Про черную дыру

Обсуждение общих тем связанных с астрономией. Викторины и конкурсы форума.

Модераторы: Ulmo, Булдаков Сергей

Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Eva » 11 мар 2011 19:56

Хочу спросить у того, кто знает. Читала про черные дыры и подумала - при поглощении черной дырой большого количества материи, возможно ли, что однажды ее масса станет настолько большой, что изменится радиус Швальцшильда и вторая космическая скорость, для отрыва от ее поверхности станет меньше скорости света и черная дыра потеряет свои характерные свойства?
Eva
 
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 10 мар 2011 12:40
Благодарил (а): 3 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Александр » 11 мар 2011 20:09

EVA! Приветствуем вас на форуме!
Больше чем ЧД может 'сьесть' - она не 'сьест'!
Так что описываемые вами события ей не грозят!
Александр Кременчуцкий.

За это сообщение автора Александр поблагодарил:
Eva
Александр
Всегда на посту
 
Сообщения: 8234
Зарегистрирован: 09 мар 2006 22:06
Откуда: Москва
Благодарил (а): 41 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Eva » 11 мар 2011 20:11

А как определяется максимальная масса, которую может поглотить черная дыра?
Eva
 
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 10 мар 2011 12:40
Благодарил (а): 3 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Александр » 11 мар 2011 20:36

Она зависит от размера черной дыры!


Зависимость массы центральной чёрной дыры от логарифма дисперсии звёздных скоростей. Безымянные точки с крестами – сверхмассивные чёрные дыры в массивных галактиках. Треугольники – чёрные дыры в близлежащих небольших активных галактиках. IC342, POX52 и N205 – примеры карликовых галактик с центральными чёрными дырами. Cen, G1, M15, N6388 и 47Tuc – шаровые скопления. На графике чётко видно разделение чёрных дыр на три категории: в верхней части только сверхмассивные чёрные дыры массивных галактик, в средней части – массивные чёрные дыры небольших галактик, в нижней части графика – чёрные дыры промежуточных масс шаровых скоплений.
Вложения
}risunok_1.jpg
Александр Кременчуцкий.
Александр
Всегда на посту
 
Сообщения: 8234
Зарегистрирован: 09 мар 2006 22:06
Откуда: Москва
Благодарил (а): 41 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Eva » 11 мар 2011 20:59

А что произойдет, когда черная дыра поглотит максимум материи? Она просто перестанет поглощать? Значит ее гравитация станет минимальной?
Eva
 
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 10 мар 2011 12:40
Благодарил (а): 3 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Александр » 11 мар 2011 21:01

А что в вашем понятии максимум?
Александр Кременчуцкий.
Александр
Всегда на посту
 
Сообщения: 8234
Зарегистрирован: 09 мар 2006 22:06
Откуда: Москва
Благодарил (а): 41 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Александр » 11 мар 2011 21:04

Очень рекомендую по теме вам прочесть эту книжку
http://astrogalaxy.ru/download/Stiv_Houking.zip
Стивен Хокинг. Краткая история времени от большого взрыва до черных дыр. Санкт-Петербург, 2001. Stephen W. Hawking. A Brief History of Time From the Big Bang to Black Holes От автора:"Я решил попробовать написать популярную книгу о пространстве и времени после того, как прочитал в 1982 г. курс Лёбовских лекций в Гарварде".
Александр Кременчуцкий.

За это сообщение автора Александр поблагодарил:
Eva
Александр
Всегда на посту
 
Сообщения: 8234
Зарегистрирован: 09 мар 2006 22:06
Откуда: Москва
Благодарил (а): 41 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Eva » 11 мар 2011 21:41

Думаю (может и не правильно), это масса материи, сверх которой черная дыра поглотить не может.
Eva
 
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 10 мар 2011 12:40
Благодарил (а): 3 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Александр » 12 мар 2011 08:46

Все верно, больше чем может поглотить - она не поглотит.
Соответственно ничего такого не произойдет с ЧД!

- изменится радиус Швальцшильда - не изменится.
- черная дыра потеряет свои характерные свойства - не потеряет.
Александр Кременчуцкий.
Александр
Всегда на посту
 
Сообщения: 8234
Зарегистрирован: 09 мар 2006 22:06
Откуда: Москва
Благодарил (а): 41 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Типичный марсианин » 12 мар 2011 09:07

Eva писал(а):Хочу спросить у того, кто знает

Позиция вечного послушника? :?
Eva писал(а):Читала про черные дыры и подумала - при поглощении черной дырой большого количества материи, возможно ли, что однажды ее масса станет настолько большой, что изменится радиус Швальцшильда

Надо было прочесть до конца, там, наверняка, было написано, что такое радиус Шварцшильда и как он вычисляется и вопросов бы никаких не было.
Eva писал(а):вторая космическая скорость, для отрыва от ее поверхности станет меньше скорости света

Вторая космическая скорость в данном вопросе, вообще, не при делах. Скорость круговой орбиты-- первая. Вторая-- движение по параболе.
Ничто не мешает ЧД поглощать материю, и оставаться ЧД. Теоретически, она может поглотить хоть всю Вселенную.
На Тау Ките условья не те.
S-W MAK102 EQ2+ Pentax k-x +крыша дома моего:)
Аватара пользователя
Типичный марсианин
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 2512
Зарегистрирован: 26 апр 2009 11:58
Откуда: Питер
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 30 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Eva » 14 мар 2011 18:59

Совершенно не разделяю вашего сарказма по поводу моего вопроса. А спросила для того, чтобы мне объяснили те люди, которые знают, а не "я так думаю". Если бы я знала, то и не спрашивала.
Eva
 
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 10 мар 2011 12:40
Благодарил (а): 3 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение LEONID_OM » 14 мар 2011 20:42

Eva писал(а):Совершенно не разделяю вашего сарказма по поводу моего вопроса. А спросила для того, чтобы мне объяснили те люди, которые знают, а не "я так думаю". Если бы я знала, то и не спрашивала.


Я тут некомпетентен совершенно. Однако предполагаю, что знать много нельзя о черных дырах. Ну, возможно математическое моделирование, может быть. Все-таки вблизи их нет, объекты гипотетические. Это не значит, что черных дыр вобще не существует. Мало о них реально кто знает. Например, я знаю о них исключительно из научно-популярной литературы для старшего школьного возраста, изданную в 70-е годы прошлого века, ну, из жанра научной фантастики художественной литературы. Но современные научные знания позволяют только предлагать свойства черных дыр, а уж как оно на самом деле - кто знает точно?

За это сообщение автора LEONID_OM поблагодарил:
Eva
Аватара пользователя
LEONID_OM
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 425
Зарегистрирован: 07 ноя 2010 02:18
Откуда: Рязанский район Рязанской области
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 6 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 03 апр 2011 19:52

Непонятно, в чем проблема? Гравитационный радиус: R = 2GM/c(2). Чем больше масса черной дыры, тем больше радиус сферы Шварцшильда. А вторая космическая скорость на этой сфере всегда будет равна скорости света по определению. v =(2GM/R)(1/2). Приравниваем к скорости света (с) и получаем выражение для гравитационного радиуса. Eva, Вы заблудились в двух соснах!
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Cosmolog » 20 апр 2011 00:09

Administrator, Eva писал(а):Больше чем ЧД может 'сьесть' - она не 'сьест'!
Так что описываемые вами события ей не грозят!

Странно, вообще говоря такого предела не существует, график приведенный здесь просто свидетельствует о различном происхождении черных дыр -коллапс звезды, центр не массивной галактики и центр массивной галактики, отсюда и соответствующая масса.
Так что сколько на ЧД упадет столько она и проглотит, и черной дырой она быть не перестанет. Правда плотность ее с массой будет расти.
Cosmolog
Статус: Новичок
Статус: Новичок
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 19 апр 2011 17:04
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Cosmolog » 20 апр 2011 00:14

LEONID_OM писал(а):
Eva писал(а):Совершенно не разделяю вашего сарказма по поводу моего вопроса. А спросила для того, чтобы мне объяснили те люди, которые знают, а не "я так думаю". Если бы я знала, то и не спрашивала.


