of 15 /15
De Ene Luminita-Cristina Clasa a X-a C GAURILE NEGRE

Gaurile Negre

Embed Size (px)

DESCRIPTION

fizica

Text of Gaurile Negre

PowerPoint Presentation

De Ene Luminita-CristinaClasa a X-a C

GAURILE NEGRECe sunt gaurile negre?

Ogaur neagreste unobiect astronomiclimitat de o suprafa n interiorul creiacampul gravitationaleste att de puternic, nct nimic nu poate scpa din interiorul aceastei suprafae, cunoscut i sub denumirea de orizontul evenimentului. Nici mcar radiaia electromagnetic(de ex.lumina) nu poate scpa dintr-o gaur neagr, astfel nct interiorul unei guri negre nu este vizibil, de aici provenind i numele. Gaura neagr are n centrul ei o regiune cunoscut i drept singularitate".

IstoricNoiunea de corp suficient de masiv nct s nu permit nici mcar luminii s scape a fost pentru prima oar menionat n1783degeologulJohn Mitchell n lucrarea sa adresatSocietii Regaledin Anglian1915EinsteinpublicTeoria relativitii generalizate, n prealabil demonstrnd faptul c lumina este influenat de fora gravitaional. Cteva luni mai trziuKarl Schwarzschildgsete o soluie a ecuaiilor de cmp ale lui Einstein ce descrie cmpul gravitaional al unui corp sferic, simetric, nerotativn1931Subrahmanyan Chandrasekharsusine n conformitate cuteorie relativitii, un corp care nu mai emiteradiaiii are masa mai mare dect o anumit limit (numit limita Chandrasekhar la 1,4 mase solare) trebuie s aiba densitate infinit. Cu alte cuvinte obiectul trebuie sa aiba raza zeron1976Stephen Hawking demonstreaz c, odat format o gaur neagr, ea ncepe s piard din mas radiind energie (radiaie Hawking), fapt ce intr n contradicie cufizica cuantic. n2004este descoperit un grup de guri negre ce duce la noi teorii privind distribuia gurilor negre nuniversi la concluzia c exist de cinci ori mai multe guri negre dect s-a presupus pn acum.Propietati fiziceTeorema unicitii gurilor negre afirm c, odat ce devine stabil, dup formare, o gaur neagr este caracterizat de doar trei parametri fizici independeni:mas,sarcina electricimomentul cinetic.Oricare dou guri negre ce au aceleai valori pentru aceti trei parametrii, nu pot fi difereniate conform mecanicii clasice (non-cuantic).Aceste proprieti sunt speciale prin aceea c sunt observabile din exterior. De exemplu, o gaur neagr ncrcat electric respinge alte sarcini de aceli sens la fel ca oricare alt obiect.n mod similar, masa total din interiorul unei sfere ce conine o gaur neagr poate fi aflat folosind corespondentele gravitaionale ale legii lui Gauss, la distane mari de gaura neagr.De asemenea momentul cinetic poate fi msurat de la distan.Cea mai simpl gaur neagr are mas, dar nu are moment cinetic. Aceste guri negre sunt adesea denumiteguri negre Schwarzschild, dup fizicianul germanKarl SchwarzschildNoiunea popular a unei guri neagre c "atrage n ea tot " din ceea ce exist n apropierea sa este, prin urmare corect doar aproape de limita orizontului gurii negre; mai departe, cmpul gravitaional extern este identic cu al oricrui alt corp cu mas asemntoaren general soluiile gurilor negre au fost descoperite mai trziu, n secolul 20.Soluia Reissner-Nordstrmdescrie o gaur neagr cu sarcin electric, n timp ceKerr metricerandamentele o gaur neagr prin rotaie. Mai mult n general, cunoscutstaionaresoluie Black Hole,Kerr-Newman metrice, descrie att de ncrcare i, momentului cinetic.

