Космические рубежи теории относительности

Кауфман Уильям

Маленькие первичные чёрные дыры смогут превратиться в дыры умеренной массы, лишь если на самых ранних этапах существования Вселенной давление будет достаточно велико. Точнее говоря, рост масс первичных чёрных дыр зависит от уравнения состояния, характеризующего Вселенную на ранних этапах. Уравнение состояния выражает связь между давлением и плотностью материи. Если давление настолько велико, что равно плотности, то уравнение состояния называют «жестким». Обычно же давление меньше, чем плотность, и уравнение состояния характеризуется как «мягкое». Если сразу же после Большого Взрыва условия

во Вселенной были такими, что её уравнение состояния было «жестким», то давление (по сравнению с плотностью) могло оказаться настолько большим, что вещество под действием этого давления спрессовывалось в маленькие первичные чёрные дыры. Затем по той же причине эти чёрные дыры очень быстро вырастали, становясь чёрными дырами умеренной массы.

Когда возраст Вселенной превысил 1/10000 с, уравнение состояния должно было стать «мягким» и оставаться таким всегда. Начиная с этого момента, материя во Вселенной стала достаточно рассеянной для того, чтобы уравнение состояния уже никогда не смогло стать «жестким». Вопрос о том, было ли уравнение состояния для Вселенной до возраста 1/10000 с «жестким», остаётся очень спорным. Однако Лин, Карр и Фолл доказали, что если уравнение состояния для Вселенной было «жестким» только в течение первой одной триллион-триллионной секунды (10^{– 24} с) после Большого Взрыва, то давление должно было оставаться в течение достаточно длительного периода столь высоким, чтобы все первичные чёрные дыры приобрели умеренное значение массы (т.е. чтобы масса каждой из них превысила несколько миллиардов тонн). Ни одна из таких первичных чёрных дыр не стала бы достаточно малой, чтобы полностью испариться до наших дней. Все они должны были бы сохраниться до сих пор, а некоторые, может быть, находятся где-то здесь, в нашей Солнечной системе!

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Аберрация (света звёзд). Явление, при котором вследствие движения наблюдателя изображение звезды смещается в сторону движения.

Абсолютная звёздная величина. Мера истинной яркости звезды. Согласно определению, это та видимая звёздная величина, которую имела бы данная звезда с расстояния 10 парсек.

Абсолютно удалённое. Область пространства-времени, абсолютно недостижимая для материальных объектов из вершины светового конуса.

Абсолютный нуль температуры. Температура 0 градусов Кельвина (0 К), т. е. примерно минус 273°С. Самая низкая из возможных температур.

Азимутальный угол. Здесь угол, отсчитываемый от оси вращения тела чёрной дыры.

Аккреция. Процесс, при котором массивный объект «засасывает» окружающее вещество вследствие своего тяготения.

Антигравитация. Такое гравитационное поле, которое отталкивает вещество и световые лучи.

Астероид. Малая планета; большое число астероидов обращается вокруг Солнца, обычно в промежутке между орбитами Марса и Юпитера.

Атом. Наименьшая частица химического элемента, которая ещё обладает свойствами, характерными для этого элемента.

Афелий. Точка орбиты тела, обращающегося вокруг Солнца, которая находится на наибольшем удалении от Солнца (для орбиты тела, обращающегося вокруг Земли, аналогичная точка называется апогеем).

Белая дыра. Область мощного гравитационного поля, включающая сингулярность и горизонт событий, откуда выбрасываются вбщество и энергия. Соответствует чёрной дыре, обращенной во времени.

Белый карлик. Очень маленькая и горячая звезда, приблизившаяся к концу своей эволюции.

Большой Взрыв. Первичный взрыв, из которого, согласно современным представлениям, возникла наблюдаемая Вселенная.

Будущее. Та область пространства-времени, куда идут мировые линии материальных объектов.

Взрыв чёрной дыры. Катастрофический завершающий этап испарения первичной чёрной дыры.

Виртуальная пара. Пара частица-античастица в вакууме, которая ещё не превратилась в реальные частицу-античастицу.

Внутренняя точка Лагранжа. В двойной системе звёзд - точка между двумя частями предельной кривой (поверхности) Роша.

Возмущение. Малое отклонение от нормального состояния, вызванное внешними причинами.

Волновое уравнение. Уравнение, описывающее процесс распространения волны.

Волновой пакет. Квантовомеханическая модель частицы как сгустка волн.

Временноиодобная бесконечность будущего (I⁺). Та область пространства-времени в очень далёком будущем, куда идут мировые линии частиц вещества.

Временноподобная бесконечность прошлого (I^– ) Та область пространства-времени в удалённом прошлом, откуда пришли все мировые линии частиц вещества.

Временноподобная мировая линия. Мировая линия («траектория») в пространстве-времени, образующая с осью времени угол менее 45°.

Вселенная с антигравитацией. Вселенная, в которой гравитация носит характер отталкивания, Вселенная по «ту» сторону кольцевой сингулярности керровской чёрной дыры.

Вторичные космические лучи. Вторичные частицы, возникшие при взаимодействии между частицами первичных космических лучей, пришедшими из космоса, и ядрами атомов атмосферы Земли.

Гамма-лучи. Фотоны с энергией, превышающей энергию фотонов рентгеновских лучей. Это самая высокоэнергичная форма электромагнитного излучения.

Геодезическая. Кратчайший путь (мировая линия) между двумя событиями в искривлённом пространстве-времени. В плоском пространстве-времени геодезическая - это прямая линия.

Гипербола. Одно из конических сечений - кривая, которую можно получить, рассекая конус плоскостью.

Гиперповерхность. Двумерный срез (чаще трёхмерный срез) через четырёхмерное пространство-время.