Я тут некомпетентен совершенно. Однако предполагаю, что знать много нельзя о черных дырах. Ну, возможно математическое моделирование, может быть. Все-таки вблизи их нет, объекты гипотетические. Это не значит, что черных дыр вобще не существует. Мало о них реально кто знает. Например, я знаю о них исключительно из научно-популярной литературы для старшего школьного возраста, изданную в 70-е годы прошлого века, ну, из жанра научной фантастики художественной литературы. Но современные научные знания позволяют только предлагать свойства черных дыр, а уж как оно на самом деле - кто знает точно?


Уверяю вас, о ЧД известно практически ВСЁ, в некотором смысле это объект, который можно полностью описать всего тремя параметрами - массой, вращательным моментом и электрическим зарядом. Все остальные характеристики ЧД потеряет в следствии теоремы о выпадении волос.
Cosmolog
Статус: Новичок
Статус: Новичок
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 19 апр 2011 17:04
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 20 апр 2011 14:24

ИСЧЕЗНОВЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЧЕРНОЙ ДЫРЕ
Черные дыры – объекты уникальные: с одной стороны, они обладают сверхсильным гравитационным полем, и должны описываться общей теорией относительности (ОТО), а с другой стороны, в отличие от обычных звезд, они обладают квантовыми свойствами, и должны описываться квантовой механикой. Когда ОТО и квантовая механика применяются по отдельности, они прекрасно работают, но когда вместе – вступают в противоречие.

