Üsna sageli mõtlevad kaasaegsed Interneti-kasutajad, mis on keeld. Lõppude lõpuks juhtub, et pärast mõne foorumi (või mängu) järgmist käivitamist leiate ootamatult teate, et teie konto on keelatud, mis tähendab, et te ei saa enam oma lemmikressursi kõiki naudinguid kasutada. Tänapäeval kasutavad keeldu karistusena paljud kaasaegsed ettevõtted. Samas ei saa kasutajad sageli aru, mida see täpselt tähendab ja mille eest see välja antakse.

Mis on keeld?

Keeld on konto blokeerimine ilma võimaluseta kasutada ressurssi ja kõiki selle funktsioone. Nad annavad talle välja kohaliku ressursi reeglite erinevate rikkumiste eest. Ja tasub kohe märkida, et isegi kui te ei tea, mis on keeld ja millised on külastatava saidi üldreeglid, ei vabasta see teid vastutusest. Igal juhul kehtestab administratsioon teile selle meetme.

Üldiselt pole sellel sõnal selget määratlust. See sõltub sellest, kus täpselt administratsioon seda meedet kohaldas, milline on keeld ja mida see teie jaoks tähendab.

Foorum

Enamikul juhtudel on foorumites mängijal keelatud lihtsalt teemadesse kirjutada. Mõnikord on kontole sisselogimine täiesti keelatud. Kõige sagedamini kasutatakse muidugi esimest mõõdikut, milles kasutaja ei saa kirjutada, kuid saab vaadata teiste sõnumeid. Ja teisel juhul ei logi ta lihtsalt oma kontole sisse, vaid jätkab külalistena postituste lugemist.

Paljud foorumi kasutajad ei tea, mis on keeld, kuna nendes ringkondades nimetatakse selliseid keelde "mut".

Kuigi väärib märkimist, et foorumites, millel on teatud teemad, mis on kättesaadavad kitsale kasutajate ringile ja mis on algselt uustulnukatele ja külalistele suletud, saab kasutajatele täieõigusliku keelu väljastada.

Milleks foorumi keeld?

Foorum on suhtlevate inimeste ring, seega on teatud reeglid, mida tuleb järgida. Kaasaegsetes foorumites on keelatud järgmised asjad:

• Leek. Lööge kõigi inimestega, sealhulgas solvangud ja agressiivne käitumine.
• Mat. Igasugune vandumine (kaasa arvatud looriga) on enamikus foorumites sageli rangelt keelatud.
• Trollimine. Katse sundida vestluskaaslast agressioonile tema suunas. Väärib märkimist, et kõige vähem keelatakse trollimine, kuna selle fännid on sageli foorumite peamised kasutajad.
• Administratsiooni või saidi enda solvamine. Sageli on blokeeritud ka administratsiooni tegevuse kriitika.

Olenevalt sellest, mida täpselt rikkusite, muutub teie karistuse suurus ehk mis on teie jaoks keeld ja kui kauaks see määratakse.

Mäng

Mängudes on keelud mitmekesisemad ja neid saab väljastada vestluse keeluna või kontole sisselogimise täieliku blokeerimisena. Nagu foorumite puhul, võidakse teil keelata mängimise ajal vestelda, kui vannutate või rikute muid vestlusreegleid.

Enamasti blokeeritakse konto täielikult ainult pahatahtlikele petturitele, st neile inimestele, kes kasutavad kolmanda osapoole tarkvara, mis pakub mängus teatud eeliseid. Kui te selliseid utiliite ei kasuta, ei tasu karta karistust, kuid kui te neid kasutate, siis mõtle eelnevalt, kuidas keelust mööda saada. Kuid tasub kohe öelda, et see on väga raske.

Kuidas keeld eemaldada?

Ummistusest iseseisvalt vabaneda on peaaegu võimatu. Kui aga otsite võimalust keelu eemaldamiseks, võite proovida lihtsalt IP-d muuta. Üsna sageli kasutavad kaasaegsed foorumid vananenud IP-blokeerimissüsteemi, nii et kui muudate seda, on tõenäoline, et saate sellele ressursile uuesti juurdepääsu.

Kui me räägime mängust, siis kõik pole kaugeltki nii lihtne. On ebatõenäoline, et keegi ütleb teile, kuidas keeld ise eemaldada, seega on parem lihtsalt administratsiooniga ühendust võtta. Juhul, kui teie rikkumine on tühine ega mõjutanud teiste inimeste mängimist drastiliselt, teeb administratsioon tõenäoliselt järeleandmisi (võib-olla tasulisi) ja tühistab teie konto ikkagi. Seda teevad sageli kaasaegsed ettevõtted. Eriti kui mängul on võrgus mängijate arv tõsiselt langenud.

Väärib märkimist: juhtub, et keeld antakse välja täiesti põhjendamatult. Sel juhul võite kindlasti pöörduda saidi (mängu) tehnilise toe poole, et seal oma olukorda selgitada ja paluda spetsialistidel see lahendada.

Kuid igal juhul on parim viis keelust mööda hiilimiseks lihtsalt mitte rikkuda arendaja või lokaliseerija seatud reegleid. Ilma kolmanda osapoole tarkvara kasutamata, kontrolli all hoidmata ja sündsuse piire austamata saate vabaneda "äkilistest" kontokeeldudest ja edusammude kaotamisest.

Keelamine (ing. ban, /bæn/ - keela, outlaw) - üks viise, kuidas kontrollida kasutajate tegevust Internetis. Tavaliselt on keelu saamisel kasutajate õigused piiratud (vestluses sõnumeid saata, blogisid kommenteerida, foorumites teemasid luua jne). See meede võeti kasutusele selleks, et puhastada veebisait rämpspostitajatest, Interneti-trollidest, vandaalidest ja muudest isikutest, kelle sõnumid segavad konkreetse ressursi tootlikku tööd.

Keeld levitatakse tavaliselt ühe veebiressursi piires. Piirangud, mis kasutajale keelu saamisest tulenevad, on seatud selle saidi omaniku poolt. Tavaliselt hoiatatakse saidi külastajaid ette, mille eest neid võidakse keelata. Reeglina sisalduvad sellised hoiatused selle saidi kasutajate käitumise reeglites. Kasutajatel palutakse käesolev leping läbi lugeda ja sellega nõustuda. Keelu ja bänneri mõisted on erinevad.

Keeld jaguneb alaliseks ja ajutiseks. Blokeeritud kasutaja saate tuvastada tema IP-aadressi või konto järgi.

Keeldu saavad ressursi omanikud kasutada vahendina, et võidelda kasutajatega, kes avaldavad saidiomanikele ebasoodsat seisukohta, ja see on ka "karm meede" karistuseks. Sellega seoses võib keeld tekitada konflikte, samuti kutsuda esile bot-sõja või vandalismi ning loomulikult võib sait sattuda häkkerite rünnakute ohvriks, mis omakorda võib ressurssi tundmatuseni muuta või kustutada.

Kui me räägime keelu puudustest, siis nende hulgas on asjaolu, et selle toiming kehtib ainult ühe konto kohta, seega saab kasutaja tasuta registreerimisega saitidel oma toiminguid jätkata uue registreeritud konto all. IP-aadressidele kehtestatud keelul on ka puudusi, kuna kasutaja saab aadressi muutmiseks kasutada puhverservereid või muid meetodeid. Siiski võib see mõjutada ka teisi saidi külastajaid, kui blokeerimisaadress kuulub teenusepakkuja kogumisse.

Üks keelu tüüpidest on "mute" (inglise keelest mutte). Seda keeldu kasutatakse kõige sagedamini mängudes ja see blokeerib suhtlust (üldiselt või ainult mikrofoni kaudu).

Näide võrgumängus Lineage2 üleujutuse "vaigistamisest".

Teist tüüpi keelud on kaartide kujul hoiatuste süsteem, mille puhul väljastatakse nn kaardid reeglite rikkumise korral kasutaja poolt ja seetõttu, kui kogutakse teatud arv kaarte, antakse kasutajale kahju. blokeeritud. Sellise keelusüsteemi kasutamise näide on venekeelne Vikipeedia, STTS jne.

Chatis sõnumite saatmiseks, ajaveebi kommenteerimiseks jne). Võimalus tutvustati, et kaitsta veebisaiti trollide, rämpspostitajate, vandaalide ja teiste isikute eest, kelle sõnumid kahjustavad ressursi produktiivsust.

Tavaliselt kehtib keeld ühe veebisaidi piires. Keelatud toimingute ringi, mille eest kasutajale keelatakse, määravad selle saidi omanikud. Reeglina hoiatatakse saidi külastajat eelnevalt selle eest, mida tema tegevus sellel saidil võib kaasa tuua keelu. Tavaliselt sisaldub selline hoiatus saidi kasutamise lepingus, kasutajale pakutakse sellist lepingut lugeda ja sellega nõustuda. Keelu ja bänneri mõisted ei ole omavahel seotud.

Keeld on ajutine ja püsiv. Blokeeritud kasutaja saab tuvastada tema konto või IP-aadressi järgi.

Keeld on "karm meede" ja ressursi omanikud saavad seda kasutada vahendina, et võidelda kasutajatega, kes väljendavad ressursi omanikele vastumeelset seisukohta. Seetõttu võib keeld põhjustada mitmeid konflikte ja provotseerida vandalismi või robotisõda ning isegi häkkerite rünnakuid ressursi eemaldamiseks või tundmatuseni muutmiseks.

Keelu miinusteks on asjaolu, et see puudutab ainult ühte kasutajakontot ning tasuta registreerimisega ressurssidel saab kasutaja oma tegevust jätkata teise, värskelt registreeritud konto all. Teatud IP-aadresside keelamisel pole ka puudusi, kuna osaleja saab tegutseda puhverserverite kaudu või muuta oma aadressi muul viisil. Teisest küljest, kui blokeeritud aadress kuulub teenusepakkuja kogumisse, võivad teised kasutajad kannatada.

Üks keelu tüüpe on "tumm" (inglise keelest. vaigistama). See on suhtluskeeld (üldine või ainult mikrofoni kaudu). Enamasti kasutatakse mängudes.

Teine keeluliik on kaardihoiatussüsteem, kus kasutajale antakse saidi kasutamise reeglite rikkumise eest nn keelud. "kaardid" ja kui kaartide komplekt on kasutaja blokeeritud. Tuntuimad näited sellise süsteemi kasutamisest on venekeelne Vikipeedia (pärast mitut tähelepanuta jäetud hoiatusmustrit), STTS jne.

Vikipeedias on keelu analoogiks plokk.

Päritolulugu

Varem tähendas keeld: (Commonwealth'is) kohtuotsusega kuningriigist väljasaatmist.

Sõna "Bannitsia" tähendus Brockhausi ja Efroni entsüklopeedilises sõnastikus:

Bannitsia – seda nimetati muistses Poola õiguses riigikurjategijatelt osade või kõigi õiguste äravõtmiseks (B. ajutine või B. igavene); esimene oli karistuseks võimudele vastupanu ja röövimise eest; isikut, kelle suhtes selline keeld kohaldati, hoiti vangis seni, kuni ta rahuldas hageja nõuded. Banniitidel oli õigus 12 nädala jooksul edasi kaevata kõrgeima kohtu või kuninga poole ja kuni kohtuasja lõpliku otsuseni varuda kuninglikku saladust, mis vabastas nad arreteerimisest. Igavene keeld ehk kõigi õiguste äravõtmine võimaldas igal juhil, kelle jurisdiktsioonis oli banniit, ta kinni võtta ja karistada surmaga. Nii hukkus näiteks kuulsusrikas Samuil Zborosky.

Banhammer

Samamoodi nagu "pluss" (tõsine hoiatus) Fidonetis on seotud müütilise relvaga - plussrelv, keelustamise "tööriist". löökhaamer(Inglise) löökhaamer- "keeluhaamer"). Tõenäoliselt on nimi seotud haamri kujul oleva keelu ikooniga vestluses starcraft.

Wikimedia sihtasutus. 2010 .

Vaadake, mis on "Ban (Internet)" teistes sõnaraamatutes:

See võib tähendada: Keeld on piirkonna juhi tiitel, mis on omaks võetud lõunaslaavi rahvaste seas Ban (kriminaalžargoon) raudteejaam Keeld tarkvara keeld teatud Interneti-ressursi kasutamiseks. Pealis administraator või moderaator ... ... Wikipedia

Arvutisläng on slängi tüüp, mida kasutavad nii IT-spetsialistide professionaalne rühm kui ka teised arvutikasutajad. Ajalugu Mõistete tekkimine Kiire kasv alates 20. sajandi teisest poolest arvutitehnoloogiast ja ... ... Vikipeediast

keelata- 1. Foorumite, vestluste ja muude internetiressursside kasutaja karistamine reeglite rikkumise eest. Keelatud kasutaja ei saa sõnumeid kirjutada ja mõnikord isegi neid vaadata. Veel üks ropp sõna ja haarake päevaks keeld. Interneti släng 2. … … Kaasaegse sõnavara, žargooni ja slängi sõnastik

See artikkel räägib Interneti-trollimisest. Püügiviisi kohta vaata: Trollimine (püük). Trollimise karikatuur

Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt loendit. Must nimekiri – nimekiri isikutest või muudest üksustest, kes on mingil põhjusel tunnistatud subjekti (koostaja) suhtes ebasõbralikuks. Kitsamas mõttes isikute loetelu ... ... Vikipeedia

Must nimekiri on nimekiri isikutest või muudest üksustest, kellel on mingil põhjusel keelatud teatud õigus, privileegid või tegevus. Sisukord 1 Internetist 2 Majandusteadusest 3 Rahvusvahelisest õigusest 4 ... Vikipeedia

See artikkel räägib Internetis keelamisest. Muud tähendused: keeld. Keelamine (inglise keeld, /bæn/ keelama, outlaw) on üks Internetis kasutatavatest meetoditest kasutajate tegevuse kontrollimiseks. Reeglina seisneb keeld ilmajätmises või ... ... Vikipeedias

BÜTSANTI IMPIERIUM. II OSA- Õigus ja Rooma õiguse kiriku retseptsioon Bütsantsis. Bütsantsi õiguse mõiste Õiguskultuur V. ja. oma ajaloo algusest kuni K-välja langemiseni põhines klassikalise Rooma õiguse retseptsioonil. Rooma allikad. Õigused jagunevad... Õigeusu entsüklopeedia

Xbox LIVE ... Wikipedia

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Sissejuhatus

1.1 Musta augu mõiste

Järeldus

Viited

Lisa

Sissejuhatus

Must auk on aegruumi piirkond, mille gravitatsiooniline külgetõmme on nii tugev, et isegi valguse kiirusel liikuvad objektid, sealhulgas valguskvandid ise, ei saa sealt lahkuda. Selle piirkonna piiri nimetatakse sündmuste horisondiks ja selle iseloomulikku suurust gravitatsiooniraadiuseks.

Teoreetiliselt tuleneb selliste aegruumi piirkondade olemasolu võimalus mõnest Einsteini võrrandite täpsest lahendist, millest esimese sai Karl Schwarzschild 1915. aastal. Mõiste täpne leiutaja pole teada, kuid nimetuse enda populariseeris John Archibald Wheeler ja seda kasutati esmakordselt avalikult 29. detsembril 1967 populaarses loengus "Our Universe: Known and Unknown". Varem nimetati selliseid astrofüüsikalisi objekte "kokkuvarisenud tähtedeks" või "kokkuvarisemisteks" (inglise keelest kollapsed tähed), aga ka "külmunud tähtedeks" (inglise keeles frozen stars).

Asjakohasus: Mustade aukude füüsikale pühendatud kirjanduses on Reissner-Nordströmi mustade aukude kirjeldus rangelt formaliseeritud ja peamiselt teoreetilise iseloomuga. Lisaks ei näe taevakehasid vaatlev astronoom kunagi laetud musta augu struktuuri. Töö uurimise aluseks sai selle teema ebapiisav valgustus ja laetud mustade aukude füüsilise vaatluse võimatus.

Töö eesmärk: ehitada Reissner-Nordströmi lahenduse järgi musta augu mudel sündmuste visualiseerimiseks.

Töös püstitatud eesmärgi saavutamiseks tuleks lahendada järgmised ülesanded:

· Viia läbi mustade aukude füüsikat ja nende ehitust käsitleva kirjanduse teoreetiline ülevaade.

· Kirjeldage musta augu Reissner-Nordströmi infomudelit.

· Ehitage Reissner-Nordströmi musta augu arvutimudel.

Uurimishüpotees: laetud must auk eksisteerib, kui musta augu mass on suurem kui selle laeng.

Uurimismeetod: arvutisimulatsioon.

Uurimisobjektiks on mustad augud.

Teemaks on musta augu struktuur Reissner-Nordstromi lahenduse järgi.

Teabebaasiks oli Venemaa ja välismaiste mustade aukude uurijate, füüsikute ja astrofüüsikute hariduslik-metoodiline, perioodiline ja trükitud kirjandus. Bibliograafiline loetelu on toodud töö lõpus.

Töö ülesehitus on määratud õppetöös püstitatud ülesannetega ja koosneb kahest peatükist. Esimene peatükk on pühendatud mustade aukude füüsika teoreetilisele ülevaatele. Teises peatükis käsitletakse Reissner-Nordströmi musta augu modelleerimise etappe ja arvutimudeli tulemust.

Teaduslik uudsus: mudel võimaldab jälgida Reissner-Nordströmi musta augu struktuuri, uurida selle struktuuri, uurida selle parameetreid ja visuaalselt esitada simulatsiooni tulemusi.

Töö praktiline tähtsus: esitatud laetud musta augu Reissner-Nordstromi mudeli kujul, mis võimaldab näidata mudeli tulemust õppeprotsessis.

1. peatükk. Mustade aukude alaste ideede teoreetiline ülevaade

1.1 Musta augu mõiste

Praegu mõistetakse musta augu all tavaliselt ruumi piirkonda, mille gravitatsiooniline külgetõmme on nii tugev, et isegi valguse kiirusel liikuvad objektid ei suuda sealt lahkuda. Selle piirkonna piiri nimetatakse sündmuste horisondiks ja selle raadiust (kui see on sfääriliselt sümmeetriline) nimetatakse gravitatsiooniraadiuseks.

Küsimus mustade aukude tegelikust olemasolust on tihedalt seotud sellega, kui õige on gravitatsiooniteooria, millest nende olemasolu tuleneb. Kaasaegses füüsikas on standardne gravitatsiooniteooria, mida eksperimentaalselt kõige paremini kinnitatakse, üldine relatiivsusteooria (GR), mis ennustab enesekindlalt mustade aukude tekkimise võimalust. Seetõttu analüüsitakse ja tõlgendatakse vaatlusandmeid eelkõige üldrelatiivsusteooria kontekstis, kuigi rangelt võttes ei leia see teooria eksperimentaalselt kinnitust tingimuste puhul, mis vastavad aegruumi piirkonnale tähemassiliste mustade aukude vahetus läheduses (samas on hästi kinnitatud tingimustes, mis vastavad ülimassiivsetele mustadele aukudele). Seetõttu tuleks väiteid mustade aukude olemasolu otseste tõendite kohta rangelt võttes mõista niivõrd tihedate ja massiivsete astronoomiliste objektide olemasolu kinnitamises, millel on ka muid jälgitavaid omadusi, et neid saab tõlgendada. kui üldrelatiivsusteooria mustad augud.

Lisaks nimetatakse mustadeks aukudeks sageli objektid, mis ei vasta rangelt ülaltoodud definitsioonile, vaid lähenevad oma omadustelt ainult sellisele mustale augule – näiteks võivad need olla kokkuvarisevad tähed varisemise hilises staadiumis. Kaasaegses astrofüüsikas ei omistata sellele erinevusele erilist tähtsust, kuna "peaaegu kokkuvarisenud" ("külmunud") tähe ja "päris" ("igavese") musta augu vaatluslikud ilmingud on peaaegu samad. Selle põhjuseks on asjaolu, et kollapsari ümbritsevate füüsikaliste väljade erinevused "igavese" musta augu väljade vahel vähenevad vastavalt võimsusseadustele, mille iseloomulik aeg on gravitatsiooniraadiuse suurusjärgus jagatud valguse kiirusega.

Väga massiivne täht võib jätkata kahanemist (kokkuvarisemist) kaugemale pulsari staadiumist, enne kui muutub salapäraseks objektiks, mida nimetatakse mustaks auguks.

Kui teooria ennustatud mustad augud on tõesti olemas, siis on need nii tihedad, et päikesega võrdne mass surutakse alla 2,5 km läbimõõduga palliks. Sellise tähe gravitatsioonijõud on nii suur, et Einsteini relatiivsusteooria järgi imeb ta endasse kõike, mis talle lähedale tuleb, isegi valgust. Musta auku ei saa näha, sest ei valgus, aine ega ükski muu signaal ei suuda ületada selle gravitatsiooni.

Röntgenikiirgusallikas Cygnus X-1, mis asub 8000 sv kaugusel. aastat (2500 tk) Cygnuse tähtkujus, mis on võimalik musta augu kandidaat. Cygnus X-1 on nähtamatu varjutav kaksiktäht (periood 5-6 päeva). Selle vaadeldav komponent on sinine superhiiglane, mille spekter muutub ööst õhtusse. Astronoomide salvestatud röntgenikiirgus võib kiirata, kui Cygnus X-1 oma gravitatsiooniväljaga imeb ainet lähedalasuva tähe pinnalt pöörlevale kettale, mis moodustub ümber musta augu.

Riis. 1.1. Must auk NGC 300 X-1 kunstniku poolt vaadatuna.

Mis juhtub kosmoselaevaga, mis läheneb kosmoses mustale augule õnnetult?

Musta augu tugev gravitatsiooniline tõmbejõud tõmbab kosmoselaeva sissepoole, luues hävitava jõu, mis intensiivistub laeva kukkudes ja lõpuks rebib selle laiali.

1.2 Mustade aukude alaste ideede analüüs

Mustade aukude ideede ajaloos saab tinglikult eristada kolme perioodi:

Teine periood on seotud üldrelatiivsusteooria väljatöötamisega, mille võrrandite statsionaarse lahenduse sai Karl Schwarzschild 1915. aastal.

Stephen Hawkingi teose avaldamine 1975. aastal, milles ta pakkus välja mustade aukude kiirguse idee, alustab kolmandat perioodi. Teise ja kolmanda perioodi piir on üsna meelevaldne, kuna kõik Hawkingi avastuse tagajärjed ei saanud kohe selgeks, mille uurimine jätkub tänapäevani.

Newtoni gravitatsiooniteooria (millel põhines algne mustade aukude teooria) ei ole Lorentzi invariantne, mistõttu seda ei saa rakendada valguse- ja valguskiirusel liikuvatele kehadele. Sellest puudusest ilma jäetud relativistliku gravitatsiooniteooria lõi peamiselt Einstein (kes sõnastas selle lõpuks 1915. aasta lõpuks) ja seda nimetati üldiseks relatiivsusteooriaks (GR), . Sellel põhineb kaasaegne astrofüüsikaliste mustade aukude teooria.

Üldrelatiivsusteooria viitab sellele, et gravitatsiooniväli on aegruumi kõveruse ilming (mis osutub seega pseudo-Riemanniks, mitte pseudoeukleidiliseks, nagu erirelatiivsusteoorias). Seos aegruumi kõveruse ja selles sisalduvate masside jaotumise ja liikumise olemuse vahel on antud teooria põhivõrranditega - Einsteini võrranditega.

Kuna mustad augud on lokaalsed ja suhteliselt kompaktsed moodustised, siis nende teooria koostamisel jäetakse kosmoloogilise konstandi olemasolu tavaliselt tähelepanuta, kuna selle mõju sellistele probleemile iseloomulikele dimensioonidele on mõõtmatult väike. Siis iseloomustavad üldrelatiivsusteooria raames mustade aukude statsionaarseid lahendusi, mida täiendavad teadaolevad materjaliväljad, ainult kolm parameetrit: mass (M), nurkimpulss (L) ja elektrilaeng (Q), mis on parameetrite summa. kokkuvarisemise ajal musta auku sattunute ja sinna hiljem kehadest ja kiirgustest langenute vastavad omadused.

Einsteini võrrandite lahendused vastavate tunnustega mustade aukude jaoks (vt tabel 1.1):

Tabel 1.1 Einsteini võrrandite lahendused mustade aukude jaoks

Schwarzschildi lahendus (1916, Karl Schwarzschild) on staatiline lahendus sfääriliselt sümmeetrilise musta augu jaoks, millel puudub pöörlemine ja elektrilaeng.

Reissner-Nordströmi lahendus (1916, Hans Reissner (1918, Gunnar Nordstrom)) on sfääriliselt sümmeetrilise musta augu staatiline lahendus laenguga, kuid ilma pöörlemiseta.

Kerri lahendus (1963, Roy Kerr) on statsionaarne, teljesümmeetriline lahendus pöörleva musta augu jaoks, kuid ilma laenguta.

Kerr-Newmani lahendus (1965, E.T. Newman, E. Couch, K. Chinnapared, E. Exton, E. Prakash ja R. Torrens) on hetkel kõige terviklikum lahendus: statsionaarne ja teljesümmeetriline, sõltub kõigist kolmest parameetrist.

Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt on musta augu tekkeks neli stsenaariumi:

1. Üsna massiivse tähe (üle 3,6 Päikese massi) gravitatsiooniline kollaps selle evolutsiooni lõppfaasis.

2. Galaktika keskosa ehk pragalaktilise gaasi kokkuvarisemine. Kaasaegsed kontseptsioonid asetavad paljude, kui mitte kõigi, spiraal- ja elliptiliste galaktikate keskmesse tohutu musta augu.

3. Mustade aukude teke Suure Paugu hetkel gravitatsioonivälja ja/või mateeria kõikumiste tagajärjel. Selliseid musti auke nimetatakse ürgseks.

4. Mustade aukude tekkimine suure energiaga tuumareaktsioonides - kvantmustad augud.

Tähemassilised mustad augud tekivad mõne tähe elu viimase etapina. Pärast termotuumakütuse täielikku läbipõlemist ja reaktsiooni lõppemist peaks täht teoreetiliselt hakkama jahtuma, mis toob kaasa siserõhu languse ja tähe kokkusurumise gravitatsiooni mõjul. Kompressioon võib teatud etapis peatuda või muutuda kiireks gravitatsiooniliseks kollapsiks. Olenevalt tähe massist ja pöörlemismomendist võib see muutuda mustaks auguks.

Tingimusi (peamiselt massi), mille korral tähtede evolutsiooni lõppseisund on must auk, pole piisavalt hästi uuritud, kuna selleks on vaja teada aine käitumist ja olekuid ülikõrgetel tihedustel, mis on eksperimentaalseks uurimiseks kättesaamatud. Erinevad mudelid annavad gravitatsioonilise kollapsi tulemusel tekkinud musta augu massile madalama hinnangu – 2,5–5,6 päikese massi. Musta augu raadius on väga väike – mõnikümmend kilomeetrit.

Supermassiivsed mustad augud. Laienenud väga massiivsed mustad augud moodustavad tänapäevaste kontseptsioonide kohaselt enamiku galaktikate tuuma. Nende hulka kuulub meie galaktika tuumas asuv massiivne must auk.

Ürgsed mustad augud on praegu hüpoteesi staatuses. Kui Universumi eluea algushetkedel esines piisavalt hälbeid gravitatsioonivälja homogeensusest ja aine tihedusest, siis kokkuvarisemise teel võisid neist tekkida mustad augud. Samas ei ole nende mass altpoolt piiratud, nagu tähtede kokkuvarisemise puhul – nende mass võib ilmselt olla üsna väike. Ürgmustade aukude tuvastamine pakub erilist huvi seoses võimalusega uurida mustade aukude aurustumise fenomeni.

Kvantmustad augud. Eeldatakse, et tuumareaktsioonide tulemusena võivad tekkida stabiilsed mikroskoopilised mustad augud ehk nn kvantmustad augud. Selliste objektide matemaatiline kirjeldamine eeldab gravitatsiooni kvantteooriat, mida pole veel loodud. Üldistest kaalutlustest lähtudes on aga väga tõenäoline, et mustade aukude massispekter on diskreetne ja seal on minimaalne must auk – Plancki must auk. Selle mass on umbes 10 -5 g, raadius - 10 -35 m. Plancki musta augu Comptoni lainepikkus on suurusjärgus võrdne gravitatsiooniraadiusega.

Isegi kui kvantaugud on olemas, on nende eluiga äärmiselt lühike, mistõttu on nende otsene tuvastamine väga problemaatiline. Hiljuti on tehtud katseid, et leida tõendeid mustade aukude ilmnemise kohta tuumareaktsioonides. Musta augu otseseks sünteesiks kiirendis on aga vaja tänapäeval kättesaamatut 10 26 eV energiat. Ilmselt võivad ülikõrge energiaga reaktsioonides tekkida virtuaalsed vahepealsed mustad augud. Stringiteooria kohaselt kulub aga palju vähem energiat ja saab läbi viia sünteesi.

1.3 Mustad augud elektrilaenguga Reissner-Nordström

Esimese maailmasõja ajal avastasid G. Reisner ja G. Nordström Einsteini gravitatsioonivälja võrranditele lahenduse, mis kirjeldab täielikult "laetud" musta auku. Sellisel mustal augul võib olla elektrilaeng (positiivne või negatiivne) või magnetlaeng (vastab põhja- või lõunapoolusele). Kui elektriliselt laetud kehad on tavalised, siis magnetiliselt laetud kehad pole seda üldse. Kehadel, millel on magnetväli (näiteks tavaline magnet, kompassinõel, Maa), on tingimata korraga nii põhja- kui ka lõunapoolus. Kuni viimase ajani uskus enamik füüsikuid, et magnetpoolused esinevad alati ainult paarikaupa. 1975. aastal teatas aga rühm Berkeley ja Houstoni teadlasi, et nad avastasid ühes oma katses magnetilise monopoli. Kui need tulemused kinnitust leiavad, siis selgub, et võivad eksisteerida eraldi magnetlaengud, s.t. et põhjamagnetpoolus võib eksisteerida lõunast eraldi ja vastupidi. Reisner-Nordströmi lahendus võimaldab monopooluse magnetvälja olemasolu mustas augus. Olenemata sellest, kuidas must auk laengu omandas, on kõik selle laengu omadused Reisner-Nordströmi lahenduses ühendatud üheks tunnuseks - arvuks Q. See omadus sarnaneb asjaoluga, et Schwarzschildi lahendus ei sõltu sellest, kuidas must auk omandas oma massi. See võib koosneda elevantidest, kividest või tähtedest – lõpptulemus on alati sama. Sellisel juhul ei sõltu aegruumi geomeetria Reisner-Nordströmi lahenduses laengu olemusest. See võib olla positiivne, negatiivne, vastata põhja- või lõunapoolusele – oluline on ainult selle täisväärtus, mille saab kirjutada kui |Q|. Seega sõltuvad Reisner-Nordströmi musta augu omadused ainult kahest parameetrist - augu M kogumassist ja selle kogulaengust |Q| (teisisõnu selle absoluutväärtusest). Mõeldes tõelistele mustadele aukudele, mis võiksid meie universumis reaalselt eksisteerida, jõudsid füüsikud järeldusele, et Reisner-Nordströmi lahendus ei osutu kuigi märkimisväärseks, sest elektromagnetilised jõud on palju suuremad kui gravitatsioonijõud. Näiteks elektroni või prootoni elektriväli on triljoneid triljoneid kordi tugevam kui nende gravitatsiooniväli. See tähendab, et kui mustal augul oleks piisavalt suur laeng, siis elektromagnetilise päritoluga tohutud jõud hajutavad ruumis "hõljuva" gaasi ja aatomeid kiiresti igas suunas. Musta auguga sama laengumärgiga osakesed kogeksid võimalikult lühikese aja jooksul võimsat tõukejõudu ja vastupidise laengumärgiga osakesed kogeksid sellele sama võimsat külgetõmmet. Meelitades ligi vastupidise märgiga laenguga osakesi, muutuks must auk peagi elektriliselt neutraalseks. Seetõttu võime eeldada, et tõelistel mustadel aukudel on vaid väike laeng. Päris mustade aukude puhul |Q| väärtus peab olema palju väiksem kui M. Tõepoolest, arvutustest järeldub, et mustade aukude mass, mis võiksid ruumis tegelikult eksisteerida, peab olema vähemalt miljard miljardit korda suurem kui |Q|. Matemaatiliselt väljendab seda ebavõrdsus

Vaatamata neile, paraku, kahetsusväärsetele füüsikaseadustega kehtestatud piirangutele, on Reisner-Nordströmi lahenduse üksikasjalik analüüs väga õpetlik.

Reisner-Nordströmi lahenduse omaduste mõistmise hõlbustamiseks kaaluge tavalist musta auku ilma laenguta. Nagu Schwarzschildi lahendusest järeldub, koosneb selline auk singulaarsusest, mida ümbritseb sündmuste horisont. Singulaarsus asub augu keskel (r = 0 korral) ja sündmuste horisont on 1 Schwarzschildi raadiuse kaugusel (nimelt r = 2M korral). Kujutage nüüd ette, et andsime sellele mustale augule väikese elektrilaengu. Kui auk on laetud, tuleb aegruumi geomeetria jaoks pöörduda Reisner-Nordströmi lahenduse poole. Reisner-Nordströmi lahenduses on kaks sündmuste horisonti. Nimelt on kauge vaatleja seisukohalt singulaarsusest erineval kaugusel kaks asendit, kus aeg peatub. Väikseima laengu korral nihkub sündmuste horisont, mis oli varem 1 Schwarzschildi raadiuse "kõrgus", veidi madalamale singulaarsusele. Kuid veelgi üllatavam on asjaolu, et vahetult singulaarsuse lähedale ilmub teine ​​sündmuste horisont. Seega ümbritseb singulaarsust laetud mustas augus kaks sündmuste horisonti – välimine ja sisemine. Laenguta (Schwarzschild) musta augu ja laetud Reisner-Nordströmi musta augu (M>>|Q| jaoks) struktuure võrreldakse joonisel fig. 1.2.

Kui suurendame musta augu laengut, siis väline sündmuste horisont kahaneb ja sisemine laieneb. Lõpuks, kui musta augu laeng saavutab väärtuse, mille juures on täidetud võrdus M=|Q|, ühinevad mõlemad horisondid üksteisega. Kui laengut veelgi suurendada, kaob sündmuste horisont täielikult ja jääb "paljas" singulaarsus. Kell M<|Q| горизонты событий отсутствуют, так что сингулярность открывается прямо во внешнюю Вселенную. Такая картина нарушает знаменитое "правило космической этики", предложенное Роджером Пенроузом. Это правило ("нельзя обнажать сингулярность!") будет подробнее обсуждаться ниже. Последовательность схем на рис. 1.3 иллюстрирует расположение горизонтов событий у черных дыр, имеющих одну и ту же массу, но разные значения заряда.

Riis. 1.2. Laetud ja neutraalsed mustad augud. Isegi tühise laengu lisamine toob kaasa teise (sisemise) sündmuste horisondi ilmumise otse singulaarsuse kohale.

Teame, et joon. Joonis 1.3 illustreerib sündmuste horisontide asukohta mustade aukude singulaarsuse suhtes ruumis, kuid veelgi kasulikum on analüüsida laetud mustade aukude aegruumi diagramme. Selliste diagrammide koostamiseks – aja ja vahemaa graafikud – alustame "sirgejoonelise" lähenemisega.

Riis. 1.3. Pilt laetud mustadest aukudest kosmoses. Kui mustale augule lisandub laeng, kahaneb sündmuste välimine horisont järk-järgult, sisemine aga laieneb. Kui augu kogulaeng jõuab väärtuseni |Q|= M, ühinevad mõlemad horisondid üheks. Laengu veelgi suuremate väärtuste korral kaob sündmuste horisont üldse ja jääb lahtine ehk "paljas" singulaarsus.

Singulaarsusest väljapoole mõõdetud kaugus joonistatakse horisontaalselt, aeg, nagu tavaliselt, vertikaalselt. Sellise diagrammi puhul on graafiku vasak pool alati piiratud singulaarsusega, mida kirjeldab joon, mis kulgeb vertikaalselt kaugest minevikust kaugesse tulevikku. Sündmushorisontide maailmajooned tähistavad ka vertikaale ja eraldavad välisuniversumi musta augu sisemistest piirkondadest.

Joonisel fig. Joonisel 1.4 on näidatud mitme sama massi, kuid erineva laenguga musta augu aegruumi diagrammid. Eespool on võrdluseks diagramm Schwarzschildi musta augu kohta (tuletage meelde, et Schwarzschildi lahendus on sama, mis Reisner-Nordströmi lahendus |Q|=0 jaoks). Kui sellesse auku lisada väga väike laeng, siis teine ​​(sisemine) horisont asub otse singulaarsuse lähedal. Mõõduka laenguga (M > |Q|) musta augu puhul asub sisemine horisont singulaarsusest kaugemal ning välimine horisont on oma kõrgust singulaarsusest kõrgemale vähendanud. Väga suure laengu puhul (M=|Q|; antud juhul räägitakse Reisner-Nordströmi piirlahendusest) sulanduvad mõlemad sündmuste horisondid üheks. Lõpuks, kui laeng on erakordselt suur (M< |Q|), горизонты событий просто исчезают.

Riis. 1.4. Laetud mustade aukude ruumi-aja diagrammid. See diagrammide jada illustreerib aegruumi ilmumist mustade aukude jaoks, millel on sama mass, kuid erinevad laengud. Eespool on võrdluseks diagramm Schwarzschildi musta augu kohta (|Q|=0).

Riis. 1.5. "Alasti" singulaarsus. Must auk, mille laeng on koletu (M<|Q|), вообще не окружает горизонт событий. Вопреки "закону космической этики" сингулярность красуется на виду у всей внешней Вселенной.

Nagu näha jooniselt fig. 1.5, horisontide puudumisel avaneb singulaarsus otse välisuniversumisse. Kaugvaatleja võib seda singulaarsust näha ja astronaut võib lennata otse suvaliselt kõverdatud aegruumi piirkonda, ületamata ühtegi sündmuste horisonti. Üksikasjalik arvutus näitab, et kohe singulaarsuse kõrval hakkab gravitatsioon toimima tõukejõuna. Kuigi must auk tõmbab astronaudi ligi, kui ta on temast piisavalt kaugel, kuid niipea, kui ta läheneb singulaarsusele väga väikese vahemaa tagant, tõrjutakse ta. Täielik vastand Schwarzschildi lahendusele on Reisner-Nordströmi singulaarsuse lähedal asuv ruumipiirkond – see on antigravitatsiooni valdkond.

Reisner-Nordströmi lahenduse üllatused ei piirdu kahe sündmuste horisondi ja gravitatsioonilise tõukejõuga singulaarsuse lähedal. Meenutades ülaltoodud üksikasjalikku Schwarzschildi lahenduse analüüsi, võime arvata, et joonistel fig. 1.4 ei kirjelda pildi kõiki külgi. Seega puutusime Schwarzschildi geomeetrias kokku suurte raskustega, mis olid tingitud aegruumi erinevate piirkondade superpositsioonist lihtsustatud diagrammil (vt joonis 1.9). Samad raskused ootavad meid diagrammidel nagu joonisel fig. 1.4, seega on aeg liikuda edasi nende tuvastamise ja ületamisega.

Ajaruumi globaalset struktuuri on lihtsam mõista, kui rakendada järgmisi elementaarreegleid. Diagramm, mida nimetatakse Penrose'i diagrammiks, on näidatud joonisel fig. 1.6a.

Riis. 1.6a. Penrose'i diagramm Schwarzschildi musta augu jaoks. Siin näete kahe universumi (I - , I 0 ja I + kummagi universumi) kõige kaugemaid äärealasid.

musta augu laetud reissner

Seda võib nimetada ka Penrose'i diagrammiks Reisner-Nordströmi musta augu erijuhtumi jaoks, kui laeng puudub (|Q|=0). Veelgi enam, kui me jätame Reisner-Nordströmi augu laengust ilma (st läheme piirini |Q|->0), siis meie diagramm (mis iganes see ka poleks) väheneb Schwarzschildi lahenduse puhul tingimata Penrose'i diagrammi piirini. Sellest järeldub meie esimene reegel: meie omale vastandlik peab olema teine ​​Universum, mille saavutamine on võimalik ainult mööda keelatud kosmosesarnaseid jooni.

