WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Релятивістські об’єкти астрофізики - Курсова робота

Релятивістські об’єкти астрофізики - Курсова робота

Курсова робота на тему:

Релятивістські об'єкти астрофізики

План:

I. Вступ.

II. Білі карлики:

II.IВідкриття.

II.IIФізичні характеристики білих карликів.

II.IIIНаочна модель.

III. Пульсари:

III.IВідкриття.

III.IIРадіопульсари.

III.IIIРентгенівські пульсари.

IV. Чорні дірки:

IV.IІсторія ідеї про чорні дірки.

IV.II Формування чорних дірок.

IV.IIIВластивості чорних дірок.

IV.IVПошуки чорних дірок.

V. Висновок

VI. Література

I. Вступ.

Перші вказівки на існування в космосі речовини, що знаходиться в екстремальному стані, було отримано ще в 1914 р. Саме тоді американський астроном Адамс, аналізуючи спектр Сіріуса В, слабкого супутника (з абсолютною велічиной всього 11,Зт)найяскравішої зірки нашого неба, прийшов до висновку, що Сіріус В має високу температуру, близьку до температури самого Сіріуса, і, отже, повинен мати малий радіус (менше радіусу Землі) при масі, майже рівній сонячній. До того часу Сіріус B відносили до червоних зірок і малу світимість пов'язували з низькою температурою. Повірити в існування "білих карликів" у той час було важко; але з їх реальністю довелося примиритися.

Першим слово "чорна дірка" вимовив Джон Уілер в 1968 р., але історія ідеї про абсолютно нестійке небесне тіло - сингулярності в космосі - йде у давнину. Про неї вперше заговорив навіть не Лаплас в кінці XVIII ст., як це було загальноприйнято рахувати, а ще раніше, в 1776 р., учень Кавендіша Майкл, який роздумував про те, що швидкість світла повинна зменшуватися, коли світло здійснює роботу проти сил поля тяжіння. Він вважав, що, вимірюючи швидкість світла від далекої зірки, можна оцінити її масу. У записках Кавендіша, виданих Максвелом, є також коротке зауваження про можливість існування небесних тіл, що "замикають" в своїх надрах світло. Але всі ці ідеї були міцно забуті і відродилися лише в наші дні.

Відкриття нейтронних зірок - у вигляді пульсарів - відноситься до 1967 р., але їх існування передбачалося теоретиками ще в початку 30-х років нашого століття. Отже лише у разі білих карликів спостереження поставили теорію в безвихідь - Еддінгтон писав, що сучасники повинні були вважати міркування про білих карликів абсурдними; у двох же інших випадках компактних об'єктів теорія набагато випередила спостереження.

Компактні об'єкти-білі карлики, нейтронні зірки, и чорні дірки "народжуються", коли "гинуть" нормальні зірки, тобто коли використовується більша частина ядерного палива зірки.Всі три типи компактних об'єктів відрізняються від нормальних зірок двома фундаментальними ознаками. По-перше, використавши, ядерне пальне, вони перестають опиратися гравітаційному колапсу за рахунок термодинамічному тиску. Білі карлики утримує від колапсу тиск вироджених електронів, а нейтронні зірки –головним чином тиск вироджених нейтронів. Чорні дірки-зірки повністю сколапсовані, тобто це зірки, які вже не можуть опиратись власній силі тяжіння і, стискаються аж до сингулярності. Всі три типи компактних об'єктів за виключенням спонтанно випромінюючих "міні"-дірок є по суті статичними за час існування Всесвіту. Вони представляють собою кінцеву стадію зіркової еволюції.Друга характерна риса компактних об'єктів, яка відрізняє їх від нормальних зірок, - дуже малі розміри. Компактні об'єкти мають набагато менший радіус, ніж нормальна зірка такої ж маси. Через великий діапазон, в якому може мінятися густина компактних об'єктів, їх вивчення потребує глибокого фізичного розуміння структури матерії и природи сил, які діють між частинками ,в надзвичайно широкій області зміни параметрів. Всі чотири типи фундаментальних взаємодій грають важливу роль в компактних об'єктах. Особливо помітною є велика величина гравітаційного потенціалу на поверхні компактних об'єктів, яка приводить до того, що при визначенні їх внутрішнього важливими виявляються ефекти загальної теорії відносності. Навіть для білих карликів для яких ньютонівська теорія тяжіння адекватно описує рівноважний стан, загальна теорія відносності виявляється необхідною при вивченні їх стану.

Через малу величину радіуса білі карлики, які світяться випромінюють залишки своєї теплової енергії, однак вони характеризуються значно більшою температурою, ніж нормальні зірки, хоча при цьому мають низьку світність.(Нагадаємо, що для чорного тіла з температурою Т и радіусом R потік пропорційний Т, так що світність веде себе як R Т.) Іншими словами, білі карлики набагато "біліші" нормальних зірок-карликів, з чим и пов'язана їх назва.

Чорну діру взагалі ніяке світло(и ніщо інше) покинути не може. Тому ізольована чорна діра буде виглядати чорною для будь-якого спостерігача.

Нейтронні зірки отримали свою назву через те що вони складаються в основному із нейтронів, які утворились внаслідок взаємного знищення електронів і протонів в процесі їх бета- розпаду. Так як густина нейтронних зірок фактично рівна ядерній, то вони представляють собою "гігантські ядра", які утримуються за рахунок власної сили тяжіння.

Білі карлики можна спостерігати в оптичні телескопи під час довгого періоду їх охолодження. Нейтронні зірки можна спостерігати як імпульсні радіоджерела (пульсари) и як первин джерела рентгенівського випромінювання, яке виникає внаслідок акреції газу на нейтронну зірку (рентгенівські пульсари). Чорні діри можна виявити тільки завдяки впливу які вони чинять на оточення. Наприклад, в деяких умовах вони можуть проявляти себе як аперіодичні джерела рентгенівського випромінювання, яке виникає внаслідок акреції газу.

II. Білі карлики:

II.IВідкриття.

Білі карлики - одна з найцікавіших тем в історії астрономії: вперше були відкриті небесні тіла, що володіють властивостями, вельми далекими від тих, з якими ми маємо справу в земних умовах. І, ймовірно, розвязок загадки білих карликів поклав початок дослідженням таємничої природи речовини, захованої десь в різних куточках Всесвіту.

У Всесвіту багато білих карликів. У свій час вони вважалися рідкістю, але уважне вивчення фотопластин, отриманих в обсерваторії Маунт-паломар (США), показало, що їх кількість перевищує 1500. Вдалося оцінити просторову щільність білих карликів: виявляється, в сфері з радіусом в 30 світлових років повинно знаходитися близько 100 таких зірок. Історія відкриття білих карликів сходить до початку 19 ст, коли Фрідріх Вільгельм Бессель, простерігаючи рух найбільш яскравої зірки Сіріус, відкрив, що її шлях є не прямою лінією, а має хвилеподібний характер. Власний рух зірки відбувався не по прямій лінії; здавалося, що вона ледве помітно зміщувалася з одного боку в інший. До 1844 року, через приблизно десять років після перших спостережень Сіріуса, Бессель прийшов до висновку, що поряд з Сіріусом знаходиться друга зірка, яка, будучи невидимою, здійснює на Сіріус гравітаційний вплив; це виявляється по коливаннях в русі Сіріуса. Ще цікавішою виявилася та обставина, що якщо темний компонент дійсно існує, то період обертання обох зірок щодо їх загального центру тяжіння рівний приблизно 50 рокам.

Перенесемося в 1862 рік і з Німеччини до Кембріджа, штат Массачусетс (США). Алвану Кларку, найбільшому будівельникові телескопів в США, Університету штату Міссісіпі було доручено сконструювати телескоп з об'єктивом діаметром 18,5 дюйма (46 см), який повинен був стати найбільшим телескопом в світі. Після того, як Кларк закінчив обробку лінзи телескопа, потрібно було перевірити, чи забезпечена необхідна точність форми її поверхні. З цією метою лінзу встановили в рухомій трубі і направили на Сіріус - найяскравішу зірку, що є кращим об'єктом для перевірки лінз і виявлення їх дефектів. Зафіксувавши положення труби телескопа, Алван Кларк побачив слабку "примару", яка з'явилася на східному краю поля зору телескопа у відблиску Сіріуса. Потім, у міру руху небозводу, в поле зору потрапив і сам Сіріус. Його зображення було спотворене - здавалося, що "примара" є дефектом лінзи, який слід було б усунути, перш ніж здати лінзу в експлуатацію. Проте ця виникша у полі зору телескопа слабка зірочка виявилася компонентом Сіріуса, передбаченим Бесселем. На закінчення слід додати, що із-за першої світової війни, що почалася, телескоп Кларка так ніколи і не був відправлений до Міссісіпі - його встановили в Дірбоновськой обсерваторії, поблизу Чікаго, а лінзу використовують, до цього дня, але на іншій установці.

Loading...

 
 

Цікаве