Тема: Черные дыры и как они образуются

Актуальность. Научное мышление подчас конструирует объекты со столь парадоксальными свойствами, что даже самые проницательные ученые поначалу отказывают им в признании. Самый наглядный пример в истории новейшей физики – многолетнее отсутствие интереса к черным дырам, экстремальным состояниям гравитационного поля, предсказанным почти 90 лет назад. Долгое время их считали чисто теоретической абстракцией, и лишь в 1960-70-е годы уверовали в их реальность. Однако основное уравнение теории черных дыр было выведено свыше двухсот лет назад. Чёрные дыры скрываются повсюду во Вселенной: в звёздной пыли, в газовых облаках, испускаемых огромными газовыми гигантами, пример такой планеты является Юпитер, и практически во всех крупных центрах галактик. Учёные строят разнообразные теории происхождения чёрных дыр. Попробуем описать свойства и процесс образования чёрных дыр, которые подталкивают учёных на создание невероятных теорий, помогающих лучше понять структуру Вселенной.
Цель – изучить свойства, структуру и образование черных дыр.
Задачи:
1. Сделать обзор теорий происхождения черных дыр.
2. Проанализировать современные теории образования черных дыр во Вселенной.
3. Сформулировать выводы по результатам проведенного исследования.
Объект – черные дыры.
Предмет – свойства, структура и образование черных дыр во Вселенной.
Методы: анализ научных источников, методы аналогии и классификации, синтез и обобщение.
Структура: введение, две главы, заключение, список литературы.


Купить

Сейчас в астрофизике существует четыре основных сценария образования черных дыр:
1) Гравитационный коллапс очень массивной звезды. Согласно этой гипотезе, в конце своей жизни практически любая звезда с массой более трех солнечных, которая уже израсходовала все термоядерные реакции, может превратиться именно в такой тип сверхплотной материи – в нейтронную звезду, которая необходима для возникновения подобного искривленного участка Вселенной. По сути, это звезда, которая схлопывается под собственной тяжестью, увлекает за собой пространственно-временной континуум, находящийся вокруг нее. Гравитационное поле этого объекта становится настолько сильным, что из него не может вырваться даже свет. Поэтому эта область называется черной дырой.
2) Коллапс центральной части галактики или области протогалактического газа. По сути, процесс появления черных дыр в этой гипотезе очень похож на первый вариант, только коллапсирует под собственным весом часть галактики, а не отдельная звезда. Эта гипотеза основана на наблюдении ученых, что практически каждая галактика имеет черную дыру в своем центре. Это не сходится с версией о появлении черных дыр из коллапсирующих звезд.
3) Появление черных дыр в момент начального расширения Вселенной, так называемые первичные черные дыры. Согласно этой гипотезе, сразу же после Большого взрыва давление и температура в космосе были сверхвысокими. В таких условиях простые колебания плотности материи, например, начало расширения Вселенной, были достаточно значительными, чтобы появились территории с такой гравитацией. При этом большинство областей с высокой плотностью удалилось друг от друга из-за расширения Вселенной. Также космологами высказано предположение, что первичные черные дыры с массами в диапазоне от 1014 до 1023 кг могут составлять темную материю. Это наиболее тяжелые кандидаты на частицы темной материи.
4) Возникновение черных дыр в ядерных реакциях высоких энергий. Подобные реакции используют для изучения частиц в адронных коллайдерах.
Таким образом, свойства черных дыр многообразны, и нет сомнения, что в будущем развитии физики и, вероятно, техники и технологии, черным дырам предстоит сыграть выдающуюся роль.

Купить