«Սև խոռոչ»–ի խմբագրումների տարբերություն
Content deleted Content added
No edit summary |
No edit summary |
||
Տող 5.
'''Սև խոռոչ՝''' տարածաժամանակային բնագավառ<ref>''Дымникова И. Г.'' Чёрные дыры // Физическая энциклопедия. Т. 5. Стробоскопические приборы — Яркость / Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол.: Д. М. Алексеев, А. М. Балдин, А. М. Бонч-Бруевич и др. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — С. 452—459. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.</ref>, որի [[Ձգողականություն|գրավիտացիոն ձգողականությունն]] այնքան մեծ է, որ [[Երկրորդ տիեզերական արագություն|այն թողնել]] չի կարող նույնիսկ [[Լույսի արագություն|լույսի արագությամբ]] շարժվող օբյեկտները, այդ թվում հենց [[Լույս|լույսի]] [[Ֆոտոն|քվանտը]]: Այս շրջանի սահմանը կոչվում է [[իրադարձությունների հորիզոն]], իսկ նրա բնութագրական չափերը՝ {{iw|գրավիտացիոն շառավիղ||ru|Гравитационный радиус}}: Գնդաձև համաչափ սև խոռոչի պարզագույն դեպքում այդ սհմանը հավասար է [[գրավիտացիոն շառավիղ|Շվարցշիլդի շառավղին]]:
Տեսականորեն տարածաժամանակային այսպիսի շրջանների գոյության հնարավորությունը հետևում է [[Այնշտայնի հավասարումներ|Այնշտայնի հավասարումների]] մի քանի ճշգրիտ լուծումներից, որոնցից առաջինը<ref>{{cite web|url=http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/CHERNAYA_DIRA.html|title=Владимир Сурдин. Чёрная дыра|accessdate=2012-05-19|publisher=Энциклопедия Кругосвет|archiveurl=http://www.webcitation.org/68e5tYMNf|archivedate=2012-06-24}}</ref> [[1915]] թվականին ստացել է [[Կառլ Շվարցշիլդ|Կառլ Շվարցշիլդը]]: Տերմինի ճշգրիտ հայտնագործողը հայտնի չէ
Բացի դրանից, սև խոռոչներ են անվանում նաև այն օբյեկտներին, որոնք խստորեն չեն համապատասխանում վերը շարադրված սահմանումներին, այլ ընդամենը իրենց հատկություններով մոտ են սև խոռոչներին, օրինակ՝ դրանք կարող են լինել կոլապսի ուշ փուլում գտնվող կոլապսային աստղերը: Ժամանակակից ֆիզիկայում այս տարբերությանը այդքան էլ մեծ նշանակություն չի տրվում
Տարբերում են սև խոռոչների կազմավորման չորս սցենար՝
Տող 32.
Խոշոր մարմնի զանգվածայնության գրավիտացիոն ձգողականության կոնցեպցիան, որ այդպիսի ձգողությունը հաղթահարելու [[Երկրորդ տիեզերական արագություն|երկրորդ տիեզերական արագությունը]] հավասար է կամ գերազանցում է լույսի արագությանը, առաջին անգամ {{iw|1784 գիտության մեջ|1784|en|1784 in science}} թվականին տրվել է {{iw|Ջոն Միչել|Ջոն Միչելի|ru|Мичелл, Джон}}՝ Լոնդոնի թագավորական ընկերության համար գրված նամակում: Նամակը պարունակում էր հաշվարկ, որից հետևում էր, որ 500 արեգակնային շառավիղ և Արեգակի խտությանը հավասար խտություն ունեցող մարմնի մակերևույթի վրա երկրորդ տիեզերական արագությունը հավասաար է լույսի արագությանը{{-1|<ref>Alan Ellis.
[http://www.astronomyedinburgh.org/publications/journals/39/blackholes.html Black holes — Part 1 — History] // The Astronomical Society of Edinburgh Journal, № 39 (лето 1999).</ref>}}: Այսպիսով, լույսը չի կարող հեռանալ այդ մարմնից, և այն անտեսանելի կլինի{{-1|<ref name="Levin">{{статья|автор=А. Левин|заглавие=История чёрных дыр|издание=Популярная механика|ссылка=http://elementy.ru/lib/164648|издательство=ООО «Фэшн Пресс»|год=2005|страницы=52-62|номер=11}}</ref>}}: Միչելը ենթադրեց, որ տիեզերքում կարող են գոյություն ունենալ այդպիսի բազմաթիվ օբյեկտներ, որոնք փակ են ուսումնասիրման համար: {{iw|1796 գիտության մեջ|1796|en|1796 in science}} թվականին [[Պիեռ Սիմոն Լապլաս|Պիեռ-Սիմոն Լապլասը]] այս գաղափարի քննարկումը ընդգրկեց իր «{{lang-fr2|Exposition du Systeme du Monde}}» աշխատանքի մեջ, սակայն հետագա հրատարակություններում այդ բաժինը բաց թողնվեց: Այնուամենայնիվ, հենց Լապլասի շնորհիվ այս միտքը որոշակի ճանաչում ստացավ
=== Միչելից մինչև Շվարցշիլդ (1796–1915) ===
Տող 42.
{{iw|1905 գիտության մեջ|1905|en|1905 in science}} թվականին [[Ալբերտ Այնշտայն|Ալբերտ Այնշթայնը]] օգտագործեց Լորենցի և Պուանկարեյի շտկումները իր [[Հատուկ հարաբերականության տեսություն|հատուկ հարաբերականության տեսորթյան]] (ՀՀՏ) մեջ, որում իներցիալ հաշվանքի համակարգերի օրենքը գալիլեյյան ձևափոխումներից անցնում էր լորենցյանին: Դասական (գալիլեյյան-ինվարիանտային) մեխանիկան այդ ընթացքում փոխարինվեց {{iw|Լորենց-ինվարիանտային|Լորենց-ինվարիանտային|en|Lorentz covariance}} մեխանիկայի: Վերջինիս շրջանակներում լույսի արագությունը դարձավ սահմանային արագություն, որը կարող է զարգացնել ֆիզիկական մարմինը, և դա կտրուկ փոխեց սև խոռոչների նշանակությունը տեսական ֆիզիկայում:
Սակայն նյուտոնյան ձգողության տեսությունը (որի վրա ի սկզբանե հիմնված էր սև խոռոչների տեսությունը) չի հանդիսանում լորենց-ինվարիանտային: Այդ պատճառով այն չի կարող կիրառվել լույսի կամ նրան մոտ արագությամբ շարժվող մարմինների համար: Այս թերությունից զրկված ձգողության ռեյլատիվիստիկ տեսությունը ստեղծվել է հիմնականում Այնշթայնի կողմից ([[1915 գիտության մեջ|1915]] թվականի վերջում այն վերջնականապես ձևակարպված) և ստացել է [[ընդհանուր հարաբերականության տեսություն]] (ԸՀՏ) անվանումը
Իր բնույթով ՀԸՏ-ը գեոմետրիկական տեսություն է: Այն ենթադրում է, որ գրավիտացիոն դաշտըտարածաժամանակային թեքման դրսևորում է (որը, այսպիսով, դառնում է պսևդորիմանովային և ոչ թե պսևդոէվկլիդային, ինչպես և հատուկ հարաբերականության տեսության մեջ):
Տող 58.
Քանի որ սև խոռոչները հանդիսանում են լոկոալ և համեմատաբար կոմպակտ գոյացություններ, ապա նրանց տեսության կառուցման ժամանակ զերծ են մնում {{iw|կոսմոլագիական հաստատուններ|կոսմոլագիական հաստատունների|en|Cosmological constant}} առկայությունից, որովհետև նրանց էֆեկտները այդպիսի խնդրի բնութագրիչ չափերի համար անհամեմատելի փոքր են: Այդ ժամանակ ՀՀՏ-ն շրջանակներում սև խոռոչների ստացիոնար լուծումները, ավելացված հայտնի նյութական դաշտերով, բնութագրվում են ընդամենը երեք պարամետրերով՝ [[Զանգված|զանգվածով]] ({{math|''M''}}), [[Իմպուլսի մոմենտ|իմպուլսի մոմենտով]] ({{math|''L''}}) և [[Էլեկտրական լիցք|էլեկտրական լիցքով]] ({{math|''Q''}}), որոնք գումարվում են կոլապսի ժամանակ սև խոռոչ մտնող համապատասխան բնութագրիչներին և նրա մեջ ընկնող մարմիններին ու ճառագայթումին (եթե բնության մեջ գոյություն ունի [[Մագնիսական մոնոպոլ|մագնիսական մոնոպոլ]]), ապա սև խոռոչները կարող են ունենեալ նաև մագնիական լիցք ({{math|''G''}}), {{-1|{{sfn|И. Д. Новиков, В. П. Фролов. Физика чёрных дыр|1986|name="hairs"|loc=§ 6.1.
«Черные дыры не имеют волос», с. 112}}}} բայց դեռ այդպիսի մասնիկներ հայտնաբերված չեն): Կամայական սև խոռոչ ձգտում է, արտաքին փոխազդեցությունների բացակայության ժամանակ, վերածվել ստացիոնարայինի, որը ապացուցվել է բազմաթիվ ֆիզիկոս-տեսաբանների կողմից, որոնցից հատուկ կարելի է շեշտել նոբելյան ափնեկիր [[Սուբրամանյան Չանդրասեկար|Սուբրամանյան Չանրասեկարի]] ներդրումը, որի գրչին է պատկանում այս ուղղության «Սև խոռոչների մաթեմատիկական տեսություն» ֆունդամենտալ մենագրությունը
Համապատասխան բնութագրիչներով սև խոռոչների համարայնշթայնի հավասարումների լուծումները՝
Տող 73.
* Կեր-Նյումանի լուծումը ({{iw|1965 գիտության մեջ|1965|en|1965 in science}} թվական, <ref>{{статья|автор=Newman E. T., Couch E., Chinnapared K., Exton A., Prakash A., Torrence R. J.|заглавие=Metric of a rotating charged mass|издание=[[Journal of Mathematical Physics]]|год=1965|том=6|страницы=918|doi=10.1063/1.1704351}}</ref> — այս պահի համար համարյա լիովին ստացիոնար և անհամաչափ լուծում՝ կախված երեք պարամետրերից:
Պտտվող սև խոռոչի համար լուծումը չափազանց բարդ է: Նրա դուրս բերումը նկարագրվել է 1963 թվականին Կերի կողմից շատ համառոտ, {{-1|<ref>{{статья|автор=Kerr, R. P.|заглавие=Gravitational ield of a Spinning Mass as an Example of Algebraically Special Metrics|язык=en|издание=Physical Review Letters|год=1963|том=11|страницы=237-238|doi=10.1103/PhysRevLett.11.237|ссылка=http://adsabs.harvard.edu/abs/1963PhRvL..11..237K}}</ref>}} և միայն մեկ տարի անց մանրամասները հրատարակվեցին Կերի և Շիլդի կողմից կոնֆերենցիայի աշխատանքներում: Կերի և Կեր-Նյումանի լուծման դուրսբերման առավել մանրամասն նկարագրությունը 1969 թվականին հրատարակվեց Դեբնեյի, Կերի և Շիլդի հայտնի աշխատանքում
Համարվում է, որ աստղաֆիզիկայի համար առավել մեծ նշանակություն ունի Կերի լուծումը, քանի որ լիցքավորված սև խոռոչները պետք է շուտ լիցքաթափվեն տիեզերական տարածությունից ձգելով կամ կլանելով հակառակ լիցքով լիցքավորված իոններ ու փոշի: Գոյություն ունի նաև հիպոթեզ
=== «Վարսերի բացակայության» մասին թեորեմ ===
Տող 239.
Սև խոռոչների առաջացման իրական պրոցեսների համար Ստրոմինջերն ու Վաֆան հակադրեցին կառուցողական մոտեցում:{{-1|<ref name="Gross">Гросс, Дэвид. [http://elementy.ru/lib/430177 Грядущие революции в фундаментальной физике.] Проект «Элементы», вторые публичные лекции по физике (25.04.2006).</ref>}} Էությունը կայանում էր նրանում, որ նրանք փոխեցին սև խոռոչների առաջացման տեսակետը, ցույց տալով, որ նրանց կարելի է կազմավորել անվտանգության ճշգրիտ հավաքածույի ''երկրորդ գերլարային հեղափոխության'' ժամանակ ստացված մեկ մեխանիզմի մանրակրկիտ հավաքման միջոցով:
Ստրոմինջերը և Վաֆան կարողացան հաշվարկել սև խոռոչների վերադասավորման միկրոսկոպական բաղադրիչների թիվը, ընդ որում ընդհանուր դիտվող բնութագրիչները, օրինակ զանգվածը և էլեկտրական լիցքը, մնում են անփոփոխ: Այդ դեպքում այդ վիճակի էնտրպիյան ըստ որոշման հավասար է ստացված թվի՝ թերմոդինամիկական համակարգի հնարավոր միկրոսկոպական թվի [[Լոգարիթմ|լոգարիթմին]]: Այնուհետ նրանք համեմատեցին սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնի մակերեսի արդյունքը՝ այդ մակերեսը համեմատական է սև խոռոչի էնտրոպիային, այնպես ինչպես կանխատեսել են Բեկենշտեյնն ու Հոկինգը դասական պատկերացման հիման վրա{{-1|<ref name="Gross"/>}}{{-1|<ref name="bh2">{{cite web|url=http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh5.html|title=Чёрные дыры. Ответ из теории струн|publisher=Перевод «Официального Сайта Теории Суперструн»|accessdate=2009-10-18|archiveurl=http://www.webcitation.org/6184UxQ4E|archivedate=2011-08-22}}</ref>}}: Ծայրահեղ դեպքում էքստրեմալ սև խոռոչների դասի համար Ստրոմինջերին ու Վաֆային հաջողվեց, մի քանի շաբաթների տարբերությամբ, համարյա էքստրեմալ սև խառաչների այդպիսի էնտրոպիայի արդյունք տվեցին նաև Պրինստոնից Կրուտ Կապլանը և {{iw|Խուան Մալդեսեն|Խուան Մալդեսենը|en|Juan Maldacena}}:{{-1|{{sfn|Susskind|2008|p=391}}}}:
Այս խմբի արդյունքները, սակայն, տարածվեցին հետագայում: Քանի որ նրանք կարողացան կազմավորել ոչ լրիվ էքստրեմալ սև խոռոչ, նրանք հաշվարկեցին նաև տվյալ բյեկտի գոլորշիացման արդյունքը, որը համընկավ Հոկինգիինի հետ:{{-1|<ref>Экстремальные чёрные дыры в рамках термодинамики чёрных дыр имеют нулевую температуру и не испаряются — от них нет излучения Хокинга.</ref>}}Այդ արդյունքը նույն տարվա մեջ հաստատվեց երկու հնդիկ ֆիզիկների՝ Սամիթ Դասի և Սամիր Մատուրի աշխատությունով, և Գուատամ Մանդալն ու Սպենտա Վադյան նույնպես ստացան գոլորշիացման նույն արդյունքը: Այս հաջողությունը հանդիսացավ [[սև խոռոչում ինֆորմացիայի անհետացում|սև խոռոչում ինֆորմացիայի անհետացման]] բացակայության ապացույցներից մեկը սև խոռոչի կազմավորման և գոլորշիացման ժամանակ
[[2004]] թվականին Սամիր Մատուրի թիմը Օհայոյի համալսարանից, սկսեց զբաղվել սև խոռոչի ներքին լարային կառուցման հարցերով: Արդյունքում նրանք ցույց տվեցին, որ համարյա միշտ առանձին լարերի զանգվածի փոխարեն ծագում է մեկ՝ շատ երկար լար, որի մասերը միշտ «դուրս են ցցվում» իրադարձությունների հորիզոնից այն կողմ քվանտային ֆլուկտուացիաների հաշվին, և համապատասխանաբար կկտրվեն, ապահովելով սև խոռոչի գոլորշիացումը: Գրավիտացիոն սինգուլյարությունը այդպիսի կծիկի ներսում չի կազմավորվի, իսկ նրա չափերը ճշգրտորեն կհամընկնի դասական հորիզոնի չափերին: Մեկ այլ մոդելում, որը զարգացրին [[Հէրի Հորովից|Հէրի Հորովիցը]] {{iw|Կալիֆորնյան համալսարան Սանտա-Բարբարայում||en|University of California, Santa Barbara}} և [[Հուան Մալդասեն]]ը {{iw|Նորարական հետազոտությունների ինստիտուտ|Նորարական հետազոտությունների ինստիտուտից|en|Institute for Advanced Study}}, սինգուլյարությունը ներկա է, բայց նրա մեջ ինֆորմացիան չի ընկնում, քանի որ [[Քվանտային տելեպորտացիա|Քվանտային տելեպորտացիայի]] հաշվին, դուրս է գալիս սև խոռոչից, փոխելով Հոկինգի ճառագայթման բնույթը, որը այժմ դառնում է ոչ այնքան ջերմային՝ այս կառուցումները հիմնվում են AdS/CFT-հետևության հիպոթեզի վրա: Բոլոր այսպիսի մոդելները, սակայն, մինչ այժմ կրում են նախնական բնույթ
== Սպիտակ խոռոչներ ==
|