От Пенроуза до Хокинга: как эволюционировали представления людей о черных дырах

Понедельник, 25 октября 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

25.10.2021, 16:45 В 1969 году английский физик Роджер Пенроуз открыл долгожданную связь между термодинамикой и странной механикой черных дыр. Рассмотрим методы и мотивы Пенроуза поближе и выясним, как они повлияли на революционное открытие излучения Хокинга.

Физики до 1950-х годов неохотно принимали идею о том, что черные дыры подчиняются законам термодинамики. Но к 1969 году Пенроуз смог их переубедить.

Роджер Пенроуз был первым, кто показал, как можно извлечь энергию из вращающейся черной дыры. К этому времени он уже зарекомендовал себя в научном сообществе, доказав, что сингулярности черных дыр могут быть появиться в результате коллапса умирающих звёзд.

Свою теорию он основал на тогда ещё недавно введенном понятии «эргосферы» — области вокруг чёрной дыры, из которой материя ещё может вырваться наружу. И пускай она находится за границей черной дыры, пространство-время внутри эргосферы вращается вместе с телом, подобно газу в атмосфере планеты. В своей работе он рассматривал чёрные дыры Керра — вращающиеся незаряженные черные дыры.

Пенроуз предположил, что если частица материи попадает в эту область, она может разделиться на две части — одна из них может упасть в черную дыру, а другая сможет вырваться наружу, унося с собой больше энергии, чем было у исходной частицы.

Советский физик Яков Зельдович исследовал открытие Пенроуза через призму квантовой механики в течение следующих нескольких лет.  Аспирант Якова Зельдовича, Алексей Старобинский, расширил предложение своего научного руководителя, сосредоточив внимание в первую очередь на черных дырах. Он же продемонстрировал, что вращающиеся чёрные дыры должны порождать и излучать частицы в соответствии с принципом неопределённости квантовой механики, что и представил Стивену Хокингу в 1973 году. Хокинг был заинтригован и провел свои собственные расчеты по этому вопросу. К своему удивлению, он пришел к выводу, все черные дыры — не только Керровские — должны излучать частицы и со временем должны испариться.

Выходит, Зельдовичу удалось установить дружеское сотрудничество с западными физиками, что во многом подтолкнуло Стивена Хокинга к открытию квантовых эффектов, которые могут заставить черные дыры излучать частицы. Это и означало, что черные дыры могут подчиняться законам термодинамики — физическое сообщество наконец в этом убедилось.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 282
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003