Як і для білих карликів, для нейтронних зірок існує гранично можлива маса (вона зветься межі Оппенгеймера — Волкова). Однак будівля матерії при настільки високих концентраціях відомо погано. Тому межа Оппенгеймера — Волкова точно не встановлена, його величина залежить від зроблених припущень про тип і взаємодію часток усередині нейтронної зірки. Але в будь-якому випадку він не перевищує трьох мас Сонця.
Якщо маса нейтронної зірки перевершує це значення, ніякий тиск речовини не може протидіяти силам гравітації. Зірка стає хитливої і швидко колапсує. Так утвориться чорна діра.
ЧОРНІ ДІРИ
Термін «чорна діра» був дуже вдало введений у науку американським фізиком Джоном Уілером у 1968 р. для позначення сколапсованої зірки. На досить великих відстанях чорна діра виявляє себе як звичайне гравітуюче тіло тієї ж маси. Поверхні в традиційному розумінні в чорних дір бути не може. Дивно, але самі «екзотичні» з погляду утворення і фізичних проявів космічні об'єкти — чорні діри — улаштовані набагато простіше, ніж звичайні чи зірки планети. У них немає хімічного складу, їхня будівля не зв'язана з різними типами взаємодії речовини — вони описуються тільки рівняннями гравітації Ейнштейна. Крім маси чорна діра може ще характеризуватися моментом кількості руху й електричним зарядом.
Але якщо чорні діри не світять, те як же можна судити про реальність цих об'єктів у Вселеної? Єдиний шлях — спостерігати вплив їх гравітаційного полючи на інші тіла.
Маються побічні докази існування чорних дір більш ніж у 10 тісних подвійних рентгенівських зірках. На користь цього говорять, по-перше, відсутність відомих проявів твердої поверхні, характерних для рентгенівського чи пульсара рентгенівського баристера (наприклад, періодичних імпульсів у випромінюванні), і, у других, велика маса невидимого компонента подвійної системи (більше трьох мас Сонця).
Рис.10. Досить вірогідний кандидат в чорні діри – джерело рентгенівського випромінювання Лебідь Х-1.
Останні досягнення рентгенівської астрономії дозволяють досліджувати рентгенівське випромінювання дуже швидкої (мілісекундної) змінності. В оптичній астрономії з'явилася можливість реєстрації дуже слабких потоків світла. Усе це дає надію, що на початку XXI в. буде отриманий прямий доказ існування в Галактиці чорних дір зоряної маси. А можливо, виявлення чорних дір буде зв'язано з зовсім новим напрямком зоряної науки — гравітаційно-хвильовою астрономією. Уже розробляються гравітаційно-хвильові детектори, що дозволять реєструвати надзвичайно слабкі гравітаційні хвилі від систем, що містять чорні діри. Швидше за все перші виявлені таким методом об'єкти виявляться подвійними чорними дірами, що зливаються один з одним через втрати енергії орбітального руху на гравітаційне випромінювання.
III. ТРИ ГЕНІАЛЬНИХ ПРОЗРІННЯ П‘ЕРА ЛАПЛАСА НА ОДНІЙ СТОРІНЦІ
. Інші зірки з'являлися зовсім раптово і потім через кілька місяців зникали. Прикладом цього може служити зірка, що Тихо Бразі спостерігав у 1572 р. у сузір'ї Кассіопеї. Вона швидко перевершила своїм сяйвом самі яскраві зірки і навіть Юпітер — її можна було бачити в денні години. Потім світло її пішло на спад, і через 16 місяців після її відкриття вона зникла. Її колір сильно мінявся — спершу він був сліпуче білий, потім червонясто-жовтий і нарешті свинцево-білий, як Сатурн. Які ж разючі зміни повинні були відбуватися на цих величезних тілах, щоб вони могли спостерігатися з такої далечіні! Подумайте, наскільки вони повинні перевершувати усе, що ми бачимо на поверхні Сонця, і як переконливо вони доводять, що природа не всюди і не завжди залишається однією і тією ж. Усі подібні зірки, що пізніше знову ставали невидимими, за той час, поки ми могли їх спостерігати, залишалися на тім же самім місці; отже, у просторі існують величезні тіла, можливо настільки ж численні, як і зірки. Світне небесне тіло, що володіє щільністю, рівної щільності Землі, і діаметром, у двісті п'ятдесят разів переважаючим діаметр Сонця, через силу свого притягання не дасть своєму світлу досягти нас. Таким чином, можливо, що найбільші світні тіла у Всесвіті саме через свою величину залишаються невидимими.
(П‘єр Симон Лаплас. Виклад системи світу. 1796 р.)
Лаплас зумів заглянути вперед, обігнавши хід науки на 170 років.
1. Оцінюючи грандіозну потужність спалаху зірки Тихо Бразі (а такі вибухи наприкінці життя масивної зірки ми називаємо спалахом наднової), Лаплас усвідомив незвичайність і важливість тих процесів і змін, що відбуваються в цей час із зіркою.
2. Ґрунтуючись тільки на законі тяжіння Ньютона, Лаплас приходить до відкриття того, що тіла з величезною масою і підвищеною щільністю не дозволяють світловому випромінюванню залишати їхню поверхню. Це передбачення чорних дір. Однак реальні характеристики чорних дір відмінні від лапласовських, тому що вони визначаються теорією відносності Ейнштейна, що уточнює теорію Ньютона.
3. Чорні діри дійсно народжуються при спалахах наднових зірок!
Але всі три прозріння Лапласа в його час не могли бути переконливо обґрунтовані через недостатні експериментальні, фізичні й астрономічні знання, а тому не могли бути прийняті.
Завантажити реферат