Govorya bez obinyakov, ochen' rasstraivaet takaya srednevekovaya astrofizika.
"Chernye dyry" - samyi nastoyashii mif. Chernaya koshka v temnoi komnate.
Real'no nablyudaemye ob'ekty, kotorye obzyvayut "chernymi dyrami", byli vo vseh sluchayah identificirovany
doktorom Arpom, klassikom astrofiziki, kak kvazary.
I eto tak.
Pochemu "chernye dyry" - mif?
Delo v tom, chto mif o chernyh dyrah est' porozhdenie mifa o fotone - pushechnom yadre. Etot
mif rodilsya eshe v antichnye vremena. Matematicheskoe razvitie on poluchil v trudah Isaaka N'yutona v vide
korpuskulyarnoi teorii sveta. Korpuskule sveta pripisyvalas' massa. Iz etogo sledovalo, chto pri vysokih
uskoreniyah svobodnogo padeniya vozmozhen povorot traektorii lucha sveta vspyat', po parabole, kak eto
proishodit s pushechnym yadrom v gravitacionnom pole Zemli.
Otsyuda rodilis' skazki o "radiuse Shvarcshil'da", "chernyh dyrah Hokinga" i pr. Vprochem,
eti skazki neskol'ko drevnee. V 1795 godu matematik P'er Simon Laplas pisal:
"Esli by diametr svetyasheisya zvezdy s toi zhe plotnost'yu, chto i Zemlya, v 250 raz
prevoshodil by diametr Solnca, to vsledstvie prityazheniya zvezdy ni odin iz ispushennyh eyu luchei ne smog by
doiti do nas; sledovatel'no, ne isklyucheno, chto samye bol'shie iz svetyashihsya tel po etoi prichine yavlyayutsya
nevidimymi." [citata po Braginskii V.B., Polnarev A. G. Udivitel'naya gravitaciya. - M., Nauka, 1985]
Odnako, kak vyyasnilos' v 20-m veke, foton ne obladaet massoi i ne mozhet
vzaimodeistvovat' s gravitacionnym polem kak vesomoe veshestvo.
Skazka ob uglovom otklonenii lucha sveta vblizi Solnca, vozrozhdennaya Einshteinom v nachale
20-go veka i podhvachennaya apologetom relyativizma Eddingtonom do sih por schitaetsya naukoi.
Real'no, nikakoe gravitacionnoe pole ne v sostoyanii neobratimo izmenit' vektor lucha
sveta, a tem bolee reversirovat' ego. Eto narushilo by zakon sohraneniya impul'sa. Sushestvuyut lish' yavleniya
poperechnogo dreifa lucha, izvestnye kak zvezdnaya
aberraciya Dzheimsa Bredli i yavlenie Georgiya Nikitina, pri
kotoryh vektor impul'sa sveta neizmenen, est' lish' Galileevskoe slozhenie skorostei i vyzvannoe etim
kazhusheesya izmenenie ugla.
Otsutstvie real'nogo neobratimogo povorota lucha sveta proverit' ochen' prosto. Eto mozhno
uvidet' v horoshii teleskop.
Pri pokrytii sveta dal'nei zvezdy blizhnei dolzhno voznikat' dva izobrazheniya dal'nei zvezdy:
odno - zapazdyvayushee so storony zahoda dal'nei zvezdy, a drugoe - operezhayushee, so storony voshoda, a pri
otsutstvii pokrytiya, no blizkom prohozhdenii lucha - vidimoe iskrivlenie traektorii dal'nei zvezdy. Etogo ne
nablyudaetsya ni v odnom iz sluchaev pokrytiya zatmennyh dvoinyh zvezd (na segodnya bolee 500 par).
Ris.1. Voobrazhaemyi, no ne realizuemyi eksperiment po razdvoeniyu izobrazheniya pokryvaemoi
zvezdy.
Kogda relyativisty rassmatrivayut sil'nye gravitacionnye polya, to oni zabyvayut o tom, chto
predel'nym gravitacionnym potencialom yavlyaetsya kvadrat skorosti sveta, i on ne mozhet byt' nikogda
preodolen, dazhe v neprotivorechivoi relyativistskoi teorii.
Real'no, pri prolete v otnositel'no slabyh gravitacionnyh polyah, kakie sozdayut Zemlya i
Solnce, svet ispytyvaet lish' slaboe gravitacionnoe izmenenie chastoty, sootvetstvuyushee raznice
gravitacionnyh potencialov tochek izlucheniya i priema. Zdes' my mozhem zapisat'
|
(1)
|
gde φ - gravitacionnyi potencial na poverhnosti nebesnogo tela, γ -
gravitacionnaya postoyannaya, M - massa nebesnogo tela, R - ego radius; f0 -
chastota sveta na poverhnosti izlucheniya, f - chastota togo zhe kvanta pri udalennom ot nebesnogo tela
prieme.
Istinnost' vyrazhenii (1) proverena mnogokratno, v tom chisle seriei eksperimentov,
podobnyh eksperimentu Paunda - Rebki i izmereniyu smesheniya fraungoferovyh linii na limbe Solnca.
Esli my primem razumnuyu poziciyu, zaklyuchayushuyusya v tom, chto vse material'noe sostoit iz materii (efira), to
est' yavlyaetsya lish' ee chast'yu, a samoi materii sootvetstvuet vezde postoyannyi i maksimal'nyi po otnosheniyu k
ee chastyam - razlichnym formaciyam, gravitacionnyi potencial c2, to otnoshenie potencialov v
(1) neizbezhno dolzhno byt' menee 1.
Deistvitel'no, zapishem opredelenie Z
Z = (f0 - f)/f
otsyuda i iz (1) poluchaem
ili
φ/c2 = (Z-1 + 1)-1 < 1
Otsyuda ponyatna nevozmozhnost' "chernyh dyr" i bessmyslennost' "radiusa Shvarcshil'da". Svet
dazhe iz samyh sil'nyh gravitacionnyh polei dolzhen vyhodit', poteryav lish' chast' energii na preodolenie
gravitacionnogo potenciala. To est' dlya nablyudatelya, nahodyashegosya vdali ot massivnogo nebesnogo tela,
svet, ispuskaemyi s poverhnosti etogo tela, budet imet' krasnoe smeshenie, odnoznachno zavisyashee ot
otnosheniya M/R (sm. ris.2.)
φ = γM/R = γρ4πR2/3 = γρS/
3
gde ρ - srednyaya plotnost' nebesnogo tela; S - ploshad' poverhnosti tela.
Ris.2. Svyaz' mezhdu gravitacionnym potencialom i gravitacionnym Z.
Esli interesny podrobnosti, klikaite na http://bourabai.kz/