Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хокинга В. -> "Общая теория относительности " -> 77

Общая теория относительности - Хокинга В.

Хокинга В. Общая теория относительности — М.: Мир, 1983. — 455 c.
Скачать (прямая ссылка): obshayatepriyaotnositelnosti1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 222 >> Следующая

адекватно приспособлена для рассмотрения процесса образования нейтронных
звезд (см. [1231 и ссылки там).
172
Р. Д. Блэндфорд, К. С. Торн
В другом предельном случае, который также согласуется с современной
теорией и наблюдательными данными, вполне вероятно, что потери массы
пренебрежимо малы для большинства звезд с массой, превышающей М?акс~2,5
Mq. Если это так, то наблюдаемое в окрестности Солнца звездное население
позволяет оценить скорость образования черных дыр в ~1,5-10-10 лет-1 (пс2
от галактической плоскости)-1 [142]. Экстраполируя назад во времени на
возраст Галактики 10“ лет и не предполагая существенного увеличения
скоростей черных дыр при рождении, обусловленного эжек-цией момента [17,
18], мы приходим к выводу, что ближайшая к Земле черная дыра звездной
массы находится сегодня на расстоянии ~5 пс. Экстраполяция на всю
галактическую плоскость приводит к тому, что черные дыры должны рождаться
в нашей Галактике со скоростью приблизительно одна дыра каждые пять лет и
что полное число черных дыр ~2-10“. Для сравнения: число вспышек
Сверхновых в нашей Галактике — из исторических наблюдений — колеблется
между одной в шесть лет и одной в 25 лет, число вспышек Сверхновых во
внешних галактиках нашего типа и массы — между одной в 10 лет и одной в
40 лет [197]; скорость рождения пульсаров в нашей Г алактике оценивается
из наблюдательных данных от одного пульсара в 8 лет до одного пульсара в
40 лет [198].
Приведенные выше оценки числа черных дыр не следует принимать слишком
всерьез. Наряду с существованием неопределенностей, обусловленных
потерями массы, весьма рискованной является также экстраполяция назад во
времени или на другие области Галактики. Звездные популяции,
существовавшие раньше или существующие сегодня в центральных и внешних
областях нашей Галактики, могут заметно отличаться от наблюдаемого
сегодня вблизи Земли звездного населения (см., например, [204, 210]).
Вернемся к деталям процесса рождения черных дыр. Черные дыры не могут
быть образованы в результате квазистационарного сжатия звезд, так как
гравитационное ускорение в стационарной звезде на стадии образования
горизонта должно быть бесконечным. Поэтому дыры наверняка должны
образовываться при динамическом звездном коллапсе. Однако это почти
единственная вещь, известная наверное.
Для идеализированного случая сферического коллапса имеется много
численных моделей процесса образования черной дыры, в которых
используются реалистические уравнения состояния (см., например, [122]).
Однако в сферически-симметричной картине существуют значительные
неопределенности, связанные с нерешенными вопросами переноса тепла
нейтрино (см., например, [213]), а когда начинают рассматривать еще
магнитные поля, вращение и другие отклонения от сферичности — неизвестно
почти ничего. Численные расчеты несферического коллапса проводятся сейчас
несколькими исследовательскими группами (в Ливерморе, Гарварде, Чикаго и
Техасе), но в ближайшем будущем появление достоверной картины
III. Астрофизика черных дыр
173
маловероятно. Среди важных вопросов, остающихся открытыми, назовем
следующие: могут ли черные дыры образовываться в ядрах каких-либо
Сверхновых? Какое количество массы уносится из внешних слоев
коллапсирующей звезды? Сколько испускается гравитационного излучения? Как
зависят ответы на эти вопросы от массы и углового момента предсверхновой
звезды? Какова роль магнитных полей [24, 1241?
Может быть, наибольшие надежды можно возлагать на детектирование и
изучение гравитационного излучения, возникающего в процессе образования
черной дыры. Форма гравитационного импульса даст непосредственную
информацию о динамическом поведении звездного ядра до и в процессе
образования горизонта, а также о массе и угловом моменте новорожденной
дыры. (Масса и угловой момент определяют комплексные собственные частоты
нормальных мод пульсаций черной дыры и тем самым должны определять
поведение гравитационных импульсов (их форму) в более поздние моменты
времени). Оценка напряженности волн является весьма неопределенной,
однако в случае сильно несферического коллапса представляется вероятным,
что они будут нести энергию, равную нескольким процентам, от массы дыры
[56, 57] в широкополосном импульсе с максимумом на частоте
v~(10 кГц) (M/Mq).
Такие импульсы от источника, расположенного в нашей собственной Галактике
(расстояния ~10 кпс), могли бы без труда детектироваться самой
чувствительной гравитационно-волновой антенной, действующей с 1976 г.
Конечной целью следующих поколений детекторов является наблюдение и
изучение импульсов, приходящих с расстояния ~10 Мпс, соответствующего
скоплению галактик М101, где имеется примерно одна Сверхновая в год; при
увеличении этого расстояния число Сверхновых возрастает пропорционально
кубу расстояния. Дальнейшие подробности можно найти в обзоре Торна [200].
3.2. АККРЕЦИЯ МЕЖЗВЕЗДНОГО ГАЗА НА ЧЕРНУЮ ДЫРУ
Если черная дыра образовалась в результате звездного коллапса в нашей
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed