Нужна ли сингулярность Черной дыре и общей теории относительности? (окончание)
| 28.01.2016, 19:09 | |
Как выглядит рождение черной дыры на анимации В заключение, для большей наглядности покажем процесс коллапса нейтронной звезды в черную дыру в виде gif-анимации:  Рис.3 Процесс коллапса нейтронной звезды в черную дыру. Нейтронный шар просто уходит под горизонт, не меняя своих размеров (не падая на сингулярность) Изначально нейтронная звезда на анимации имеет массу 1,4Мс – масс Солнца. В процессе эволюции она поглощает внешнее вещество порциями (для определенности) по 0,01Мс. Масса звезды М=kMc увеличивается, как показано на рисунке. При увеличении её массы соответственно возрастают также её объем V и радиус Rнз (шкала X на рисунке - в километрах) – это внешний красный контур на рисунке. С учетом плотной упаковки шаров kпл:   Объем звезды вычислен по совокупному объёму, занимаемому нейтронами с учетом плотности упаковки, имеющими массу Мn и объем Vn каждый, образующими все вместе такую же общую массу, как и звезда. Вычисления показали, что черная дыра имеет заведомо больший объем, и нейтроны помещаются в ней целиком. Это несколько нарушает логику картины, поскольку с использованным допущением в некоторые моменты времени гравитационный радиус окажется больше, чем радиус нейтронного ядра, хотя коллапс ещё не наступил. Поэтому для графических построений введём искусственную величину – коэффициент пористости. Он компенсирует тот факт, что плотно упакованные нейтроны на самом деле занимают меньший объём, чем соответствующий этой массе гравитационный радиус. Коэффициент подбираем по очевидному условию, что радиус нейтронного шара равен гравитационному при массе, когда начинается коллапс, и которая, соответственно, равна минимальной массе черной дыры – 2,5Мс.  Из чего вычисляем коэффициент пористости:  С его учетом уравнение для радиуса звезды на анимации примет вид:  Поскольку рисунок симметричный, для компактности показана только четвертая часть нейтронной звезды. Внутренний желтый контур – это гравитационный радиус (на рисунке - в километрах), соответствующий текущей массе звезды, в метрах равный:  Начальные значения радиусов при k=1,4 равны:  Вычисленные радиусы в масштабе использованы для построения на анимации соответствующих контуров горизонта и нейтронного ядра. Видно, как при увеличении массы звезды гравитационный радиус «поглощает» звезду, превращая её в черную дыру. Никакого коллапса в сингулярность для этого не потребовалось. Для удобства начальный момент, момент коллапса и последний момент на анимации выделены паузами в 3 секунды. Главное, что показывает анимация, – для образования горизонта черной дыры совершенно не нужна никакая сингулярность. Обычный, нормальный объём нейтронов, даже не сжатых до плотности атомного ядра, создаёт тот же самый эффект горизонта. Нужна ли здесь лишняя сущность? Литература 1. Баско М.М., Адиабатический процесс, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1190211 2. Богородский А.Ф. Всемирное тяготение. – К.: Наук. думка, 1971. – 354 c., URL: www.booksshare.net/books/physics/bogorodskiy-af/1971/files/vsemirnoetyagotenie1971.djvu 3. Вергелес С.Н. - Лекции по теории гравитации. Учебное пособие. - М., МФТИ, 2001.- 428с. 4. Вырожденный газ, Википедия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовый_газ 5. Гончарова Н.Г., Модель Ферми-газа (ФГМ). ФГМ в астрофизике, URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/nucmodl/nml06.htm 6. Горунович В., Нейтрон, URL: https://sites.google.com/site/gorunovichvladimir/home/russkij/elementarnye-casticy/spisok-castic/bariony/nejtron 7. Гравитационная сингулярность. Википедия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационная_сингулярность 8. Звёздные Чёрные Дыры, URL: http://cunc.ru/stellar-black-holes.html 9. Имшеник В.С., Гравитационный коллапс, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1191764 10. Канарев Ф.М., Нейтрон, SciTechLirbrary, 2013, URL: http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/12585.html 11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. П. Теория поля.— 8-е изд., стереот.-М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003, (Т. II). 12. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. IX / Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Статистическая физика. В 2 ч. Ч. 2. Теория конденсированного состояния. — 3-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 13. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб.пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. V. Статистическая физика. Ч. I. — 5-е изд., стереот.-М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002, (Т. V). 14. Левин А., Удивительная история черных дыр, «Популярная механика» №11, 2005, URL: http://elementy.ru/lib/164648 15. Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж., Гравитация, том 3. – М.: «Мир», 1977 16. Миронова И.В., Белые карлики и нейтронные звезды, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1170638/evolution/hr_diagram/wd.htm 17. Нейтрон, Викизнание, URL: http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Нейтрон 18. Нейтронная звезда, Wikia, URL: http://ru.science.wikia.com/wiki/Нейтронная_звезда 19. Новиков И. Д., Черные дыры и Вселенная. – М.: Мол. гвардия, 1985. – 190 с., ил. – (Эврика), URL: http://rusnauka.narod.ru/lib/phisic/blackwhole/Novik/blackn.htm 20. Новиков И.Д., Релятивистский гравитационный коллапс, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1188636 21. Новиков И.Д., Фролов В.П., Физика черных дыр. – М. : Наука., Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, 328 с., URL: http://mexalib.com/download/22371 22. Основы теоретической физики. Конспект обзорных лекций. Явление Бозе-конденсации. Понятие о сверхтекучести. //Автор-сост. И.И. Хвалченко. – Елабуга: ЕГПУ, 2008, URL: http://studopedia.ru/2_59878_yavlenie-boze-kondensatsii-ponyatie-o-sverhtekuchesti.html 23. Планеты внутри черной дыры, URL: http://lenta.ru/articles/2011/05/11/holes/ 24. Постнов К.А., Вырожденный газ, ГАИШ, Москва, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1162150 25. Постнов К.А., Лекции по Общей Астрофизике для Физиков. 7.2. Вырождение вещества, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1170612/7lec/node3.html 26. Предел Оппенгеймера – Волкова, Википедия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Предел_Оппенгеймера_-_Волкова 27. Путенихин П.В., Происхождение Вселенной – гипотеза о веществолизации материи, 2012, URL: http://samlib.ru/editors/p/putenihin_p_w/universe.shtml 28. Путенихин П.В., Темная материя Млечного пути, 2015, URL: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/mw_037.shtml 29. Путенихин П.В., Тёмная энергия - гипотеза о происхождении, 2012, URL: http://samlib.ru/editors/p/putenihin_p_w/energy.shtml 30. Путенихин Путешествие под горизонт черной дыры с возвратом, 2015, URL: http://samlib.ru/editors/p/putenihin_p_w/tonnel.shtml 31. Пушкин А.С., Сказка о царе Салтане, URL: http://lib.ru/LITRA/PUSHKIN/saltan.txt 32. Садовский М.В., Лекции по статистической физике, Институт Электрофизики УрО РАН, Екатеринбург, 1999 г. 33. Сингулярность. Википедия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сингулярность 34. Слоэн Н. Дж. А., Упаковка шаров, URL: http://ega-math.narod.ru/Nquant/Spheres.htm 35. Тёмная материя может увеличивать допустимую массу нейтронных звёзд. Компьюлента, 2012, URL: http://science.compulenta.ru/702844/, http://arxiv.org/pdf/1208.3722v1.pdf 36. Фролов В. П., Введение в физику черных дыр. – М.: Знание, 1983. – 64 с. – (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Физика»; № 1), URL: http://dl.krelib.com/files/5269/physics/Black_Frol.djvu 37. Хокинг С., Пенроуз Р., Природа пространства и времени. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000, 160 стр. 38. Хокинг С., Черные дыры и молодые вселенные [пер. с англ. М. Кононова]. — СПб.: Амфора. ТИД Амфора, 2009. —166 с. 39. Черепащук А. М., Чернин А. Д., Вселенная, жизнь, черные дыры. — Фрязино: «Век 2», 2004. — 320 с. — (Наука для всех). URL: http://dl.lux.bookfi.org/genesis/859000/83d722a3fbec7f5114b39ee035e3973a/_as/%5BCHerepashuk_A.M.,_CHernin_A.D.%5D_Vselennaya,_zhizn(BookFi.org).djvu 40. Черная дыра, загадки гравитации, URL: http://www.b-i-o-n.ru/theory/chernaja-dyra-zagadka-gravitacii 41. Юнгельсон Л.Р. Эволюция звезд, URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1188340 03.05.2015 Адрес полного текста статьи в интернете URL: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/singular.shtml (дата обращения 09.01.2016) Иллюстрации и уравнения к статье (зеркала) http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/ https://cloud.mail.ru/public/8WpP/qeaUMAiGz https://cloud.mail.ru/public/Hq7e/jZ9YZGJW9 https://yadi.sk/d/EZg36rrKmJDwk https://drive.google.com/folderview?id=0B0uM56-EnG4ZaUFJb0YzY3YtcVU&usp=drive_web http://fileload.info/users/putenikhin/ | |
| Категория: Разное | | | |
| Просмотров: 2963 | Загрузок: 0 | |
| Всего комментариев: 0 | |