Проект на тему Космические чудеса Выполнила ученицы 5 А

Проект на тему”Космические чудеса” Выполнила ученицы 5 А класса Сальянова Руслана Проверила учительница по географии Бочкарева Светлана Владимировна

Содержание: 1. Что такое черная дыра? 2. Что такое крабовидная туманность? 3. История черной дыры , крабовидной туманности. 4. Гиппотиза.

Что такое черная дыра? Чёрная дыра — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда. Теоретически возможность существования таких областей пространства-времени следует из некоторых точных решений уравнений Эйнштейна, первое из которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году. Точный изобретатель термина неизвестен но само обозначение было популяризовано Джоном Арчибальдом Уилером и впервые публично употреблено в популярной лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное» (англ. Our Universe: the Known and Unknown) 29 декабря 1967 года[Комм 1]. Ранее подобные астрофизические объекты называли «сколлапсировавшие звёзды» или «коллапсары» (от англ. collapsed stars), а также «застывшие звёзды» (англ. frozen stars). Вопрос о реальном существовании чёрных дыр тесно связан с тем, насколько верна теория гравитации, из которой следует их существование. В современной физике стандартной теорией гравитации, лучше всего подтверждённой экспериментально, является общая теория относительности (ОТО), уверенно предсказывающая возможность образования чёрных дыр (но их существование возможно и в рамках других (не всех) моделей, см. : Альтернативные теории гравитации). Поэтому наблюдаемые данные анализируются и интерпретируются, прежде всего, в контексте ОТО, хотя, строго говоря, эта теория не является экспериментально подтверждённой для условий, соответствующих области пространства-времени в непосредственной близости от чёрных дыр звёздных масс (однако хорошо подтверждена в условиях, соответствующих сверхмассивным чёрным дырам). Поэтому утверждения о непосредственных доказательствах существования чёрных дыр, в том числе и в этой статье ниже, строго говоря, следует понимать в смысле подтверждения существования астрономических объектов, таких плотных и массивных, а также обладающих некоторыми другими наблюдаемыми свойствами, что их можно интерпретировать как чёрные дыры общей теории относительности.

Что такое крабовидная туманность? Крабови дная тума нность (M 1, NGC 1952, Taurus A) — газообразная туманность в созвездии Тельца, являющаяся остатком сверхновой SN 1054 и плерионом. Туманность первым наблюдал Джон Бевис в 1731 году. Она стала первым астрономическим объектом отождествлённым с историческим взрывом сверхновой, записанным китайскими и арабскими астрономами в 1054 году. Расположенная на расстоянии около 6500 световых лет (2 кпк) от Земли, туманность имеет диаметр в 11 световых лет (3, 4 пк) и расширяется со скоростью около 1500 километров в секунду. В центре туманности находится пульсар «Crab Pulsar» (нейтронная звезда), 28— 30 км в диаметре, который испускает импульсы излучения от гамма-лучей до радиоволн. В рентгеновском и гамма-диапазоне излучения свыше 30 кэ. В этот пульсар является сильнейшим постоянным источником подобного излучения в нашей галактике. Туманность выступает в качестве источника излучения для изучения небесных тел, которые заслоняют её. В 1950 -х и 1960 -х годах излучение наблюдалось сквозь солнечную корону при исследовании сверхкороны, также в 2003 году измеряли толщину атмосферы спутника Сатурна — Титана по тому, как он блокировал рентгеновские лучи от туманности.

История черной дыры. «Чёрная звезда» Мичелла (1784— 1796) Концепция массивного тела, гравитационное притяжение которого настолько велико, что скорость, необходимая для преодоления этого притяжения (вторая космическая скорость), равна или превышает скорость света, впервые была высказана в 1784 году Джоном Мичеллом в письме, которое он послал в Королевское общество. Письмо содержало расчёт, из которого следовало, что для тела с радиусом в 500 солнечных радиусов и с плотностью Солнца вторая космическая скорость на его поверхности будет равна скорости света. Таким образом, свет не сможет покинуть это тело, и оно будет невидимым. Мичелл предположил, что в космосе может существовать множество таких недоступных наблюдению объектов. В 1796 году Лаплас включил обсуждение этой идеи в свой труд «Exposition du Systeme du Monde» , однако в последующих изданиях этот раздел был опущен. Тем не менее, именно благодаря Лапласу эта мысль получила некоторую известность.

История крабовидной туманности Крабовидная туманность является остатками сверхновой, взрыв которой наблюдался, согласно записям арабских и китайских астрономов, 4 июля 1054 года. Вспышка была видна на протяжении 23 дней невооружённым глазом даже в дневное время. Впервые была открыта Джоном Бевисом в 1731 году, затем переоткрыта Мессье в 1758 году. Крабовидная туманность получила своё название от рисунка астронома Уильяма Парсонса, использовавшего 36 -дюймовый телескоп в 1844 г. В этом наброске туманность очень напоминала краба (возможно, мечехвоста, не относящегося к ракообразным, английское тривиальное название которого horseshoe crab — краб-подкова). При повторном наблюдении туманности в 1848 г. с помощью нового 72 дюймового телескопа Парсонс нарисовал более точный рисунок, однако название «Крабовидная туманность» осталось. Туманность также называется Messier 1 или M 1, как первый объект Мессье, каталогизированный в 1758 году.

Гиппотиза черных дыр. Черная дыра – область пространства-времени в космосе, из которой ничего не может выйти, даже свет. Согласно общей теории относительности, достаточное количество массы при высокой плотности искривляет пространство-время так, что оно становится бездонным колодцем, из которого нельзя выбраться. Вокруг черной дыры существует поверхность, называемая горизонтом событий. Свет (или материя), попадающие за эту грань, остаются в черной дыре. Это свойство аналогично абсолютно черному телу, не отражающему и не испускающему свет. Однако, квантовая механика показывает, что черные дыры должны излучать как черное тело с конечной температурой. Температура обратно пропорциональна массе черной дыры, что делает технически сложным детектирование этого излучения для дыр с массой, как у средней звезды. Объекты, гравитационное поле которых слишком сильно даже для прохождения света, рассматривались еще в XVIII веке. Точное определение этого объекта было впервые дано Карлом Шварцшильдом, нашедшим соответствующее решение уравнений общей теории относительности. До 60 -х годов это решение рассматривалось как математический курьез, не имеющий под собой физического основания. Интерес к компактным массивным объектам появился после открытия первой нейтронной звезды. К образованию черной дыры приводит смерть массивной звезды, материя которой схлопнулась к центру из-за ослабления давления изнутри, создаваемого ядерными реакциями. По мере расхода топлива это давление уменьшается, и звезда сжимается. Для образования сверхмассивной черной дыры обычная дыра должна слиться с другой дырой или поглотить звезду. Такие дыры находятся в центрах большинства галактик (или всех), в Млечном путидыра имеет массу около 4 миллионов масс Солнц.

Гиппотиза крабовидной туманности. Что же является источником энергии Крабовидной туманности? Уже давно было замечено, что время от времени в центре туманности возникают быстрые движения, скорость которых достигает 26 000 км/с. Это наводило на мысль, что именно там находится такой невидимый источник. Им оказался пульсар, который был обнаружен в центре туманности в 1968 г. Этот пульсар самый молодой из известных. Его возраст, определенный по систематическому увеличению периода пульсации, совпал с возрастом туманности. Благодаря своему быстрому вращению (период 0, 03 с) пульсар выделяет много энергии. Часть ее обеспечивает излучение самого пульсара, но более значительная доля этой энергии питает туманность. Здесь она также перераспределяется: часть ее излучается синхротронным механизмом, примерно такая же доля идет на ускорение движения волокон, которое было обнаружено еще в 1938 г. , и лишь незначительная часть излучается волокнами. Совпадение возраста пульсара и туманности убедительно показывает, что они имеют общее происхождение и обязаны своим существованием вспышке сверхновой звезды в 1054 г. Но результат вспышки сверхновой звезды может быть и иным, поскольку наблюдаются «молодые» остатки сверхновых звезд, вспыхнувшие 300— 400 лет назад, которые заметно отличаются от Крабовидной туманности.