Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смородинский Я.А. -> "Температура" -> 49

Температура - Смородинский Я.А.

Смородинский Я.А. Температура — Температура, 1981. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): temperatura1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 58 >> Следующая

Земли относительно реликтового излучения и с разными другими факторами.
Так что реликтовое излучение оказывается. с точки зрения термодинамики
менее идеальным, чем идеальный газ в лаборатории.
Итак выяснилось, что наша Вселенная представляет собой термостат, в
котором поддерживается температура 2,7 К. Измерение температуры
реликтового излучения в разных местах небосвода показывает, что скорость
движения Солнечной системы относительно реликтового излучения составляет
примерно 300 км/с. Для сравнения напомним, что скорость движения Земли по
орбите вокруг Солнца составляет 30 км/с.
Реликтовое излучение оказалось очень похожим на абсолютную систему,
относительно которой можно измерять скорость космических объектов.
134
Температура реликтового излучения - еще
не самая удивительная из коллекции температур. Совсем фантастически
выглядит история с температурой черной дыры.
Эта история неожиданным образом началась еще в XVIII веке. В 1783 г.
молодой английский физик Майкл заметил, что если существует звезда с
очень большим радиусом (в 500 раз большим радиуса Солнца) и плотностью,
равной плотности Солнца, то "...свет, излученный таким телом, будет
возвращен обратно из-за собственной тяжести". Несколько позже то же самое
повторил Лаплас (в 1799 г.). Предсказание, подтвержденное почти
правильными (хотя и неверно выведенными) формулами, оправдалось в общей
теории относительности.
Формула для радиуса звезды, для которой вторая космическая скорость равна
скорости света (так что никакое тело и даже свет не может покинуть ее
поверхность), имеет вид
где у - ньютоновская постоянная, а р - плотность
соотношение можно записать как соотношение между массой и радиусом:
тела RTp. Он пропорционален массе звезды и равен, например, для Солнца 3
км.
Из теории эволюции Вселенной следует, что кроме фотонов во Вселенной
должен существовать и нейтринный фон, температура которого (несколько
более низкая, чем у фотонов) должна быть около 2 К. Как обнаружить такие
"реликтовые" нейтрино, пока никто не знает. Это - трудная задача для
будущих наблюдателей.
Около небесного тела, радиус которого R не превышает его гравитационного
радиуса Rrp, происходят
" _/8л ур у/а \ 3 с* ) '
тела. Если ввести массу тела М = л/?3р, то последнее
Величина называется гравитационным радиусом
135
странные события. Все тела, находящиеся вблизи такого небесного тела (на
расстоянии меньше 3/?гр, если тело движется медленно), падают на него и
ни при каких условиях не могут вырваться обратно из огромного по величине
поля тяжести. Для такого тела выбрали мрачное имя - "черная дыра". С
поверхности черной дыры не могут выходить никакие сигналы или частицы.
В сильном гравитационном поле черной дыры изменяется частота фотона. На
расстоянии /?гр от центра черной дыры частота (а с ней и энергия) фотона
обращается в нуль. Это можно понимать так, что на то, чтобы вырваться из
гравитационного поля черной дыры, фотон должен затратить всю свою энергию
и выходит "наружу" с энергией, равной нулю, т. е. просто исчезает.
Странные события происходят и с телами, падающими на черную дыру. Падение
сопровождается огромным выделением энергии, и это обстоятельство делает
гипотезу черной дыры очень соблазнительной для астрофизики.
Черные дыры, возможно, играют роль в тех областях Вселенной, где
выделяется очень много энергии: квазарах, ядрах галактик. До сих пор
никто не понимает, откуда берется эта энергия. Может быть, основным
источником энергии таких объектов являются черные дыры, масса которых в
миллионы и в миллиарды раз больше массы Солнца и в которых, как в атомных
бомбах, "сжигается" масса покоя согласно формуле Е - Мсг. Такая картина
энергетического баланса выглядит достаточно внушительно. Есть основание
считать, что двойная звезда Х-1 в созвездии Лебедь имеет черную дыру в
качестве невидимой компоненты. Однако все такие утверждения еще очень
ненадежны, и о них пока не стоит говорить более подробно.
ПАРАДОКС ЧЕРНОЙ ДЫРЫ
Существование черной дыры само по себе парадоксально. Черная дыра ведет
себя, как тело с температурой, равной абсолютному нулю, потому что с
помощью черной дыры можно полностью превратить тепло в работу.
При падении на черную дыру тело может производить работу за счет энергии
гравитационного притяже-
136
ния к черной дыре. Если какое-либо тело падает на черную дыру, то вся его
энергия вместе с "энергией покоя" М0с2 (М0 - масса покоя тела) может быть
превращена в работу *).
Таким образом, на границе черной дыры полная энергия тела обратится в
нуль. Можно сказать, что масса покоя тела погасится отрицательной
потенциальной энергией тела в гравитационном поле черной дыры. В обычных
земных условиях потенциальная энергия очень мала по сравнению с энергией
покоя, так что масса падающего камня остается практически неизменной; при
падении в поле черной дыры она обращается в нуль.
Закон тяготения действует так, что сила притяжения пропорциональна массе
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 58 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed