?

Log in

No account? Create an account
holonist [userpic]

А что потом?

January 28th, 2020 (02:27 pm)


                         Кто говорит, мир от огня
                         Погибнет, кто от льда.
                         А что касается меня,
                         Я за огонь стою всегда.
                         Но если дважды гибель ждет
                         Наш мир земной, — ну что ж,
                         Тогда для разрушенья лед
                         Хорош
                         И тоже подойдет.
                                                    Роберт Фрост

Для каждого космического объекта наука может определить две скорости - 1-я и 2-я. Их так и называют - "космические". Первая - это минимальная скорость, необходимая для того, чтобы летать вокруг планеты (или звезды) по круговой орбите, стать спутником. Если эту скорость увеличивать, орбита начнёт вытягиваться, приобретать форму эллипса, в одном из фокусов которого будет находиться та самая планета. А если продолжать увеличивать скорость, наступит момент, когда эллипс разорвётся, и бывший спутник улетит . Та скорость, при которой эллиптическая орбита разрывается, называется второй космической.

Величины космических скоростей зависят от массы  и размеров планеты (звезды). Например, для Земли первая равна 7,9 км/сек, а вторая - 11,2 км/сек. А для "маленькой" Луны - 1,7 и 2,4.

А если представить, что планета (или звезда)   такая тяжёлая и  большая, что вторая космическая скорость больше скорости света?!

Вот это и представил англичанин Джон Мичелл в 1784 году. Он произвёл вычисления, и получилось, что такая звезда должна иметь радиус 500 солнечных, если её плотность будет такой же, как Солнца. Тогда свет не сможет улететь от неё, и она будет невидимой! Это он изложил в письме, которое направил в Королевское общество развития знаний о природе.

До начала XX века его прозрение интереса у учёных не вызывало. Но с появлением теории относительности, когда скорость света оказалась предельно возможной, отношение к вероятному  существованию таких объектов (получивших потом название "чёрных дыр") сильно изменилось.


Я писал раньше, как наука пришла к представлению о том, что звёзды переживают  этапы периодических расширений и сжатий , что и приводит к рождению разных элементов.

Но так же не может продолжаться бесконечно! Звезда имеет хоть и большую, но всё же не бесконечную массу, она не может вечно создавать новые элементы. Когда-то она сгорит полностью.

А что потом, а что потом?
                                      (Е.Евтушенко)


Об этом думал 19-летний Субраманьян Чандрасекар, будущий американский астрофизик и физик-теоретик, будущий лауреат Нобелевской премии, в 1930 году плывущий на корабле из родной Индии в Англию, чтобы поступить в аспирантуру в Кембриджский университет после окончания Мадрасского.

Чандра был неплохо образован, он читал статьи Эйнштейна в подлиннике, встречался в Индии с некоторыми немецкими физиками. Он знал, что ядра звёзд испытывают сильное давление. Но ведь давление также является формой энергии. А по формуле E=mc2 энергия есть лишь другая ипостась массы. То, что мы называем массой, это на самом деле энергия, — просто мы не привыкли узнавать ее в таком обличии. Подобным же образом, энергия - это в действительности масса, просто она имеет непривычну для нас форму. Ведь в уравнении между ними стоит знак равенства!

В очередном цикле сжатия ядро звезды испытывает новое, очень сильное давление, давление может рассматриваться как разновидность энергии, а там, где имеет место большая концентрация энергии, окрестные пространство и время ведут себя так же, как в присутствии большой концентрации массы. Благодаря наличию всей этой «массы», сила притяжения, создаваемая остатками звезды, возрастает. И эта сила притяжения продолжает сдавливать то, что осталось, то есть давление становится еще более сильным. А поскольку этот рост давления можно, опять-таки, трактовать как увеличение энергии, оно — понял Чандра, помнивший о E=mc2, — выглядит, как дальнейший прирост массы. То есть, сила притяжения все растет и растет.

Если вы знакомы с радиотехникой, это можно назвать положительной обратной связью.

У малой звезды такое нарастание давления далеко не заходит, что позволяет веществу, расположенному близ центра звезды, сопротивляться ему. Малая звезда (например, наше Солнце) просто развалится, когда исчерпает свою энергию. Однако, если звезда достаточно массивна, процесс идет дальше, и внутренность ее будет сдавливаться до тех пор, пока…

Пока что?

Пока внутренность звезды просто-напросто исчезнет? Что происходит с остатками звездного вещества, вливающегося в "дыру", которая создается этим нескончаемым коллапсом? Из работ Эйнштейна было ясно, что пространство и время вблизи такой звезды будут сильно искривляться ею. Даже свет не сможет покинуть ее, а ближайшие к ней звезды, притянутые ее гравитационным полем, будут разрываться на части тем, что выглядит как «пустое» место в космосе.

Добравшись до Англии, Чандра обнаружил, что нарисованная им картина отвергается почти всеми, кому он о ней рассказывает. Даже Эддингтон, оказавший когда-то вдохновляющее воздействие на Сесилию Пэйн , заявил, что это «звездная буффонада» и «нелепость».

Однако к 1960-м была впервые обнаружена звезда, которая вращается вокруг области пространства, представляющейся нашим телескопам совершенно пустой. Единственным, что обладает силой, достаточной для того, чтобы добиться этого, занимая место столь малое, может быть черная дыра. Существуют также основательные свидетельства того, что и в центре нашей галактики имеется черная дыра, большущая, приобретшая свои размеры за огромное время, поглощая, в среднем, по эквиваленту одной обычной звезды в год. Пространство-время, действительно, содержит прорехи, как первым понял молодой Чандрасекар.

Через шесть миллиардов лет, когда Земля полетит прочь от исчерпавшего свое топливо и утратившее силу притяжения Солнца, уцелевшие на ней наблюдатели увидят небо, куда более темное, чем наше ночное. Ибо топлива лишатся уже многие звезды, и они начнут угасать — сначала самые яркие, а затем и все остальные.

Наша галактика и Андромеда сближаются, и, когда они сольются, звёзды, проходя срвнительно недалеко друг от друга, вызовут возмущение траекторий, и Земля не будет лететь по прямой.

Если Землю отбросит к центру галактики, то спустя десятки миллионов лет ее притянет к себе находящаяся в нем гигантская черная дыра. Если ее отбросит в противоположную сторону, это будет всего лишь отсрочкой конца. Через 10^18 (это 1 с восемнадцатью нулями) лет опустеют все галактики. Находившиеся в их центрах черные дыры будут медленно плыть по пространству и при каждой встрече с небесными телами высасывать из вселенной массу и энергию. Если же таким телом окажется другая черная дыра, они просто сольются, обратившись в еще более крупного пожирателя материи.

Со временем исчезнут и черные дыры, потому что они расходуют энергию на создание частиц и античастиц (можно сказать - полей и антиполей), т.н. "излучение Хокинга". Все, что они поглотили, возвратится назад как эквивалентное количество излучения. Материи не будет, наступит великий покой.

Что, навсегда?!

Далёкие предки Субраманьяна Чандрасекара знали, что нет. У них существовала единица измерения времени, называемая кальпа. Это один день бога творения Брахмы, длящийся 4,32 млрд лет (солнечная система существует около 4,5 млрд. лет! Разница - 4%) и состоящий из 1000 маха-юг (1 маха-юга = 4 юги). После дня наступает ночь Брахмы, равная по продолжительности дню. То есть, сутки Брахмы длятся 8,64 млрд. лет.

Месяц Брахмы состоит из тридцати таких суток (тридцати дней и тридцати ночей), что составляет 259,2 млрд лет, а год — из двенадцати месяцев. Брахма живет сто лет (311 триллионов 40 миллиардов лет), по прошествии которых умирает, и весь материальный мир уничтожается. Во время этого великого уничтожения, называемого махапралая, прекращает существование космос, входя в тело Маха-Вишну.

По прошествии периода времени, равного жизни Брахмы, космос опять проявляется: из тела Маха-Вишну выходят бесчисленные вселенные, в каждой из которых рождается Брахма и начинается новый цикл кальп.