Formarea gaurilor negreCnd o stea de aproximativ 20 de ori mai mare ca Soarele i epuizeaz "combustibilul" intr n colaps, nemaiputnd s susin toate reaciile ce au loc n interiorul ei. Ea explodeaz provocnd o explozie de proporii numit supernov. Dar miezul stelei rmne compact iar colapsul continu. Particulele miezului se zdrobesc una de alta din cauza propriei gravitaii pn cnd tot ce rmne este o gaur neagr.

Componenta si efecteleLa marginea unei guri negre exist o "grani" invizibil numit orizontul evenimentului. Odat depit aceast grani nimic nu poate scpa din gaura neagr, nici mcar lumina, motiv pentru care tot ceea ce se ntmpl ntr-o gaur neagr rmne invizibil. n interiorul unei guri negre, n ciuda aparenelor, se presupune c este extrem de luminos, deoarece lumina este i ea prins n gaura neagr. Materia absorbit de gaura neagr este supus diverselor efecte fizice precum i comprimrii. n centrul unei guri negre se afl unul dintre cele mai misterioase fenomene fizice: singularitatea. Singularitatea este un punct de volum ce tinde spre zero dar care conine o mas ce tinde spre infinit. n cazul unei guri negre, singularitatea este masa unei ntregi stele de minim 20 de ori mai mare ca Soarele nostru, concentrat ntr-un punct al spaiului. Singularitatea are o for gravitaional colosal, ea dnd fora de atracie a unei guri negre.

O gaur neagr poate ngloba extrem de mult materie, n ciuda dimensiunilor ei nu tocmai mari, deoarece ea comprim materia. Materia atras de o gaur neagr nu intra n ea cu o traiectorie dreapt, ci rotindu-se n form de spiral, apropiindu-se din ce n ce mai mult de gaur. n timp ce gaura neagr absoarbe mult materie din cauza rotirii acesteia n jurul gurii, gaura neagr doar pare neagr din cauza culorii materiei care, n timp ce se rotete poate depi de zeci de ori mrimea gurii negre. Dar gaura neagr rmne n centrul cercului de materie, fiind vizibil.O gaur neagr super-masiv este un adevrat "monstru" spaial. Ea este de milioane de ori mai mare dect o gaur neagr obinuit i poate captura de miliarde de ori mai mult materie dect conine Soarele nostru. Aceti "montri" pot absorbi galaxii ntregi. Majoritatea galaxiilor de mari proporii (de ex: Calea Lactee) au n centrul lor o gaura neagr super-masiv.Despre gaurile negreDac raza uneisfere, cu aceeai densitate ca cea aSoarelui, ar depirazaacestuia ntr-o proporie de 500 la 1, uncorpce ar cdea de la o nlime foarte mare - infinit - ar avea la contact viteza egal cuviteza luminii.Luminaeste la rndul ei atras de aceeai for, proporional cu masa ineriala sferei. n consecin toat lumina emis de un astfel de corp ar fi imediat atras de fora luigravitaional.John Mitchell 1783, ntr-o lucrare adresatSocietii RegaledinAngliaDac miezul lsat n urm de ctre explozia uneisupernoveare masa mai mare dect cea a soarelui nostru,foracare ine laolaltneutroniinu este suficient de mare ca s poat echilibra fora gravitaional proprie. Miezul continu s se contracte. n momentul n care masa miezului este suficient de concentrat, fora gravitaional a acestuia este imens i miezul se contract n el nsui dnd natere la o gaur neagr.Aceast for nu se poate explica nfizica clasiciastronomiifolosesc teoria relativitii a lui Einstein ca s explice comportamentul luminii i al materiei fa de aceast imens for gravitaional.Potrivit relativitii generale,spaiuldin jurul miezului este att de puternic curbat nct atrage i lumina. O stea de zece ori mai mare dect soarele nostru se poate transforma ntr-o gaur neagr doar dac se comprim pn la undiametrude aproximativ 90kmsau chiar mai puin