Эволюция представлений о чёрных дырах по Ивану Хар
по Ивану Харину http://proza.ru/avtor/89629047867
Иван Шмаков 3 > Происхождение > Эволюция представлений о чёрных дырах по Ивану Харину
1.
теоретические фантазии совсем без наблюдений
2.
первое наблюдение ЧД
3.
ЧД в центре Галактики
4.
Три ЧД от Gaia
5.
Испарение ЧД
Известные и знаменитые учёные ,
упомянутые Иваном Хариным
- - - - - - - - - - - - - - - - - -
1.
теоретические фантазии совсем без наблюдений
Дайджест
Тайны Мироздания . История открытия чёрных дыр
Иван Харин http://proza.ru/2026/07/31/766
по состоянию на 01.08.2026 :
1 / 1.
1783 , " английский физик , астроном и священник , а ещё и геолог Джон Мичелл " , « тёмная звезда »
2 / 1.
1796 , французский математик Пьер-Симон Лаплас ,
« Возможно , существуют настолько массивные звёзды , что свет от них не может улететь » ,
" ... позже Лаплас убрал эту историю из новых изданий книги .
И дело здесь в том , что в начале XIX века всё сильнее побеждала волновая теория света .
А если свет — это волны , а не частицы , то
старая логика « гравитация тормозит частицу света » уже не действовала в отношении световых волн ,
что вызывало определённые сомнения в возможности существования невидимых массивных звёзд , удерживающих свет …
Но самое интересное здесь в том , что много лет спустя
другие учёные снова вернулись к этой мысли , когда стало ясно ,
что свет может быть и волной и частицей ( корпускулярно-волновой дуализм ) , — и поняли , что Лаплас был на верном пути ! "
3 / 1.
радиус Шварцшильда
" Настоящий прорыв случился с появлением общей теории относительности ( ОТО ) Альберта Эйнштейна
( окончательно сформулирована к 1915 году ) . . . . . . В том же 1915 году немецкий физик Карл Шварцшильд
нашёл первое точное решение уравнений Эйнштейна ,
которое описывало пространство-время вокруг сферического не вращающегося массивного объекта .
В его решении всплыла особая величина — радиус Шварцшильда .
Это такой критический радиус :
если всю массу объекта сжать в сферу с таким радиусом ( или сделать объект ещё плотнее ) ,
то пространство-время искривится настолько сильно , что
образуется горизонт событий , и геометрия пространства-времени меняется настолько радикально ,
что возникает объект , из которого ничто не может выйти , — чёрная дыра .
Это такая « точка невозврата » :
как только что-то ( даже свет ! ) пересекает эту границу , оно уже не может вырваться обратно .
В самом центре , в сингулярности ,
плотность становится бесконечной , а законы физики , какими мы их знаем , перестают работать .
В рамках ОТО д л я л ю б о й м а с с ы ( разрядка моя , — И.Ш. ) можно рассчитать радиус Шварцшильда .
Это радиус сферы , на которой находился бы горизонт событий ,
если бы всю эту массу сжали в точку ( или в объём меньше этого радиуса ) .
Радиус Шварцшильда для Земли — примерно 0,887 см ( чуть меньше сантиметра ) . ...
Для Солнца этот радиус составляет около 2,95 км .
При собственном радиусе Солнца примерно в 696 тысяч километров это ничтожно мало . "
4 / 1.
1963 , кольцо Керра
" В 1963 году новозеландский математик Рой Керр
нашёл решение уравнений для вращающейся чёрной дыры ( решение Керра ) .
В не вращающейся чёрной дыре сингулярность — это точка с бесконечной плотностью в центре .
А в решении Керра она превращается в кольцо ( кольцевая сингулярность ) .
Представь не точку , а тонкое вращающееся колечко в самом центре — вот так выглядит сингулярность у вращающейся дыры .
• Можно пролететь сквозь дырку в кольце .
В строгих расчётах получается , что если ты летишь не прямо в кольцо , а сквозь его середину ,
то ты не обязательно врежешься в сингулярность . Это не значит , что там безопасно , : гравитация всё равно дикая .
Но чисто математически маршрут « сквозь центр кольца » выглядит иначе , чем « в лоб в кольцо » .
• Там могут быть « двери » в другие места .
Некоторые математические модели говорят , что за кольцом
пространство может вести себя так , будто оно соединяет разные части Вселенной или даже разные Вселенные .
Это похоже на тоннель , который начинается в одном месте и выходит в другом .
Но это пока только красивые идеи на бумаге — мы не видели ни одного такого тоннеля в реальности .
• Время и пространство меняются местами .
Это звучит странно , но в общей теории относительности именно так и бывает :
рядом с очень сильной гравитацией привычные понятия « где » и « когда » начинают путаться .
Внутри кольца эта путаница становится максимальной . "
5 / 1.
большая звезда [ —— ) чёрная дыра
" Долгое время чёрные дыры оставались математической абстракцией .
Важно было понять : а есть ли в природе механизм , который мог бы создать такой объект ?
В 1930-х годах индийский астрофизик Субраманьян Чандрасекар
изучил , что происходит со звездой , когда она исчерпывает ядерное топливо .
Он показал : конечный результат зависит от массы звезды .
Если масса превышает определённый предел ( позже его уточнили Оппенгеймер и Волков ) ,
звезда не может стабилизироваться как белый карлик или нейтронная звезда и коллапсирует дальше — в чёрную дыру .
Позже Роберт Оппенгеймер и Хартланд Снайдер на идеализированной модели доказали ,
что массивная коллапсирующая звезда стягивается к своему гравитационному радиусу . "
2.
первое наблюдение ЧД
Дайджест
Тайны Мироздания . История про Лебедя X 1
Иван Харин http://proza.ru/2026/07/31/813
по состоянию на 05.08.2026 :
1 / 2.
1964 , рентген из созвездия Лебедя
" В 1964 году учёные запустили в небо небольшую ракету
с особыми детекторами — не для того , чтобы фотографировать звёзды , а чтобы ловить невидимые лучи — рентгеновские .
Это как суперзрение , которое видит то , что обычный глаз не замечает .
И вот , когда ракета поднялась высоко , детекторы вдруг « закричали » :
в созвездии Лебедя нашёлся невероятно мощный источник рентгеновского света ,
расположенный на расстоянии около 7000 световых лет от нас ! Его назвали Cygnus X 1 ( Лебедь X 1 ) . "
2 / 2.
двойная звезда , голубой гигант и невидимка
" Астрономы стали изучать этот участок неба и обнаружили : там живёт непонятная звёздная пара .
Одна звезда — огромная , яркая , голубая , словно гигантская ёлочная игрушка в Космосе .
Учёные дали ей имя HDE 226868 .
А рядом с ней прятался — кто-то невидимый , но который оказывал на неё конкретное воздействие .
Он качал этот голубой гигант .
По тому , как сильно и как быстро голубая звезда качалась ,
астрономы смогли посчитать , сколько весит этот её сосед-невидимка , который тянет её к себе .
К 1974 году расчёты показали :
он тяжелее Солнца примерно в 21 раз !
А это слишком много для обычной звезды и даже для нейтронной звезды ( это такие сверхплотные « остатки » звёзд ) .
Значит , это могла быть только чёрная дыра .
И это стало первым убедительным доказательством существования чёрной дыры звёздной массы .
Вероятно , звезда сколлапсировала непосредственно в чёрную дыру , минуя взрыв сверхновой .
Радиус горизонта событий такой чёрной дыры , согласно вычислениям ,
должен иметь всего лишь 300 км « в качестве верхней границы линейного размера области источника » .
Второй компонент этой системы — видимая звезда , голубой сверхгигант с переменным блеском HDE 226868 ,
массой примерно 19 масс Солнца , а её радиус примерно в 20 раз больше нашего светила .
Это молодая звезда , возрастом около 5 миллионов лет ,
о чём свидетельствует её химический состав ( отсутствие тяжёлых элементов ) .
Температура поверхности звезды около 31 000 Кельвина ( поэтому она голубая ) ,
из-за этого у неё очень мощная светимость — она ярче нашего Солнца примерно в 30 - 40 тысяч раз .
Переменность светимости происходит
из-за приливного взаимодействия с её компаньоном — чёрной дырой ,
которая пытается тянуть её к себе , из-за чего форма звезды искажается ( становится каплевидной ) ,
и при вращении её блеск меняется примерно на 0,06 звёздной величины с периодом около 5,6 дня ,
это указывает на орбитальный период этой двойной системы .
Объекты находятся на расстоянии около 0,2 астрономической единицы друг от друга ,
а [ период обращения ] * составляет примерно 5,6 дня .
Ещё учёные выяснили , что
сама чёрная дыра крутится как волчок — её горизонт событий делает больше 800 оборотов в секунду !
Почти на пределе возможного . "
———————
* Слова " период обращения " в цитируемом источнике отсутствуют .
Возможно , следует вставить не " период обращения " , а " полупериод обращения " .
3.
ЧД в центре Галактики
Дайджест
Тайны Мироздания . История про Стрельца А
Иван Харин http://proza.ru/2026/07/31/894
по состоянию на 06.08.2026 :
1 / 3.
2020 , Нобелевская премия
" В 2020 году Райнхарду Генцелю и Андреа Гез дали Нобелевскую премию за то , что они
десятилетиями следили за звёздами в центре нашей Галактики
и доказали , что в её центре на расстоянии около 27 тысяч световых лет от Земли сидит настоящий космический монстр . "
2 / 3.
многолетние наблюдения
" Астрономы долго наблюдали за центром Млечного пути ,
кропотливо фиксируя там положение звёзд и нанося их на карту движения .
В итоге получилось настоящее космическое кино :
год за годом астрономы снимали , как звёзды кружатся вокруг … чего-то невидимого .
И кружатся не просто так , а по очень строгим дорожкам — будто их держит на невидимых нитках гигантский магнит .
... учёные смотрели на звёзды у самого сердца нашей Галактики и видели :
они носятся по эллипсам , то ускоряясь , то замедляясь , словно их тянет к одной точке .
Особенно помогла звезда по имени S2 — она стала настоящей звездой-детективом .
Она обращается вокруг Стрельца А* по довольно вытянутой эллиптической орбите .
Полный оборот занимает примерно 15,5–16 лет .
Ключевой параметр — перицентр , то есть точка орбиты , где звезда ближе всего к чёрной дыре .
Для S2 это около 120 астрономических единиц ( а.е. ) .
Для масштаба : расстояние от Солнца до Нептуна — примерно 30 а.е. , так что
120 а.е. — это всё ещё очень далеко в космических масштабах ( в полутора тысячах от горизонта событий ) ,
но крайне близко по меркам центра галактики .
Когда S2 подлетает ближе всего к центру , её скорость становится сумасшедшей — почти 3 процента от скорости света !
Это , как если бы ты за секунду мог бы облететь Землю семь раз подряд .
Астрономы годами замеряли ,
где именно находятся звёзды в центре Млечного Пути ,
как они движутся , насколько меняется их свет из-за скорости и гравитации .
Для этого
использовали самые мощные телескопы на Земле ,
а чтобы не мешал воздух , ставили их высоко в горах ,
и даже объединяли
несколько телескопов в один гигантский « суперглаз » — так картинка становилась чёткой , будто смотришь из космоса .
И вот , когда все эти дорожки звёзд аккуратно наложили друг на друга ,
они сошлись в одной крошечной точке ( на представленной схеме показаны орбиты 6 звёзд ) .
Дальше пошла математика :
по скорости и форме орбит учёные посчитали , какая масса должна быть в этой точке , чтобы так сильно тянуть звёзды .
Получилось около 4 миллионов масс Солнца — и всё это упаковано в область размером примерно 12 миллионов километров .
Это настолько плотно , что никакой обычный объект ( ни звезда , ни облако газа ) так себя вести не может .
Остаётся только один вариант — сверхмассивная чёрная дыра .
Так и поняли : в самом центре Млечного Пути прячется Стрелец A* . "
4.
Три ЧД от Gaia
Дайджест
Тайны Мироздания . Охота на призраков космоса
Иван Харин http://proza.ru/2026/07/31/963
по состоянию на 12.08.2026 :
" Астрономы решили поискать ... одиночные чёрные дыры звёздной массы
( то есть тех , что остались после коллапса очень массивных звёзд ) в нашей галактике .
... Одиночные чёрные дыры не излучают сами по себе — мы замечаем их только
по гравитационному влиянию на соседние звёзды или по аккреции вещества , если есть компаньон .
Поэтому до недавнего времени их было мало известно ,
и открытие близких кандидатов — результат развития наблюдательных технологий .
В частности , работа с 2013 по 2025 год
на гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2 в системе Солнце—Земля ( примерно в 1,5 млн км от Земли )
телескопа оптического диапазона " Gaia " , созданного Европейским космическим агентством ( ЕКА ) ,
— позволила обнаружить три двойных системы с чёрными дырами : Gaia BH1 , BH2 , BH3 . "
1 / 4.
Gaia BH1
" Gaia BH1 в созвездии Змееносца — примерно 1560 световых лет от нас .
Это двойная система :
1.
Звезда солнечного типа по массе примерно равна Солнцу ( 0,93 массы Солнца ) ,
по радиусу тоже близка ( 0,99 радиуса Солнца ) . Температура поверхности — около 5850 К .
2.
Масса невидимого компаньона оценивается примерно в 10 солнечных .
Для такой массы радиус Шварцшильда ( условный « размер » горизонта событий ) составляет около 28 километров .
Орбитальный период около 185 дней .
Астрономы поняли , что там чёрная дыра ,
изучая колебания орбиты звезды с помощью данных телескопа Gaia и последующих наблюдений на телескопе Gemini North .
В отличие от многих других чёрных дыр в двойных системах ,
которые ярко светят в рентгеновском диапазоне из-за падающего на них вещества ,
Gaia BH1 « спит » . Нет ни диска , ни релятивистских джетов .
Есть гипотеза , что данная система могла сформироваться в тройной звёздной системе .
Изначально были три звезды . Близкие друг к другу две звезды со временем слились в одну ,
тройка звёзд стала парой звёзд .
Позже , после взрыва сверхновой и « пинка » ,
эта пара могла стать той двойной системой , которую мы видим сейчас . "
2 / 4.
Gaia BH2
" Gaia BH2 расположена дальше — около 3800 световых лет , в созвездии Центавра .
Масса чёрной дыры — примерно 8,94 массы Солнца .
Компаньон — красный гигант ( масса около 1,17 массы Солнца ,
радиус примерно 8,6 радиуса Солнца , температура около 4604 К ) .
Период орбиты около 3,5 лет .
Учёные предполагают , что такая система могла сформироваться
не через обычный сценарий с общей оболочкой , а в результате динамического захвата в открытом скоплении . "
3 / 4.
Gaia BH3
" Gaia BH3 обнаружена в апреле 2024 года .
Находится примерно в 1926 световых годах , в созвездии Орла .
Это самая массивная из трёх , около 32,7 массы Солнца .
Компаньон — очень старая , бедная металлами звезда из гало Галактики .
Открытие особенно ценно : до этого
столь массивные чёрные дыры звёздной массы находили в основном по гравитационным волнам в далёких галактиках ,
а Gaia BH3 стала первым подобным « местным » экземпляром .
При этом все три системы « спящие » — чёрная дыра
не аккрецирует вещество в заметных количествах , нет яркого рентгеновского излучения . "
5.
Испарение ЧД
Дайджест
Тайны Мироздания . Испарение космических невидимок
Иван Харин http://proza.ru/2026/07/31/1058
по состоянию на 14.08.2026 :
1 / 5.
Механизм испарения
" ... чёрные дыры могут испаряться . Такую гипотезу в 1970-х выдвинул Стивен Хокинг .
Он показал , что чёрные дыры могут излучать ( эффект Хокинга ) .
Как же это может происходить , если чёрная дыра даже свет удерживает ?
... пустота космоса на самом деле не совсем пустая . ... абсолютной пустоты не бывает .
В квантовой теории поля
вакуум — это минимально возможное состояние энергии всех квантовых полей ( электромагнитного , электронного и т.д. )
в данной области пространства . Это не « ноль частиц » , а « ноль реальных частиц » .
При этом в вакууме всегда есть нулевые колебания :
энергия не может упасть до абсолютного нуля из-за принципа неопределённости Гейзенберга ... .
Вакуум похож на кипящий бульон , в котором постоянно появляются и исчезают крошечные
« виртуальные парочки » частиц ( электрон-позитрон , кварк-антикварк и пр. ) — как будто
Вселенная на мгновение одалживает их у самой себя , а потом тут же забирает обратно .
Важно понимать : виртуальные частицы — это не отдельные объекты , которые появляются и исчезают .
У них нет чётких координат и времени рождения . Это способ описать , как поле временно отклоняется
от своего среднего состояния .
Суммарная энергия пары должна быть нулевой ( потому что это виртуальные частицы , « одолженные » вакуумом ) ,
0 = ( -е ) + ( + е ) . В вакууме нет лишней энергии . Есть баланс , который нельзя нарушить без затрат .
Обычно виртуальные частицы тут же встречаются и исчезают ( аннигилируют ) , будто и не появлялись .
Но рядом с чёрной дырой всё иначе .
Её гравитация настолько сильна , что может « разделить » такую парочку и не дать им аннигилировать .
Одна из частиц ,
оказавшаяся чуть ниже горизонта событий , падает внутрь чёрной дыры ,
а другая ,
оказавшаяся чуть выше горизонта , улетает , унося энергию чёрной дыры .
Ключевой момент для понимания :
улетевшая частица всегда обладает положительной энергией
( здесь не в смысле положительного заряда ,
это может быть как электрон , так и позитрон ) .
А чтобы закон сохранения энергии сработал ,
частица , упавшая в чёрную дыру , должна иметь отрицательную энергию ( с точки зрения внешнего наблюдателя ) .
Фраза « частица , упавшая внутрь , имеет отрицательную энергию » — звучит странно ,
но она имеет строгий смысл именно в выбранной системе отсчёта — для чёрной дыры и вакуума .
Это следствие того , что в сильном гравитационном поле энергия определяется иначе чем в плоском пространстве .
В итоге для внешнего наблюдателя суммарная энергия системы сохраняется :
энергия улетевшей частицы « компенсируется » уменьшением энергии ( массы ) чёрной дыры на ту же величину .
Таким образом чёрная дыра создаёт реальную частицу ,
оплачивая её рождение энергией своего гравитационного поля .
Она не творит материю из пустоты . Она платит собой .
И платит честно : сколько энергии ушло в частицу , столько и потеряно чёрной дырой .
Вакуум же сам по себе не « платит » :
виртуальные пары — это просто способ описать флуктуации квантовых полей .
Когда внешнее сильное поле ( в данном случае гравитационное поле чёрной дыры )
разделяет пару , оно предоставляет энергию для того , чтобы одна из частиц стала реальной .
Проще говоря : вакуум не теряет энергию — он просто « одалживает » её на короткое время .
А чёрная дыра , чьё поле обеспечило этот « заём » , в итоге и теряет соответствующую порцию массы .
Физики часто используют образ с разделением виртуальной пары , чтобы сделать сложную тему доступнее .
Но в строгом математическом аппарате ( квантовая теория поля в искривлённом пространстве-времени )
всё описывается иначе — через изменение самого определения частицы в разных системах отсчёта .
Это как , допустим ,
если мальчик на берегу ( далёкий наблюдатель ) смотрит на озеро и говорит : « Я вижу волны ! » ( видит настоящие частицы ) ,
а рыбка в воде ( наблюдатель рядом с чёрной дырой )
чувствует только течение и рябь : для неё это не волны ( не реальные частицы ) , а просто « дрожание воды / вакуума » .
Озеро одно и то же , но разные наблюдатели называют увиденное по-разному ,
потому что они находятся в разных системах отсчёта .
Именно поэтому в одной системе мы видим рождение частиц , а в другой — нет .
Это не магия , а следствие того , что пространство-время рядом с чёрной дырой сильно искривлено .
Поэтому не стоит воспринимать историю про « разрыв пары » как буквальный физический процесс .
Чтобы закон сохранения энергии работал , вакуум и чёрная дыра должны быть
в одной общей системе отсчёта — в системе внешнего наблюдателя ( того , кто далеко от дыры ) .
Именно этот наблюдатель « ведёт кассу » .
Он видит , кто , что и кому одалживал , кто и за что платил , :
он видит и улетевшую частицу , и то , как уменьшается масса чёрной дыры .
И для него баланс сходится :
сколько энергии улетело — столько и пропало у дыры .
Поэтому чёрная дыра действительно постепенно теряет массу — испаряется . "
2 / 5.
Скорость испарения
" Чем меньше чёрная дыра , тем быстрее она испаряется .
Скорость испарения растёт , когда масса уменьшается , :
дыра начинает терять массу всё быстрее и быстрее .
В конце концов ,
у совсем маленькой дыры это может закончиться мощным выбросом энергии — словно мини-взрывом .
Обычные чёрные дыры испаряются невероятно медленно .
Например , чёрная дыра массой как Солнце
теряла бы массу так медленно , что за всё время существования Вселенной она почти не похудела бы .
Чтобы она заметно испарилась , нужны сроки , намного превышающие возраст Вселенной .
Особенно интересны первичные чёрные дыры .
Это гипотетические маленькие чёрные дыры , которые могли образоваться сразу после Большого взрыва .
Если они были достаточно лёгкими ,
то к сегодняшнему дню могли уже полностью испариться — и мы могли бы искать следы этих « финальных вспышек » .
Пока таких следов не нашли . "
- - - - - - - - - - - - - - - - - -
Известные и знаменитые учёные ,
упомянутые Иваном Хариным
*** Джон Мичелл
" Джон Мичелл ( англ. John Michell ; 25 декабря 1724 — 29 апреля 1793 ) — священник
из деревни Торнхилл ( графство Йоркшир ) , видный английский естествоиспытатель и геолог . "
[ Мичелл , Джон // Википедия по состоянию на 14.08.2026 ]
" Занимался астрономией , оптикой и гравитацией , будучи одновременно теоретиком и экспериментатором .
Открыл , в частности , волноподобную природу землетрясений ,
осуществил целый ряд оригинальных исследований в области магнетизма и гравитации ,
предвидел возможность существования чёрных дыр ,
предложил способ производства искусственных магнитов .
Его называли отцом сейсмологии .
В письме от 27 ноября 1783 года , которое он послал в Королевское общество ,
были объединены ньютоновская небесная механика и корпускулярная оптика .
Письмо содержало концепцию массивного тела , гравитационное притяжение которого настолько велико , что
скорость , необходимая для преодоления этого притяжения ,
( вторая космическая скорость ) равна или превышает скорость света ,
с расчётом , 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 . "
[ Там же ] .
*** Пьер-Симон Лаплас
" Пьер-Симон , маркиз де Лаплас ( фр. Pierre-Simon de Laplace ;
23 марта 1749 , Бомон-ан-Ож , Нормандия , Франция — 5 марта 1827 , Париж , Франция ) — французский математик ,
механик , физик и астроном ; известен работами в области небесной механики , дифференциальных уравнений ,
один из создателей теории вероятностей .
Заслуги Лапласа в области чистой и прикладной математики и особенно в астрономии громадны :
он усовершенствовал почти все разделы этих наук .
Лаплас состоял членом шести академий наук и королевских обществ , в том числе Петербургской Академии ( 1802 ) ,
и членом Французского Географического общества . Его имя внесено в список величайших учёных Франции ,
помещённый на первом этаже Эйфелевой башни . "
[ Лаплас , Пьер-Симон // Википедия по состоянию на 15.08.2026 ]
" Опередив своё время , Лаплас в « Изложении системы мира » ( 1796 ) фактически предсказал « чёрные дыры » :
Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью , что и Земля ,
в двести пятьдесят раз превосходил диаметр Солнца , то
вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас ;
следовательно , не исключено , что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми .
— Laplace P. S. , 1795 , Le Systeme du Monde , vol.II , Paris ]
Однако из четвёртого издания эта смелая гипотеза была удалена . "
[ Там же ] .
*** Альберт Эйнштейн
" Альберт Эйнштейн ( нем. Albert Einstein ;
14 марта 1879 , Ульм , королевство Вюртемберг , Германская империя — 18 апреля 1955 , Принстон , штат Нью-Джерси , США )
— швейцарский , немецкий и американский физик-теоретик и общественный деятель-гуманист ,
один из основателей современной теоретической физики . Лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года .
Его теория относительности изменила основания физики ,
заменив классическую механику и закон всемирного тяготения Ньютона .
Персона XX века по версии журнала Time . .....
Эйнштейн — автор более 300 научных работ по физике ,
а также около 150 книг и статей в области философии и истории науки , публицистики и других .
Он разработал несколько фундаментальных физических теорий : ..... "
[ Эйнштейн , Альберт // Википедия по состоянию на 16.08.2026 ]
" Общая теория относительности ( 1915 )
Ещё Декарт объявил , что
все процессы во Вселенной объясняются локальным взаимодействием одного вида материи с другим ,
и с точки зрения науки этот тезис близкодействия был естественным .
Однако ньютоновская теория всемирного тяготения резко противоречила тезису близкодействия
— в ней сила притяжения передавалась непонятным образом
через совершенно пустое пространство , причём бесконечно быстро .
По существу
ньютоновская модель была чисто математической , без какого-либо физического содержания .
На протяжении двух веков делались попытки
исправить положение и избавиться от мистического дальнодействия ,
наполнить теорию тяготения реальным физическим содержанием ,
тем более что после Максвелла
гравитация осталась единственным в физике пристанищем дальнодействия .
Особенно неудовлетворительной стала ситуация после утверждения специальной теории относительности ,
так как теория Ньютона была несовместима с преобразованиями Лоренца .
Однако до Эйнштейна исправить положение никому не удалось .
Основная идея Эйнштейна была проста :
материальным носителем тяготения является само пространство ( точнее , пространство-время ) .
Тот факт , что гравитацию можно рассматривать
как проявление свойств геометрии четырёхмерного неевклидова пространства , без привлечения дополнительных понятий ,
есть следствие того , что
все тела в поле тяготения получают одинаковое ускорение ( « принцип эквивалентности » Эйнштейна ) .
Четырёхмерное пространство-время при таком подходе оказывается
не « плоской и безразличной сценой » для материальных процессов ,
у него имеются физические атрибуты , и в первую очередь — метрика и кривизна ,
которые влияют на эти процессы и сами зависят от них .
Если специальная теория относительности — это теория неискривлённого пространства ,
то общая теория относительности , по замыслу Эйнштейна ,
должна была рассмотреть более общий случай , пространство-время с переменной метрикой ( псевдориманово многообразие ) .
Причиной искривления пространства-времени является присутствие материи ,
и чем больше её энергия , тем искривление сильнее .
Ньютоновская же теория тяготения представляет собой приближение новой теории ,
которое получается , если учитывать только « искривление времени » , то есть изменение времяной компоненты метрики ,
( пространство в этом приближении евклидово ) .
Распространение возмущений гравитации , то есть изменений метрики при движении тяготеющих масс ,
происходит с конечной скоростью . Дальнодействие с этого момента исчезает из физики .
Математическое оформление этих идей было достаточно трудоёмким и заняло несколько лет ( 1907—1915 ) .
Эйнштейну пришлось овладеть тензорным анализом и создать его четырёхмерное псевдориманово обобщение ;
в этом ему помогли консультации и совместная работа
сначала с Марселем Гроссманом , ставшим соавтором первых статей Эйнштейна по тензорной теории гравитации ,
а затем и с « королём математиков » тех лет , Давидом Гильбертом .
В 1915 году уравнения поля общей теории относительности Эйнштейна ( ОТО ) , обобщающие ньютоновские ,
были опубликованы почти одновременно в статьях Эйнштейна и Гильберта .
Новая теория тяготения предсказала два ранее неизвестных физических эффекта , вполне подтверждённых наблюдениями ,
а также точно и полностью объяснила вековое смещение перигелия Меркурия ,
долгое время приводившее в недоумение астрономов .
После этого теория относительности стала практически общепризнанным фундаментом современной физики .
Кроме астрофизики , ОТО нашла практическое применение , как уже упоминалось выше ,
в системах глобального позиционирования ( Global Positioning Systems , GPS ) ,
где расчёты координат производятся с очень существенными релятивистскими поправками . "
[ Там же ] .
*** Карл Шварцшильд
" Карл Шварцшильд ( нем. Karl Schwarzschild ;
9 октября 1873 , Франкфурт-на-Майне , Пруссия — 11 мая 1916 , Потсдам , Пруссия ) — немецкий астроном и физик ,
директор Астрофизической обсерватории в Потсдаме ( 1909—1914 ) , академик Прусской академии наук ( 1912 ) .
Отец германо-американского астрофизика Мартина Шварцшильда .
Шварцшильд , одна из ключевых фигур начального этапа развития теоретической астрофизики ,
отличался широтой научных интересов — оставил заметный след
в фотографической фотометрии , теории звёздных атмосфер , общей теории относительности и старой квантовой механике .
Его именем , помимо всего прочего , названо открытое им
первое и до сих пор наиболее важное точное решение уравнений Эйнштейна ,
предсказывающее существование чёрных дыр , — решение Шварцшильда . "
[ Шварцшильд , Карл // Википедия по состоянию на 17.08.2026 ]
" Его работы по теории относительности содержали
первые точные решения полевых уравнений общей теории относительности со сферической симметрией
— так называемое внутреннее решение Шварцшильда для невращающегося шарообразного тела из однородной жидкости
и внешнее решение Шварцшильда для статического пустого пространства вокруг сферически симметричного тела
( второе сейчас именуют обычно просто решением Шварцшильда ) .
Решение Шварцшильда было первым точным решением уравнений Эйнштейна с классической чёрной дырой ,
поэтому несколько терминов из физики чёрных дыр получили его имя :
радиус Шварцшильда , шварцшильдовы координаты и так далее .
Известно , что первой реакцией Эйнштейна на работу Шварцшильда было неверие :
Эйнштейн полагал , что
найти точное внешнее решение для такой сложной системы уравнений ,
как возникающая в общей теории относительности , — невозможно .
Только проверив все выкладки самостоятельно , Эйнштейн
убедился , что задача действительно решена , и заразился энтузиазмом .
Кроме этого , на основании своего точного внешнего решения
Шварцшильд вывел предсказываемые общей теорией относительности
величины эффекта смещения перигелия орбиты Меркурия и отклонения света ,
подтвердив значения ,
найденные Эйнштейном ранее на основании приближённого решения уравнений . "
[ Там же ] .
*** Рой Керр
" Рой Па;трик Керр ( англ. Roy Patrick Kerr ; род. 16 мая 1934 года в Курау , Новая Зеландия ) — новозеландский
математик и астрофизик , получивший в 1963 году аналитическое решение уравнений Эйнштейна ,
описывающее гравитационное поле вращающейся чёрной дыры .
Заслуженный профессор Университета Кентербери , член Лондонского королевского общества ( 2019 ) . "
[ Керр , Рой // Википедия по состоянию на 18.08.2026 ]
" На работы Керра оказали влияние исследования Карла Шварцшильда ,
который вскоре после появления общей теории относительности
при помощи уравнений Эйнштейна сформулировал математическое описание
статических чёрных дыр и влияние их гравитации на время и пространство вокруг них .
Однако современные учёные предполагают , что черные дыры , скорее всего , не являются статическими .
Формула , полученная Керром в 1963 году , является основанием для описания свойств вращающихся чёрных дыр .
Его решение называют метрикой Керра ,
вращающиеся чёрные дыры вообще также иногда называют черными дырами Керра .
В более поздних работах , написанных совместно с Альфредом Шильдом ,
он ввел новый класс решений , известный как решения Керра—Шильда .
Он оказал значительное влияние на нахождение точных решений уравнений Эйнштейна .
Впервые результат Керра был доложен им на Техасском симпозиуме по релятивистской астрофизике в 1963 году .
Доклад был очень техничным и насыщенным математическим деталями ,
поэтому большая часть аудитории из астрономов и астрофизиков не обращала сильного внимания на выступление .
После окончания доклада слово взял один из крупнейших релятивистов того времени Папапетру ,
который с большим волнением объявил , что Керр сделал
то , что не удавалось релятивистам на протяжении 30 лет , — нашёл
точное вращающееся решение уравнений Эйнштейна для сосредоточенного объекта . "
[ Там же ] .
*** Субраманьян Чандрасекар
" Субрахманьян Чандрасекар ( там. ;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;; , хинди ;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;; , англ. Subrahmanyan Chandrasekhar ;
19 октября 1910 , Лахор , Британская Индия , ныне Пакистан — 21 августа 1995 , Чикаго , США ) — американский
астрофизик и физик-теоретик индийского происхождения , лауреат Нобелевской премии по физике ( 1983 ) .
Член Лондонского королевского общества ( 1944 ) , Национальной академии наук США ( 1955 ) ,
а также ряда академий наук и научных обществ , в том числе Индийской академии наук . "
[ Субрахманьян Чандрасекар // Википедия по состоянию на 19.08.2026 ]
" Основные работы посвящены
гидродинамике , теории эволюции и внутреннего строения звёзд , звёздных атмосфер ,
звёздной динамики , теории чёрных дыр , стохастическим процессам .
В 1931—1932 годах опубликовал первые статьи , посвящённые строению белых карликов .
На основе анализа условий механического равновесия
доказал существование предельной массы у белых карликов ( « предел Чандрасекара » ) .
Звёзды , масса которых превышает предел Чандрасекара ,
минуют стадию белого карлика , продолжают сжиматься и сбрасывают газовую оболочку с образованием нейтронной звезды .
Позднее создал полную теорию эволюции и внутреннего строения массивных звёзд .
В 1942 году
совместно с Марио Шёнбергом определил предел для изотермического ядра звезды , при превышении которого
термоядерные реакции начинают идти в сферическом слое вне ядра звезды ( « предел Шёнберга — Чандрасекара » ) .
Данные представления легли в основу моделей строения красных гигантов .
Выдающимся результатом Чандрасекара в области черных дыр и квантовой теории полей
было разделение переменных в уравнении Дирака , описывающем электроны и фермионы вообще ,
в пространстве-времени Керра вращающейся черной дыры .
Проанализировал процессы переноса излучения в звёздных атмосферах ,
предложил ряд методов для решения уравнений , используемых для описания этих процессов .
На основе классической механики создал теорию звёздной динамики .
Разработал математический аппарат теории возмущений чёрных дыр
и использовал его для проверки устойчивости данных объектов .
В области гидродинамики рассмотрел процессы конвекции , в том числе в присутствии магнитного поля .
Предложил вириальный метод решения задач гидродинамики
и использовал его для анализа равновесия и устойчивости вращающейся гравитирующей жидкости . "
[ Там же ] .
Свидетельство о публикации №226081101589