|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Релятивистская астрофизика | Релятивистская астрофизика (далее Р)раздел астрофизики, в котором изучаются астрономические явления и небесные тела в условиях, для которых неприменимы классическая механика и закон тяготения Ньютона. К таким условиям относятся: скорость движения, близкая к скорости света, чрезвычайно высокие значения давления и плотности энергии (достигающие или превышающие плотность массы покоя, умноженную на квадрат скорости света), а также гравитационного потенциала (близкие к квадрату скорости света). В основе Релятивистская астрофизика лежат специальная и общая теории относительности (см. Относительности теория, Тяготение).
Первая работа, относящаяся по своему содержанию к Релятивистская астрофизика, появилась в 1916, когда К. Шварцшильд теоретически исследовал гравитационное поле вокруг сильно сжатой массы. Он ввел понятие гравитационного радиуса rg, соответствующего массе М : rg = 2GM/c2, где G — гравитационная постоянная, с — скорость света (для Солнца rg равен 3 км, для Земли — 1 см). Это понятие сыграло большую роль в дальнейшем развитии Релятивистская астрофизика
Сверхплотные звезды, у которых масса сосредоточена внутри сферы с радиусом, меньшим, чем rg, обладают рядом необычных свойств. Так, падающая к звезде частица при приближении к гравитационному радиусу приобретает скорость, приближающуюся к скорости света.
Релятивистское замедление времени становится бесконечным вблизи гравитационного радиуса. Далекий наблюдатель (обладающий необходимыми инструментами) увидел бы, что частица асимптотически (при t ® ¥ ) приближается к сфере с радиусом, равным rg, но не может увидеть, как частица пересекает сферу. Изнутри этой сферы энергия выйти не может. Так была заложена основа современной теории "черных дыр".
В 1930—40-х гг. было объяснено (американские астрономы У. Бааде и Ф. Цвикки, советский физик Л. Д. Ландау и американские физики Р. Оппенгеймер и Дж. М. Волков) превращение обычных звезд достаточно большой массы в конце эволюции в нейтронные звезды, в которых плотность вещества достигает 1014—1015г/см3. В результате звезды с массой, близкой к массе Солнца, превращаются в нейтронные звезды с радиусом около 10 км и гравитационным потенциалом, достигающим 0,3 с2 на поверхности. Позже были изучены пути превращения в "черную дыру" обычных звезд с массой, в 2—3 раза превышающей массу Солнца.
Быстрое развитие Релятивистская астрофизика в 60-е гг. привело к целеустремленным поискам возможных проявлений релятивистских состояний звезд. Было отмечено, что звезды в таком состоянии могут играть роль невидимых спутников в двойных системах, где второй компонент — нормальная звезда. Струи газа, захваченного из окружающего пространства, ускоренные до скорости, близкой к скорости света, могут быть источником рентгеновского излучения при ударе о поверхность нейтронной звезды или при столкновении струй между собой. Однако широкое признание Релятивистская астрофизика получила после открытия (1967) пульсаров, представляющих собой быстро вращающиеся нейтронные звезды.
С помощью приборов, поднятых за пределы атмосферы, были открыты источники рентгеновского излучения в составе двойных звезд. Некоторые из этих источников оказались нейтронными звездами с сильным полем, испускающими направленные потоки рентгеновского излучения. Излучение при этом является следствием перетекания газа с поверхности нормальной звезды (входящей в состав двойной звезды) на поверхность нейтронной звезды. В двух случаях с большой вероятностью можно считать, что одним из компонентов является "черная дыра", в гравитационном поле которой разогревается и испускает рентгеновские лучи газ, истекающий с поверхности другого компонента — нормальной звезды. При исследовании процесса сжатия нормальной звезды в нейтронную было обнаружено, что поле при этом усиливается обратно пропорционально площади поверхности звезды, т. е. в миллиарды раз.
Менее разработана теория квазаров. Однако не подлежит сомнению, что и в этих объектах большую роль играют поле, внутренние движения газа, релятивистские частицы. Возможно и наличие "черной дыры" в центре квазара.
Значительное место в Релятивистская астрофизика уделяется изучению космических лучей, а также гамма-излучения, являющегося результатом взаимодействия протонов и более тяжелых ядер космических лучей с межзвездным веществом.
Взрывы сверхновых звезд, сопровождающиеся образованием нейтронных звезд и "черных дыр" и приводящие, по-видимому, к выбрасыванию быстрых частиц, т. е. космических лучей, также являются предметом исследований Релятивистская астрофизика
Одно из направлений Релятивистская астрофизика — исследование гравитационных волн (см. Гравитационное излучение).
Релятивистская астрофизика в своих выводах тесно соприкасается с космологией.
Вопросы Релятивистская астрофизика наиболее глубоко исследуются в СССР, США и Великобритании.
Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967; их же, Теория тяготения и эволюция звезд, М., 1971; их же, Строение и эволюция Вселенной, М., 1975; Пиблс П., Физическая космология, пер. с англ., М., 1975.
Я. Б. Зельдович. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
