,1986г. 5. И.Николсон. Тяготение, черные дыры и Вселенная.
М Мир ,1983г. 6. Я.А. Смородинский. Температура. М Наука, 1987г. 7. Энциклопедический словарь по физике. 8. Энциклопедический словарь юного астронома.