Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна - Кип Торн

Дривер в Калифорнийском технологическом институте начинает работу над проектом интерферометра для измерения гравитационных волн. [Гл.10]

1982 Бантинг и Мазур доказывают справедливость гипотезы об «отсутствии волос» у вращающейся электрически заряженной черной дыры. [Гл.7]

1983—1988 Финни и др. разрабатывают разнообразные модели квазаров и радиогалактик, имеющие в своей основе черную дыру. [Гл.9]

1984 Национальный научный фонд (США) объединяет усилия Калифорнийского технологического института и Массачусетсского института технологии по созданию гравитационно-волновых детекторов в рамках проекта LIGO. [Гл.10]

Редмаунт (основываясь на более ранней работе Эрдли) показывает, что излучение, попадающее в пустую сферическую червоточину, ускоряется до высоких энергий, в результате чего червоточина быстро охлопывается. [Гл.14]

1985—1993 Торн, Моррис, Юртсевер, Фридман, Новиков и др. исследуют законы физики с точки зрения непротиворечивости идее путешествия вдоль червоточины и существования машины времени. [Гл.14]

1987 Войт становится руководителем проекта LIGO, и проект начинает интенсивно разрабатываться. [Гл.10]

1990 Ким и Торн показывают, что независимо от способа образования машины времени в самый момент ее возникновения в ней начинает циркулировать интенсивный пучок вакуумных флуктуаций. [Гл.14]

1991 Хокинг предлагает гипотезу о «защите хронологии» (согласно которой законы физики запрещают существование машины времени) и утверждает, что циркулирующий пучок вакуумных флуктуаций разрушает любую машину времени в момент ее возникновения. [Гл.14] Израэль, Пуассон и Ори на основании работы Дорошкевича и Новикова показывают, что сингулярность внутри черной дыры изменяется со временем («стареет»); Ори показывает, что объекты, попадающие в «старую и спокойную» черную дыру, не подвергаются сильному воздействию приливной гравитации сингулярности, пока не достигнут квантово-гравитационного ядра. [Гл.13]

Шапиро и Тьюкольски, в результате моделирования на суперкомпьютере, приходят к выводу, что гипотеза о «космической цензуре» может не выполняться: «голые» сингулярности могут формироваться при взрыве сильно несферических звезд. [Гл.13]

1993 Халсе и Тейлор получают Нобелевскую премию за доказательство существования гравитационных волн путем наблюдений двойного пульсара. [Гл.10]

ГЛОССАРИЙ

Определения экзотических терминов

Независимый от системы координат, один и тот же в любой системе координат.

абсолютный горизонт событий

Поверхность черной дыры. См. горизонт событий.

абсолютное время

Ньютоновская концепция универсального времени, в которой соблюдается договоренность об одновременности событий и о временных интервалах между двумя любыми событиями.

абсолютное пространство

Ньютоновская концепция трехмерного пространства, в котором мы живем. В этом пространстве имеет смысл понятие абсолютного покоя, а длина объекта не зависит от движения системы отсчета, в которой она измеряется.

абсолютности скорости света принцип

Принцип Эйнштейна, утверждающий, что скорость света является универсальной константой, одинаковой во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета, независящей от движения этих систем.

То же самое, что и сопротивление сжатию.

аккреционный диск

Диск из газа, который окружает черную дыру или нейтронную звезду. Трение в диске заставляет газ продвигаться внутрь по спирали и аккрецировать на черную дыру или звезду.

Форма вещества, которое является «анафемой» для обычного вещества. Каждому типу частиц обычного вещества (например, электрону, протону или нейтрону) соответствует почти идентичная античастица антивещества (позитрон, антипротон или антинейтрон). При встрече частицы вещества с соответствующей античастицей антивещества происходит их аннигиляция.

астроном

Ученый, наблюдающий космические объекты с помощью телескопа, астрофизик

Физик (как правило, физик-теоретик), который с помощью законов физики пытается понять поведение космических объектов.

астрофизика

Область физики, которая имеет дело с космическими объектами и законами физики, управляющими этими объектами.

атом

Основной строительный «кирпичик» вещества. Каждый атом состоит из ядра с положительным электрическим зарядом и облака, состоящего из электронов с отрицательным зарядом. Электронное облако связано с ядром электрическими силами.

атомная бомба

Бомба, которая черпает энергию взрыва из цепной реакции распада ядер урана-235 или плутония-239.

безволосости гипотеза

Гипотеза, выдвинутая в 1960-х—1970-х годах и подтвержденная в 1970-х—1980-х годах, о том, что все свойства черной дыры полностью определяются ее массой, электрическим зарядом и вращением.

белый карлик

Звезда, окружность которой примерно равна земной, а масса равна массе Солнца; в которой истощились все запасы ядерного топлива и которая постепенно охлаждается. Она удерживается от сжатия ершами своей собственной гравитации за счет давления вырожденного электронного газа.

Блэндфорда—Знаека процесс

Извлечение энергии вращения из вращающейся черной дыры посредством магнитных полей.

болванки (твердотельные антенны)

Гравитационно-волновой детектор, в котором под действием гравитационных волн сжимается и растягивается большая металлическая болванка, и за ее колебаниями следит специальный датчик.

Большой взрыв

Взрыв, который дал начало Вселенной.

Большой хруст

Конечная стадия эволюции Вселенной, когда Вселенная сожмется в одну точку (если предположить, что Вселенную ожидает такой конец).

БХЛ - сингулярность

Сингулярность, вблизи которой приливные силы гравитации хаотически колеблются во времени и в пространстве. Возможно, этот тип сингулярности формируется в центрах черных дыр и в Большом хрусте нашей Вселенной.

Область пространства-времени, из которой удалены все частицы, поля и энергия; нельзя удалить только вакуумные флуктуации.

вакуумные флуктуации

Случайные, непредсказуемые, неудаляемые колебания поля (например, электромагнитного или гравитационного), которые вызваны мгновенным обменом энергией между малыми областями пространства, когда соседние области захватывают энергию друг у друга и затем отдают обратно. См. также вакуум и виртуальные частицы.

видимый горизонт событий

Самая удаленная от черной дыры область, где испускаемые фотоны еще втягиваются назад силами гравитации. Видимый горизонт событий совпадает с (абсолютным) горизонтом событий, если черная дыра находится в спокойном состоянии.

Частицы, которые возникают парами с использованием энергии, заимствованной у ближайшей области пространства. В соответствии с законами квантовой механики, эта энергия должна быть быстро возвращена назад, поэтому виртуальные частицы быстро аннигилируют и их невозможно зарегистрировать. Виртуальные частицы, наблюдаемые свободно падающим наблюдателем, представляют собой корпускулярный аспект вакуумных флуктуаций. Виртуальные фотоны и виртуальные гравитоны представляют собой корпускулярный аспект электромагнитных вакуумных флуктуаций и гравитационных вакуумных флуктуаций соответственно. См. также корпускулярно-волновой дуализм.

Диаграмма, с помощью которой можно представить себе кривизну двумерной поверхности, поместив ее в плоское трехмерное пространство.

водородная бомба

Бомба, черпающая энергию взрыва из реакции термоядерного синтеза ядер водорода, дейтерия и трития с образованием ядер гелия. См. также супербомба.

Небольшое искажение нормальной формы объекта или кривизны пространства-времени вокруг объекта.

возмущений методы

Методы математического анализа небольших возмущений объекта, например, черной дыры.

Колебание какого-либо поля (например, электромагнитного поля или кривизны пространства-времени), распространяющегося в пространстве-времени.

волны форма

Кривая, описывающая детальную картину колебаний волны.

20- -2796 волны длина

Расстояние между двумя соседними гребнями волны.

«волосы»

Любое свойство черной дыры, от которого она может избавиться путем излучения и, следовательно, не может удержать это свойство; например, магнитное поле или гора на ее горизонте событий.

вращательная энергия

Энергия, связанная с вращением черной дыры, звезды или какого-либо другого объекта.

вращение

См. угловой момент.