Чёрные дыры Вселенной

1.

Кировское областное государственное профессиональное
образовательное бюджетное учреждение
«Кировский авиационный техникум»
(КОГПОБУ «Кировский авиационный техникум»)
Чёрные дыры Вселенной
Работу выполнил:
Лукин Илья Алексеевич
студент гр. АК-11

2.

Чёрная дыра — область пространствавремени, 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. В простейшем случае сферически
симметричной чёрной дыры он представляет
собой сферу с радиусом Шварцшильда,
который считается характерным размером
чёрной дыры

3.

В истории представлении о чёрных дырах
условно можно выделить три периода
1) Начало первого периода
связано с опубликованной в
1784 году работой Джона
Мичелла, в которой был
изложен расчёт массы для
недоступного наблюдению
объекта
2) Второй период связан с
развитием общей теории
относительности,
стационарное решение
уравнений которой было
получено Карлом
Шварцшильдом в 1915 году
3) Публикация в 1975 году
работы Стивена Хокинга, в
которой он предложил идею
об излучении чёрных дыр

4.

Появление чёрных дыр
Наиболее популярной является теория о том, что сверхмассивные
чёрные дыры появляются вследствие смерти огромных звёзд
Происходит гравитационный коллапс звезды с
достаточной массой. Таким сжатием может
заканчиваться эволюция звёзд с массой более трёх
масс Солнца. По завершению термоядерных реакций
внутри таких звёзд они начинают ускоренно
сжиматься в сверхплотную нейтронную звезду. Если
давление газа нейтронной звезды не может
компенсировать гравитационные силы, т.е. масса
звезды преодолевает так называемый предел
Оппенгеймера — Волкова, то коллапс продолжается, в
результате чего материя сжимается в черную дыру

5.

Другие теории появления чёрных дыр
Коллапс центральной части
галактики или
протогалактического газа.
Современные представления
помещают огромную черную дыру
в центр многих, если не всех,
спиральных и эллиптических
галактик
Возникновение чёрных дыр в
ядерных реакциях высоких
энергий. Их называют
квантовыми чёрными дырами
Формирование чёрных дыр в момент
сразу после Большого Взрыва в
результате гравитационного поля или
материи. Такие чёрные дыры
называются первичными

6.

Что же происходит внутри чёрной дыры?
Внешняя поверхность чёрной дыры называется
горизонтом событий. Это сферическая граница, на
которой достигается баланс между силой
гравитационного поля и усилиями света, пытающегося
покинуть чёрную дыру. Если пересечь горизонт
событий, вырваться будет уже невозможно
По мере продвижения вглубь чёрной дыры
пространство-время продолжает искривляться и в
центре становится бесконечно искривлённым. Эта
точка известна как гравитационная сингулярность.
Пространство и время в ней перестают иметь
какое-либо значение, а все известные нам законы
физики, для описания которых необходимы эти два
понятия, больше не действуют

7.

Сверхмассивные чёрные дыры
Разросшиеся очень большие чёрные
дыры, по современным
представлениям, образуют ядра
большинства галактик. В их число
входит и массивная чёрная дыра в
ядре нашей галактики – Стрелец А

8.

Первичная чёрная дыра —
гипотетический тип чёрной дыры, которая
образовывалась не за счёт гравитационного
коллапса крупной звезды, а в сверхплотной
материи в момент начального расширения
Вселенной.
Согласно модели Большого взрыва, после так
называемой планковской эпохи давление и
температура во Вселенной были
сверхвысокими. В этих условиях простые
колебания плотности материи были
достаточно значительными, чтобы
способствовать возникновению чёрных дыр.
Хотя большинство областей с высокой
плотностью в связи с расширением Вселенной
удалились друг от друга, первичные чёрные
дыры, будучи стабильными, могли
сохраниться до настоящего времени

9.

Квантовая чёрная дыра
Предполагается, что в результате ядерных
реакций могут возникать устойчивые
микроскопические чёрные дыры, так
называемые квантовые чёрные дыры. Для
математического описания таких объектов
необходима квантовая теория гравитации.
Однако из общих соображений весьма
вероятно, что спектр масс чёрных дыр
дискретен и существует минимальная чёрная
дыра — планковская чёрная дыра

10.

Интересные факты о чёрных дырах
• Если бы Земля превратилась в
чёрную дыру, она была бы размером с
небольшой орех
• Ничто, даже свет, не может покинуть
окрестности чёрной дыры после
прохождения горизонта событий
• Вращающиеся чёрные дыры
появляются в результате слияния двух
обычных
• Одна из расположенных на
расстоянии в 35 тысяч световых лет
чёрных дыр вращается вокруг своей
оси со скоростью чуть меньше
тысячи оборотов в секунду
• При падении в чёрную дыру вещество разгоняется
почти до скорости света
• Так как чёрная дыра поглощает свет, её невозможно
увидеть
• Чёрные дыры не представляют опасности для
объектов, не приближающихся к ним слишком
близко
• Существуют двойные звёздные системы, в которых
одна из звёзд является чёрной дырой