Альберт и его Теория

Черные дыры

Одним из интересных следствий общей теории относительности является существование черных дыр. Решение уравнений Эйнштейна (1), в пустоте, в случае изолированного сферически-симметричного источника поля массы называется решением Шварцшильда. В этом случае ускорение свободного падения имеет вид:

$\begin{displaymath} g=\frac{GM}{r^{2}\sqrt{1-\frac{2GM}{c^{2}r}}}, \end{displaymath}$

(2)

где

-- гравитационная постоянная,

-- скорость света,

-- расстояние до источника.

Это выражение отличается от Ньютоновского выражения для ускорения корнем в знаменателе. Величина стремится к бесконечности, когда стремится к

$\begin{displaymath} r_{g}=\frac{2MG}{c^{2}}, \end{displaymath}$

(3)

величина $r_{g}$ называется гравитационным радиусом (гравитационный радиус Солнца $r_{g\odot}\simeq 3$ км, гравитационный радиус Земли $r_{g\oplus}\simeq 0.9$ см). Сфера радиуса $r_{g}$ называется сферой Шварцшильда. Вторая космическая скорость в теории Ньютона дается выражением

$\begin{displaymath} V_{2}=\sqrt{\frac{2MG}{r}}. \end{displaymath}$

(4)

Следовательно, при $r=r_{g}$ величина

становится равной скорости света. Если сферическое тело массой

сожмется до размеров, меньших

, то свет не сможет выйти из под сферы Шварцшильда. Такие объекты получили названия черных дыр (термин "черная дыра" был введен в 1968 г. Дж. Уилером (J.A. Wheeler)).

Теоретическая астрофизика предсказывает возникновение черных дыр в конце эволюции массивных звезд; возможно существование черных дыр и другого происхождения (реликтовые черные дыры -- остатки после "большого взрыва"). На данный момент астрономы наблюдают объекты, которые представляют из себя двойные звездные системы, в состав которых (как предполагается) входят черные дыры.

Альберт и его Теория

Общая теория относительности (Теория тяготения)

Черные дыры