Суть проблемы
Согласно ОТО, черная дыра проявляет себя только одним свойством - интенсивностью гравитационного поля, зависящей от массы звезды, которая коллапсировала в данную черную дыру. (Кроме того, черная дыра может иметь электрический заряд и момент импульса, если таковые имелись у исходной звезды. Но если таковых не было, то других свойств, кроме гравитационного поля, черная дыра не может иметь. ( По этому поводу физики шутят, что "черная дыра не имеет волос"... "Потянув" за которые, ее можно было бы обнаружить...) Это означает, что если черная дыра поглощает какой-то материальный объект (не обладающий электрическим зарядом и моментом импульса), то все его свойства, кроме массы, полностью исчезают в черной дыре, единственное изменение которой при этом состоит в том, что она увеличивает интенсивность своего гравитационного поля пропорционально поглощенной массе. Это противоречит законам квантовой механики, согласно которым квантовые числа объектов (такие как барионный и лептонный заряды) должны сохраняться. Приведем простой пример сохранения этих зарядов. Распад нейтрона идет по схеме: n = p + e + антинейтрино. Барионный заряд: 1 = 1. Лептонный заряд: 1 – 1 = 0.
Если одна черная дыра поглощает некоторое количество вещества (с нулевым электрическим зарядом и нулевым моментом импульса), а другая черная дыра, обладающая такой же интенсивностью гравитационного поля, поглощает такое же количество антивещества (также с нулевым электрическим зарядом и нулевым моментом импульса), то различить их невозможно никоим образом, хотя вещество и антивещество имеют противоположные барионный и лептонный заряды.
Тем не менее, это еще не является проблемой, пока мы остаемся в рамках ОТО (поскольку все эти свойства объектов исчезают только для внешнего наблюдателя черной дыры; для внутреннего наблюдателя, пересекшего сферу Шварцшильда, но еще не столкнувшегося с сингулярностью, они сохраняются). Проблемы начинаются тогда, когда мы учитываем квантовое излучение черных дыр, открытое английским физиком-теоретиком Стивеном Хокингом в 1973 году. Согласно Хокингу, виртуальные частицы вакуума могут резонировать на сфере Шварцщильда и расходиться в разные стороны на любое расстояние, вплоть до бесконечного. При этом одна из частиц уходит во внешнее пространство черной дыры и выходит из сферы ее тяготения, а другая частица ускоряется в сторону сингулярности. В результате черная дыра теряет массу, испаряется до тех пор, пока полностью не исчезнет из нашей Вселенной. Такое испарение тем более интенсивно, чем меньше масса черной дыры. В случае полного испарения черной дыры мы получаем нарушение законов сохранения квантовых чисел (поскольку парные значения этих чисел исчезают вместе с черной дырой). Получается, что черная дыра уничтожила информацию. Прежде всего, информацию о свойствах звезды, которая коллапсировала в данную черную дыру. Но что еще более интересно - информацию о свойствах объектов, которых поглотила данная черная дыра.
Возражения
Строго говоря, данная проблема не является парадоксом. Она является обычной проблемной ситуацией в науке, свидетельствующей о несовершенстве имеющейся теории. В данном случае - ОТО и квантовой механики.
Во-первых, с точки зрения внешнего наблюдателя информация в черной дыре не уничтожается, поскольку с его точки зрения любое тело, падающее в черную дыру, никогда не достигает сферы Шварцшильда. По мере приближения к ней внутреннее время данного тела все больше замедляется (с точки зрения внешнего наблюдателя), и на некотором малом расстоянии от нее практически останавливается. При этом тело застывает над сферой Шварцшильда, сохраняя все свои свойства, которые внешний наблюдатель, в принципе, может обнаружить (например, если это тело испускает в его сторону электромагнитные волны с энергией, достаточной для того, чтобы преодолеть поле тяготения черной дыры). С точки зрения внутреннего наблюдателя, конечно, падение данного тела не останавливается, и оно неизбежно пересекает сферу Шварцшильда. При этом информация о состоянии данного тела неизбежно теряется для внешнего наблюдателя. Проблема в том, что никто пока что не смог совместить эти две системы отсчета (т.е. системы отсчета внешнего и внутреннего наблюдателей черной дыры) непротиворечивым образом. Так, например, внутренний наблюдатель, падающий в черную дыру, пересекает сферу Шварцшильда в бесконечный момент времени внешнего наблюдателя. Говорить что-либо о состоянии внешней Вселенной в этот момент времени он (внутренний наблюдатель) не может (поскольку Вселенная в этот момент времени, возможно, вообще перестает существовать), а значит не может говорить и об исчезновении информации о своем состоянии для внешнего наблюдателя.
Во-вторых, черные дыры никто еще не наблюдал непосредственно, т.е. в прямом эксперименте по обнаружению и измерению их свойств (прежде всего, по наблюдаемому падению в них различных объектов). Существуют только немногочисленные кандидаты в черные дыры, зачисленные в таковые по косвенным признакам (прежде всего, по наблюдаемому движению вокруг них видимых звезд). Но все эти признаки можно объяснить и другими причинами (например, движением этих звезд вокруг нейтронных звезд). Между тем, согласно ОТО, черные дыры являются чрезвычайно устойчивыми объектами, и если уж они образовались, то должны сохраняться во Вселенной практически до ее конца. Существует множество видимых звезд, которые, теоретически, могли бы коллапсировать в черные дыры. Следовательно, такие звезды могли коллапсировать в черные дыры и раньше, начиная с самых ранних стадий эволюции Вселенной. И это никак не вяжется с тем, что мы наблюдаем в действительности (т.е. с немногочисленными, да еще и сомнительными кандидатами в черные дыры).
Одно из объяснений такого положения дел состоит в том, что черные дыры являются неустойчивыми объектами и исчезают из нашей Вселенной на заключительной стадии гравитационного коллапса. К примеру, гипотеза так называемых кротовых нор рассматривает черные дыры как начало гиперпространственного тоннеля, связывающего нашу Вселенную с какой-то другой вселенной или одну точку нашей Вселенной с другой ее точкой. На другом конце такого тоннеля находится так называемая белая дыра, свойства которой противоположны свойствам черной дыры - если последняя может только поглощать материю, то первая может ее только испускать. Как утверждает ОТО, кротовые норы крайне неустойчивы и исчезают вскоре после своего возникновения.
В связи с этим представляет интерес доклад Стивна Хокинга, сделанный им 21 июля 2004 года на 17-й конференции по гравитации и общей теории относительности. В этом докладе он попытался доказать, что в реальных процессах образования и испарения черных дыр информация не теряется. Ключевой момент доказательства - утверждение о том, что в гравитационном коллапсе не образуется классическая черная дыра ОТО. То, что может образоваться в нашем мире - это объект, который только похож на классическую черную дыру, но не обладает сингулярностью.
В-четвертых, излучение Хокинга - это достаточно умозрительная гипотеза. Поскольку черные дыры никто еще не наблюдал непосредственно, то тем более никто не наблюдал и их испарение. Кроме того, резонанс виртуальных частиц вакуума, лежащий в основе излучения Хокинга, может достигать больших амплитуд (выводящих частицы из сферы тяготения черной дыры) чрезвычайно редко. Поэтому достаточно интенсивным это излучение может быть только у микроскопических черных дыр. У обычных черных дыр оно практически несущественно. Но микроскопические черные дыры, согласно общей теории относительности, не могут образовываться в обычном гравитационном коллапсе соответствующих небесных тел - для этого последние обладают недостаточной массой. А в каких процессах могли бы образовываться такие черные дыры - пока не известно...
Пока все эти нестыковки не объяснены, не имеет смысла переходить к проблеме уничтожения информации в черной дыре. Да, такая проблема есть, но - лишь как следствие данных нестыковок...
Можно добавить, что для описания таких уникальных объектов, как черные дыры, нужна новая теория – квантовая теория гравитации.
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение LEONID_OM » 20 апр 2011 14:44

Cosmolog писал(а): Уверяю вас, о ЧД известно практически ВСЁ, в некотором смысле это объект, который можно полностью описать всего тремя параметрами - массой, вращательным моментом и электрическим зарядом. Все остальные характеристики ЧД потеряет в следствии теоремы о выпадении волос.


Мне самое интересное тут вот что. Обнаружили ли достоверно хоть одну ЧД? Как ее распознать с Земли или из околоземного пространства? Вроде она ничего не излучает, все поглощает? Или при поглощении материи возникает какие-то излучения? Как обнаружить черную дыру и точно идентифицировать ее?
Аватара пользователя
LEONID_OM
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 425
Зарегистрирован: 07 ноя 2010 02:18
Откуда: Рязанский район Рязанской области
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 6 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 20 апр 2011 16:51

Саму черную дыру наблюдать невозможно. Можно наблюдать только результаты взаимодействия черной дыры с окружающей ее плазмой. Если черная дыра находится в центре галактики, квазара или в тесной двойной системе с обычной звездой, которая заполнила свою полость Роша, то ее будет окружать аккреционный диск. Температура этого диска порядка миллиона градусов , поэтому он будет излучать в рентгеновском диапазоне. Часть плазмы аккреционного диска часто выбрасывается его магнитным полем в виде двух струй – джетов. Привожу снимок Хаббла ядра галактики NGC 4261.
Вложения
}hs-1992-27-b-large_web.jpg
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение LEONID_OM » 20 апр 2011 20:35

Афанасьев, благодарю Вас за разъяснение и за приведенный снимок. Если честно, снимок являет жутковатое зрелище в моем восприятии. :) Теперь понятно, как черные дыры находят. Однако Выше Вы сами писали, что существует только кандидаты в ЧД. То есть, описанное Вами и есть косвенные признаки наличия ЧД?
Аватара пользователя
LEONID_OM
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 425
Зарегистрирован: 07 ноя 2010 02:18
Откуда: Рязанский район Рязанской области
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 6 раз.

Re: Про черную дыру

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 21 апр 2011 11:35

Дело в том, что теория черных дыр хорошо объясняет наблюдаемые явления. Но никто не знает абсолютно точно, существуют ли они на самом деле. Есть очень серьезные ученые, которые отрицают их существование. Например, академик Логунов. Он является автором релятивистской теории гравитации (РТГ) – альтернативы ОТО. Из его теории следует, что не было Большого Взрыва, Вселенная не расширяется, черные дыры не существуют, просто гравитационное поле периодически меняется. Теория опережает наблюдательную астрономию, и кто прав, покажет время.
Последний раз редактировалось Афанасьев 28 июн 2011 13:11, всего редактировалось 1 раз.
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

След.

Вернуться в Общая астрономическая тематика

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2