Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Рюэль Д. -> "Случайность и хаос" -> 48

Случайность и хаос - Рюэль Д.

Рюэль Д. Случайность и хаос — И.: НИЦ, 2001. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): sluchaynostihaos2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 78 >> Следующая

согласно Данте, начертано на вратах Ада: Lasciate ogni speranza, voi ch'
entrate. Оставь надежду всяк, сюда входящий...
На самом деле мое описание черной дыры было немного наивным: при
упоминании "скорости, большей, чем скорость света" в разуме физика
начинают мигать красные лампочки и включаются сирены. При одновременном
рассмотрении гравитации и скорости света нам в качестве физической теории
нужно использовать общую относительность. Согласно теории общей
относительности Эйнштейна черные дыры действительно существуют и могут
вращаться. Они формируются, когда в небольшую область пространства
попадает большое количество материи; они притягивают и поглощают все, что
оказывается поблизости. У астрофизиков нет твердого доказательства того,
что они видели эти черные дыры, но
120
Глава 20
они полагают, что оно у них есть. В частности, очень мощные источники
излучения, присутствующие в центре галактик, а также сверхзвезды
("квазары") считаются связанными с очень массивными черными дырами.
Излучает не сама черная дыра, которая в принципе ничего излучать не
может, а области, ее окружающие. Эти области, если верить астрофизикам, -
места, в высшей степени неприятные, настолько же нездоровые, как врата
Ада. В действительности, если за Ад будет отвечать физик, то вполне
вероятно, что Ад будет выглядеть как массивная черная дыра. Допустим, что
1Е9 (один миллиард) солнечных единиц распался и образовал вращающуюся
черную дыру. Это будет увеличивающийся диск материи, который по спирали
будет спускаться вниз, к дыре. Эта материя, горячая и ионизированная,
образует проводящую плазму и обыкновенно будет переносить некоторое
магнитное поле. Можно попытаться понять динамику падающей материи,
магнитные и электрические поля, электрические токи и т.д. Результаты
зловещи. По оценкам, вокруг дыры возникает падение напряжения порядка
1Е20 вольт (двадцать нулей!). Под влиянием подобной разности потенциалов
электроны ускоряются и сталкиваются с фотонами (частицами света), которые
ударяются о другие фотоны и создают ад электронно-позитронных пар. По
крайней мере, такова одна из точек зрения на происходящее. В отношении
деталей общего мнения не существует, но в глобальном масштабе это
область, примерно равная размеру нашей Солнечной Системы и излучающая
огромное количество энергии. Вы помните, что энергия и масса эквивалентны
и связаны знаменитым отношением Эйнштейна Е = тс2. Вырабатываемая энергия
в этом случае была бы порядка десяти солнечных единиц в год - ужасно
огромная величина, как бы вы на нее ни посмотрели.
Однако на физиков-теоретиков не так легко произвести впечатление, и они
продолжают задавать вопросы такого типа. Допустим, что черная дыра вместо
того, чтобы находиться в центре увеличивающегося диска падающей материи,
находится в одиночестве в полном вакууме. Что бы мы увидели в такой
чистой черной дыре? Создавала бы она какое-нибудь излучение? Согласно
классическим идеям общей относительности чистая черная дыра оказывала бы
гравитационные эффекты: она притягивала бы отдаленную материю, а
вращающаяся черная дыра также заставляла бы материю вращаться. Черная
дыра могла бы иметь электрический заряд, которым мы пренебрежем, ради
простоты. Помимо всего этого, чистые черные дыры очень похожи. Две черные
дыры с одинаковой массой и одинаковым вращением (т. е. одинаковым
Кипящая вода и врата Ада
121
угловым моментом) невозможно отличить друг от друга. Нет никакой разницы,
создана ли эта черная дыра из водорода или из золота. Дыра позабыла о
своем происхождении (помимо массы и углового момента), а физик откажется
говорить о дыре, созданной из водорода или золота. Более того, согласно
общей относительности, дыра не создает излучения.
Среди людей, заглядывавших в проблему черных дыр, был британский
астрофизик Стефен Хокинг, и его не удовлетворил ответ, касающийся
отсутствия излучения. Вердикт общей относительности ясен, но он не
учитывает квантовую механику. (На самом деле, у нас нет полностью
непротиворечивой теории, объединяющей квантовую и общую относительность.)
Почему квантовая механика может оказаться важной для этой проблемы?
Причина состоит в том, что, согласно квантовой теории, "вакуум" не может
быть абсолютно пустым. Если посмотреть на очень маленькую область
вакуума, положение известно достаточно точно, и следовательно соотношение
неопределенностей Гейзенберга утверждает, что скорость (а точнее,
импульс) должна быть достаточно неопределенной. Это значит, что должны
существовать флуктуации вакуума в форме частиц, движущихся с огромной
скоростью4. Я знаю, что этот аргумент звучит как надувательство, но это
наилучший способ выражения того, что математический формализм выразил бы
более логическим образом. Обычно флуктуации вакуума становятся
незначительными, если вы рассматриваете большую область пространства. Но
что происходит, если вакуум подвергается интенсивной гравитации вблизи
черной дыры? Согласно расчетам Хокинга некоторые частицы, составляющие
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 78 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed