КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Искривление пространства и формирование Черных дыр
Закон всемирного тяготения, открытый И. Ньютоном (1687 г.), стимулировал развитие астрономических идей [1]. Вначале Митчелл (1783 г.), затем Лаплас (1796 г.) предсказали возможность существования звезд с таким сильным гравитационным полем, которое задерживает световые фотоны, и поэтому такие звезды становятся невидимыми [1]. Впоследствии их назвали Черными дырами [1]. В 1916 г. немецкий астроном и физик Карл Шварцшильд предложил формулу для расчета гравитационного радиуса Черной дыры, которая следует из законов Классической механики. С тех пор эта формула и используется в астрономических расчетах, а гравитационный радиус называется Шварцшильдовским радиусом.
, (317)
где - гравитационная постоянная; - масса звезды; - скорость света. Известно, что по мере уменьшения длины волны фотона (от инфракрасного до гамма диапазона) его энергия увеличивается примерно на 15 порядков (табл. 3). В такой же последовательности растет и возможность фотона преодолевать силу гравитации, но формула (317) не учитывает этот факт. Поэтому у нас есть основания полагать, что при её выводе была допущена ошибка. В чем её суть? Формула (317) была получена следующим образом. За основу было взято математическое соотношение закона всемирного тяготения [1]
, (318)
здесь: - сила гравитации; - масса фотона; - расстояние между центрами масс тел, формирующих гравитацию. Чтобы найти гравитационный радиус звезды, при котором её гравитационное поле задерживает свет, надо найти равенство между силой гравитации и силой , движущей фотон. Однако, сделать это при полном отсутствии информации об электромагнитной структуре фотона не так просто. Поэтому за основу была взята идея равенства между энергией фотона и потенциальной энергией гравитационного поля . Если предположить, что сила гравитации совершает работу на расстоянии, равном гравитационному радиусу , то эта работа будет равна [1]
. (319)
Связь между энергией фотона , длиной его волны , частотой колебаний и скоростью определяется зависимостями [1]:
(320)
где: Дж с - постоянная Планка; . Далее предполагалось, что фотон будет двигаться в гравитационном поле звезды со скоростью и поэтому его кинетическая энергия должна определяться соотношением При имеем (321)
Из описанного следует, что гравитационное поле звезды будет задерживать фотон при равенстве между её потенциальной энергией (319) и кинетической энергией фотона (320), то есть (322)
Отсюда получаем формулу для расчета гравитационного радиуса, предложенную К. Шварцшильдом (323)
Мы уже показали, что скорость центра масс фотона изменяется в интервале длины его волны таким образом, что её средняя величина остаётся постоянной и равной скорости света. Это дает нам основание определить в первом приближении силу , движущую фотон, путем деления его энергии на длину волны [1]. (324)
Приравнивая силу гравитации (318) и силу, движущую фотон (324) , имеем
(325) Отсюда имеем . (326)
Из изложенного следует, что для определения гравитационного радиуса Черной дыры необходимо использовать равенство между гравитационной силой и силой, движущей фотон, но не равенство энергий. Силу (324), движущую фотон, можно записать так , (327)
где - коэффициент, величина которого зависит от используемого при расчете ускорения центра масс фотона. Для максимального полного ускорения фотона , для максимального касательного ускорения , а для максимального значения проекции полного ускорения на ось , совпадающей с направлением движения центра масс фотона, . В прежних наших публикациях [1] мы приняли , что соответствует максимальному полному ускорению точки условной окружности радиуса . Так как величина указанного коэффициента незначительно влияет на величину ускорения центра масс фотона, то для рассматриваемого нами случая примем . При равенстве между силой (327) , движущей фотон, и силой гравитации (318) гравитационного поля и учете соотношения (326), гравитационный радиус определится по формуле . (328)
Тогда сила , движущая световой фотон с длиной волны м со скоростью м/c, будет равна
(329)
Учитывая, что масса Солнца кг, радиус Солнца м, , постоянная гравитации и обозначая массу фотона через , определим силу гравитации Солнца, действующую на пролетающий мимо фотон, по формуле [1] (330)
Тангенс угла отклонения фотона от прямолинейного движения при его пролете вблизи Солнца будет равен (рис. 107). Известно, неудержимое стремление Артура Эддингтона – руководителя астрофизической экспедиции по наблюдению солнечного затмения (1919г) доказать достоверность эйнштейновской теории об искривлении пространства. Если бы Эддингтон владел, излагаемой нами элементарной информацией, то он, конечно, не поехал бы в Африку, где затмение Солнца было максимально. Ему достаточно было бы рассчитать ожидаемый результат измерений по формуле (331) и убедиться в отсутствии возможности доказать достоверность эйнштейновской теории и убедиться в её полной физической ошибочности. Сделаем это за него Если фотон с длиной волны пролетает вблизи Солнца по прямой, которая параллельна линии, соединяющей центры масс Солнца и Земли, то величина его отклонения от прямолинейного движения в окрестностях Земли будет равна [1]
(331)
где м - расстояние от Земли до Солнца.
Рис. 107. Схема к анализу искривления траектории фотона гравитационным полем Солнца: 1-Солнце; 2- Земля; 3- звезда
Наука пока не располагает приборами, способными зафиксировать величину м (рис. 107). Даже если бы удалось измерить её, то она доказала бы искривление траектории фотона, летящего от звезды, гравитационным полем Солнца, но не искривление пространства. Гравитационный радиус Солнца, при котором оно превращается в Черную дыру, сейчас определяется по формуле (317), не учитывающей длину волны фотона [1]
(332)
Определим гравитационные радиусы Солнца для инфракрасного, светового и гамма фотонов со следующими длинами волн соответственно: , и по формуле (328).
(333)
(334)
(335)
В обычном состоянии плотность вещества Солнца равна 1,4 кг/ [1]. После сжатияплотность вещества Солнца будет зависеть от гравитационного радиуса, определяемого по формулам (332), (333), (334) и (335) соответственно
(336)
(337)
(338)
(339)
Напомним, что плотность ядер атомов оценивается величиной [1]. Теперь видно, что если Солнце сожмется до гравитационного радиуса (333), то его поле гравитации будет задерживать только излучение далекой инфракрасной области спектра. Фотоны с меньшей длиной волны оно будет пропускать свободно. Чтобы задерживались фотоны всех частот, гравитационный радиус Солнца должен быть равен (335), что вряд ли возможно, так как в этом случае плотность вещества Солнца (339) должна быть на 37 порядков больше плотности ядер атомов [1]. Таким образом, ошибка в определении гравитационного радиуса Солнца, как Черной дыры по формуле (317), не учитывающей длину волны электромагнитного излучения, составляет одиннадцать порядков (335), но астрономы до сих пор не знают этого [1]. Если в Природе есть объекты с такой сильной гравитацией, которая задерживает фотоны всех частот, то они не могут быть все черными. Их цвета должны меняться в полном соответствии с изменением цветов фотонов, которые эти объекты не могут задержать. Первыми будут задерживаться фотоны инфракрасной области спектра, затем, по мере уменьшения гравитационного радиуса, фотоны светового, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма диапазонов. Дыра становится черной только при гравитационном радиусе, соответствующем гамма фотону с минимальной длиной волны. Астрофизики зафиксировали, что орбитальный период объекта Лебедь Х-1 совпадает с периодом рентгеновского затмения от этого объекта. Это интересный результат, но он имеет и другие варианты интерпретации. Например, излучение рентгеновских фотонов лишь одной стороной этого объекта. В этом случае указанные периоды тоже будут совпадать.
Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 385; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |