#Эффекты общей теории относительностиЭффекты общей теории относительностиИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегЭффекты общей теории относительностиЭффекты общей теории относительностиНайденo 15 статейНаучные проблемы, задачиНаучные проблемы, задачи Математические задачи релятивистской астрофизикиМатемати́ческие зада́чи релятиви́стской астрофи́зики, задачи, возникающие при изучении астрофизических явлений, в которых существенны релятивистские эффекты, т. е. эффекты специальной или общей теории относительности. Принято разделять математические задачи релятивистской астрофизики на задачи, относящиеся к космологии – науке о строении и эволюции Вселенной, и задачи релятивистской астрофизики отдельных небесных тел.Релятивистские объекты ЭргосфераЭргосфе́ра, область пространства-времени вблизи вращающихся чёрных дыр (чёрной дыры Керра или чёрной дыры Керра – Ньюмана), расположенная между внешним горизонтом событий и пределом статичности – поверхностью, внутри которой любой материальный объект с неизбежностью будет увлекаться в направлении вращения чёрной дыры вследствие эффекта Лензе – Тирринга. Находясь в эргосфере, частицы (массивные и безмассовые) могут как попасть под горизонт событий, так и покинуть эргосферу, уходя во внешнюю Вселенную. Эргосфера способна совершать работу, т. е. частица, находящаяся в эргосфере, может получить дополнительную энергию за счёт энергии вращения чёрной дыры.События в сфере науки и образования История изучения испарения чёрных дырИстория изучения испарения чёрных дыр. Чёрная дыра – это общее название для сжавшегося космического объекта, не имеющего материальной поверхности, но имеющего границу. Границей чёрной дыры является горизонт событий, на котором вторая космическая скорость равна скорости света. Это означает, что даже свет не может покинуть горизонт событий чёрной дыры.Характеристики астрономических объектов Предел Оппенгеймера – ВолковаПреде́л О́ппенге́ймера – Во́лкова, верхний предел массы нейтронной звезды, при которой она может существовать как холодный невращающийся объект. Предел Оппенгеймера – Волкова определяется условием равенства сил гравитации, сжимающих нейтронную звезду, и сил давления вырожденного газа нейтронов внутри неё, противодействующих гравитационному сжатию. Нейтронные звёзды, массы которых превышают этот предел, претерпевают гравитационный коллапс с образованием чёрных дыр. По состоянию на 2022 г. точное значение предельной массы нейтронной звезды вычислить не удаётся. Различные теоретические оценки, основанные на разных предположениях, дают значения в интервале от 0,7 до 3,2 масс Солнца. Наиболее надёжная наблюдательная оценка максимальной массы нейтронной звезды составляет 2,01 массы Солнца.Релятивистские объекты Чёрная дыра Керра – НьюманаЧёрная дыра́ Ке́рра – Нью́мана, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна при наличии массы электрического заряда и момента импульса которые сконцентрированы в сингулярности пространства-времени. Сингулярность расположена в центральной области чёрной дыры и имеет форму кольца. Качественно свойства чёрной дыры Керра – Ньюмана аналогичны свойствам чёрной дыры Керра. В зависимости от соотношения параметров и сингулярность может быть окружена либо двумя горизонтами событий (внутренним и внешним), либо одним. По-другому такой объект называется вращающейся заряженной чёрной дырой. Кроме того, возможно такое соотношение параметров, при котором горизонтов событий нет, т. е. решение представляет собой «голую» сингулярность, а не чёрную дыру. При наличии хотя бы одного горизонта событий удалённый наблюдатель фиксирует многие эффекты в окрестности внешнего горизонта, аналогичные эффектам для чёрной дыры Шварцшильда и других чёрных дыр. Под горизонтами событий сигналы могут как попасть в сингулярность, так и избежать её и уйти в другие вселенные. Внешний горизонт событий чёрной дыры Керра – Ньюмана окружён эргосферой – областью, в которой любой наблюдатель не может оставаться в состоянии покоя и, увлекаемый вращением чёрной дыры, с необходимостью вынужден совершать круговое движение вокруг неё.Релятивистские объекты Чёрная дыра КерраЧёрная дыра́ Ке́рра, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна в вакууме при наличии массы и момента импульса которые сконцентрированы в сингулярности пространства-времени. Сингулярность расположена в центральной области чёрной дыры и имеет форму кольца. В зависимости от соотношения параметров и она может быть окружена либо двумя горизонтами событий (внутренним и внешним), либо одним. По-другому такой объект называется вращающейся чёрной дырой. Кроме того, возможно соотношение и когда горизонтов событий нет, т. е. решение представляет собой «голую» сингулярность, а не чёрную дыру. При наличии хотя бы одного горизонта событий удалённый наблюдатель регистрирует многие из эффектов в окрестности внешнего горизонта, аналогичные эффектам для чёрной дыры Шварцшильда. Под горизонтами событий сигналы могут как попасть в сингулярность, так и избежать её и уйти в другие вселенные. Внешний горизонт событий чёрной дыры Керра окружён эргосферой – областью, в которой любой наблюдатель не может оставаться в состоянии покоя и, увлекаемый вращением чёрной дыры, с необходимостью вынужден совершать круговое движение вокруг неё.Релятивистские объекты Чёрная дыра Райсснера – НордстрёмаЧёрная дыра́ Ра́йсснера – Нордстрёма, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна при наличии точечной массы с электрическим зарядом и при условиях статичности и сферической симметрии. Представляет собой сферически-симметричную (невращающуюся) электрически заряженную чёрную дыру. В центре чёрной дыры Райсснера – Нордстрёма расположена сингулярность пространства-времени, в которой сконцентрированы её масса и электрический заряд В зависимости от соотношения и сингулярность может быть окружена либо двумя горизонтами событий, либо одним. Кроме того, возможно соотношение и когда горизонтов событий нет, т. е. решение представляет собой «голую» сингулярность, а не чёрную дыру. При наличии хотя бы одного горизонта событий внешний наблюдатель регистрирует эффекты, аналогичные эффектам для чёрной дыры Шварцшильда. Другая ситуация имеет место под горизонтами, достигая которых, сигналы могут как попасть в сингулярность, так и избежать её и уйти в другую вселенную.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Излучение ХокингаИзлуче́ние Хо́кинга, испускание элементарных частиц чёрной дырой, при котором масса чёрной дыры уменьшается. В его основе лежит процесс рождения и аннигиляции виртуальных пар частиц и античастиц в вакууме. Если виртуальная пара «частица – античастица» образуется в непосредственной близости от горизонта событий чёрной дыры, то одна из частиц может быть поглощена чёрной дырой, уйдя под горизонт событий. Вследствие этого вторая частица становится реальной и удаляется от чёрной дыры. В силу закона сохранения энергии она унесёт с собой часть энергии чёрной дыры, которую гравитационное поле затратило на разделение пары. Таким образом формируется поток энергии от чёрной дыры, сопровождающийся потерей её массы.Характеристики астрономических объектов Гравитационный радиусГравитацио́нный ра́диус, радиус сферы, на которой сила тяготения, создаваемая сферической невращающейся массой, целиком лежащей внутри этой сферы, стремится к бесконечности. Гравитационный радиус определяется массой тела и равен , где – гравитационная постоянная, – скорость света. Если тело сжать до размеров гравитационного радиуса, то никакие силы не смогут остановить его дальнейшее сжатие под действием сил тяготения. Такой процесс, называемый релятивистским гравитационным коллапсом, может происходить с достаточно массивными звёздами в конце их эволюции. При гравитационном коллапсе из-под сферы радиуса не могут выходить никакое излучение, никакие частицы.Релятивистские объекты Чёрная дыра ШварцшильдаЧёрная дыра́ Шва́рцшильда, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна в вакууме при наличии точечной массы и при условиях статичности и сферической симметрии метрики пространства-времени. Представляет собой сферически-симметричную (не вращающуюся) чёрную дыру, не обладающую электрическим зарядом. Вся масса чёрной дыры Шварцшильда сконцентрирована в сингулярности пространства-времени, которая расположена в центре чёрной дыры и которая не может быть устранена никакими преобразованиями координат, поскольку инварианты тензора кривизны в ней являются бесконечными. Она окружена горизонтом событий, из-под которого невозможно распространение никаких сигналов. Названа в честь К. Шварцшильда, получившего данное решение уравнений Эйнштейна в 1916 г. 12