Laetud musta augu jaoks Penrose'i diagrammi koostamisel on alust eeldada paljude universumite olemasolu. Igal neist peab olema viit tüüpi lõpmatus (, ja).

See mina on ajaline lõpmatus minevikus. See on "koht", kust kõik materiaalsed objektid (Borja, Vasja, Maša, Maa, galaktikad ja kõik muu) alguse said. Kõik sellised objektid liiguvad mööda ajasarnaseid maailmajooni ja peavad minema I + – ajalaadsesse tuleviku lõpmatusse, kuhugi miljardeid aastaid pärast "praegu". Lisaks on I 0 - ruumisarnane lõpmatus ja kuna miski ei saa liikuda kiiremini kui valgus, ei saa miski kunagi langeda I 0-sse. Kui ükski füüsikale teadaolev objekt ei liigu valgusest kiiremini, siis footonid liiguvad täpselt valguse kiirusega mööda maailmajooni, mis on aegruumi diagrammil kallutatud 45 kraadi võrra. See võimaldab tutvustada – mineviku valgust lõpmatust, kust tulevad kõik valguskiired. Lõpuks on olemas ja - tuleviku valguse lõpmatus (kuhu kõik "valguskiired" lähevad).

Lisaks tuleb kõik need välimised universumid joonistada kolmnurgana, kuna Penrose'i konformne kaardistamise meetod töötab sel juhul nagu väikeste buldooserite brigaad, mis "rehitseb" kogu aegruumi üheks kompaktseks kolmnurgaks. Seetõttu on meie teine ​​reegel järgmine: mis tahes välimine universum peab olema kujutatud kolmnurgana, millel on viis tüüpi lõpmatus. Selline väline universum võib olla orienteeritud kas paremale (nagu joonisel 1.6b) või vasakule.

Riis. 1.6b. Väline Universum. Mis tahes musta augu Penrose'i diagrammil on välimine universum alati kujutatud viie lõpmatusega kolmnurgana (I, S~, I 0 ,S + , I +). Sellist välisuniversumit saab orienteerida nurga all paremale (nagu on näidatud joonisel) või vasakule.

Kolmanda reeglini jõudmiseks tuletage meelde, et Penrose'i diagrammil (vt joonis 1.6a) oli Schwarzschildi musta augu sündmuste horisondi kalle 45 kraadi. Niisiis, kolmas reegel: iga sündmuste horisont peab olema valgustaoline ja seetõttu alati 45 kraadise kaldega.

Neljanda (ja viimase) reegli tuletamiseks tuletage meelde, et sündmuste horisondi läbimisel muutsid ruum ja aeg Schwarzschildi musta augu puhul rolli. Laetud musta augu ruumi- ja ajaliste suundade üksikasjalikust analüüsist järeldub, et sama pilt saadakse ka siin. Siit ka neljas reegel: ruum ja aeg vahetavad rollid alati, kui sündmuste horisont ristub.

Joonisel fig. 1.7, on äsja sõnastatud neljas reegel illustreeritud väikese või mõõduka laenguga (M>|Q|) musta augu puhul. Sellisest laetud mustast august eemal on ruumilaadne suund paralleelne ruumiteljega ja ajaline suund on paralleelne ajateljega. Välise sündmuste horisondi alt läbi minnes leiame nende kahe suuna rollide ümberpööramise – ruumiline suund on nüüd paralleelne ajateljega ja ajaline suund on paralleelne ruumiteljega. Kuid kui me jätkame liikumist keskme poole ja laskume sisemise sündmuste horisondi alla, oleme tunnistajaks teisele rollivahetusele. Singulaarsuse lähedal muutub ruumi- ja ajasuundade orientatsioon samaks, mis oli mustast august eemal.

Riis. 1.7. Ruumi ja aja rollide muutumine (М>|Q| jaoks). Iga kord, kui ületate sündmuste horisondi, pööravad ruum ja aeg rollid ümber. See tähendab, et laetud mustas augus toimub kahe sündmusehorisondi olemasolu tõttu ruumi ja aja rollide täielik pöördumine kaks korda.

Laetud musta augu singulaarsuse olemuse seisukohalt on otsustava tähtsusega ruumi- ja ajasuunaliste rollide kahekordne ümberpööramine. Laenguta Schwarzschildi musta augu puhul vahetavad ruum ja aeg rolli vaid korra. Ühe sündmuse horisondi piires osutavad konstantse kaugusega jooned ruumisarnases (horisontaalses) suunas. See tähendab, et singulaarsuse asukohta tähistav joon (r = 0) peab olema horisontaalne, s.t. suunatud ruumiliselt. Kui aga sündmuste horisonte on kaks, on singulaarsuse lähedal püsiva kaugusega joontel ajaline (vertikaalne) suund. Seetõttu peab laetud augu singulaarsuse asukohta kirjeldav joon (r = 0) olema vertikaalne ja orienteeritud ajaliselt. Seega jõuame ülimalt olulise järelduseni: laetud musta augu singulaarsus peab olema ajaline!

Nüüd saame ülaltoodud reegleid kasutades koostada Reisner-Nordströmi lahenduse jaoks Penrose'i diagrammi. Alustuseks kujutame ette astronauti meie universumis (ütleme lihtsalt Maal). Ta astub oma kosmoselaevasse, paneb mootorid käima ja suundub laetud musta augu poole. Nagu näha jooniselt fig. 1.8, meie universum näeb Penrose'i diagrammil välja nagu kolmnurk, millel on viis lõpmatust. Mis tahes astronaudi lubatud tee peab alati olema diagrammil orienteeritud vertikaali suhtes alla 45-kraadise nurga all, kuna ta ei saa lennata ülivalguse kiirusega.

Riis. 1.8. Penrose'i diagrammi osa. Osa Reisner-Nordströmi lahenduse Penrose'i diagrammist saab konstrueerida, võttes arvesse astronaudi võimalikke maailmajooni, mis suunduvad meie universumist välja laetud musta auku.

Joonisel fig. 1.8 sellised lubatud maailmajooned on näidatud punktiirjoonega. Kui astronaut läheneb laetud mustale augule, laskub ta allapoole välimist sündmuste horisondit (mis peaks olema täpselt 45 kraadi kallutatud). Pärast selle horisondi läbimist ei saa astronaut kunagi meie universumisse naasta. Kuid see võib langeda veelgi allapoole sisemist sündmuste horisonti, millel on samuti 45-kraadine kalle. Selle sisemise horisondi all võib astronaut rumalalt kohata singulaarsust, kus ta alluks gravitatsioonilisele tõrjumisele ja kus aegruum on lõpmatult kõver. Pange aga tähele, et lennu traagiline tulemus pole sugugi vältimatu! Kuna laetud musta augu singulaarsus on ajaline, tuleks seda Penrose'i diagrammil tähistada vertikaalse joonega. Astronaut saab surma vältida, tüürides oma kosmoseaparaadi singulaarsusest eemale mööda lubatud ajataolist rada, nagu on kujutatud joonisel fig. 1.8. Päästetrajektoor viib ta singulaarsusest eemale ja ta ületab taas sisemise sündmuste horisondi, millel on samuti 45-kraadine kalle. Lendu jätkates väljub astronaut välisest sündmuste horisondist (ja selle kalle on 45 kraadi) ja siseneb välisuniversumisse. Kuna selline teekond võtab ilmselgelt aega, peab sündmuste jada maailma joonel kulgema minevikust tulevikku. Seetõttu ei saa astronaut uuesti meie universumisse naasta, vaid kukub teise universumisse, tuleviku universumisse. Nagu arvata võib, peaks see tulevane universum välja nägema kolmnurgana, millel on Penrose'i diagrammil tavaline viis lõpmatust.

Tuleb rõhutada, et nende Penrose'i diagrammide koostamisel kohtame taas nii musti kui ka valgeid auke. Astronaut võib hüpata läbi sündmuste horisondi ja leida end tuleviku välisuniversumist. Enamik füüsikuid on veendunud, et põhimõtteliselt ei saa looduses valgeid auke olla. Kuid jätkame siiski aegruumi globaalse struktuuri teoreetilist analüüsi, sealhulgas mustade ja valgete aukude olemasolu kõrvuti.

Kirjeldatud lennuepisoodid ja diagrammid joonisel fig. 1.8 ei tohiks olla rohkem kui terviku fragment. Laetud musta augu Penrose'i diagrammi tuleb täiendada vähemalt ühe meiega vastupidise universumi eksemplariga, mis on kättesaadav ainult mööda (keelatud) kosmosesarnaseid maailmajooni. See järeldus põhineb meie reeglil 1: kui eemaldada selle laeng mustast august, tuleks Penrose'i diagramm taandada Schwarzschildi lahenduse kujutisele. Ja kuigi keegi meie universumist ei suuda kunagi tungida sellesse "teisse" universumisse valgusest kiiremini liikumise võimatuse tõttu, võime siiski ette kujutada, et astronauti sellest teisest universumist reisib samasse laetud musta auku. Selle võimalikud maailmajooned on näidatud joonisel fig. 1.9.

Riis. 1.9. Teine osa Penrose'i diagrammist. Selle Reisner-Nordströmi lahenduse Penrose'i diagrammi uue lõigu saab koostada, võttes arvesse võõrast universumist pärit astronaudi võimalikke maailmajooni.

Selline tulnuka astronaudi teekond teisest Universumist näeb välja täpselt samasugune kui meie universumist, Maa pealt õhku tõusnud astronaudi teekond. Tulnukat universumit on kujutatud ka Penrose’i diagrammil tuttava kolmnurgana. Teel laetud musta auku ületab tulnukas astronaut välise sündmuste horisondi, mille kalle peaks olema 45 kraadi. Hiljem laskub see ka sisemise sündmuste horisondi alla, samuti 45-kraadise kaldega. Tulnukas seisab nüüd valiku ees: kas põrkuda ajalaadsesse singulaarsusse (Penrose'i diagrammil on see vertikaalne) või kokku kukkuda ja ületada uuesti sisemine sündmuste horisont. Õnnetu lõpu vältimiseks otsustab tulnukas mustast august lahkuda ja väljuda sisemise sündmuste horisondi kaudu, mis, nagu ikka, on 45-kraadise kaldega. Seejärel lendab see läbi välimise sündmuste horisondi (Penrose'i diagrammil 45 kraadi kallutatud) uude tulevikuuniversumisse.

Kumbki neist kahest hüpoteetilisest teekonnast hõlmab ainult kahte osa kogu Penrose'i diagrammist. Täielik pilt saadakse nende osade lihtsalt üksteisega kombineerimisel, nagu on näidatud joonisel fig. 1.10.

Riis. 1.10. Täielik Penrose'i diagramm Reisner-Nordströmi musta augu jaoks (M > > |Q|). Täieliku Penrose'i diagrammi väikese või mõõduka laenguga (M > |Q|) musta augu jaoks saab koostada, ühendades joonisel fig. 1,8 ja 1,9. See diagramm kordab lõpmatuseni nii tulevikus kui ka minevikus.

Sellist diagrammi tuleb korrata lõpmatu arv kordi tulevikus ja minevikus, kuna kumbki kahest vaadeldavast astronaudist võib otsustada lahkuda universumist, kus ta ilmus, ikka ja jälle minna laetud musta auku. Seega võivad astronaudid tungida teistesse, tulevikus veelgi kaugematesse universumitesse. Samamoodi võime ette kujutada teisi kaugest minevikust pärit universumitest pärit astronaute saabumas meie universumisse. Seetõttu kordub Penrose'i täielik diagramm ajas mõlemas suunas nagu pikk lint korduva šabloonmustriga. Üldiselt ühendab laetud musta augu globaalne geomeetria lõpmatu arvu minevikus ja tulevikus meie enda universumiga. See on sama hämmastav kui tõsiasi, et laetud musta auku kasutades saab astronaut lennata ühest universumist teise. See uskumatu pilt on tihedalt seotud valge augu ideega, mida arutatakse ühes järgmistest peatükkidest.

Äsjakirjeldatud lähenemine aegruumi globaalse struktuuri selgitamisele puudutas väikese või väikese laenguga (M>|Q|) mustade aukude juhtumit. Ülima Reisner-Nordströmi musta augu puhul (kui M=|Q|) osutub laeng aga nii suureks, et sisemine ja välimine horisont ühinevad omavahel. See kahe sündmuste horisondi kombinatsioon toob kaasa mitmeid huvitavaid tagajärgi.

Tuletame meelde, et kaugel laetud mustast august (väljaspool sündmuste välimist horisonti) on ruumitaoline suund paralleelne ruumiteljega ja ajaline suund on paralleelne ajateljega. Tuletage meelde ka seda, et singulaarsuse lähedal (sisemise sündmuste horisondi all - pärast seda, kui ruum ja aeg on kaks korda rolli vahetanud) on ruumiline suund jälle paralleelne ruumiteljega ja ajaline suund on jälle paralleelne ajateljega. Kuna Reisner-Nordströmi musta augu laeng aina suureneb, jääb kahe sündmuste horisondi vaheline piirkond aina väiksemaks. Kui lõpuks laeng suureneb nii palju, et M = |Q|, kahaneb see vahepealne piirkond nullini. Järelikult ei muuda ruum ja aeg väliselt-sisemiselt ühtse sündmusehorisondi läbimisel rolle. Muidugi võib sama hästi rääkida ka ruumi ja aja rollide kahekordsest ümberpööramisest, mis toimub samaaegselt ülima Reisner-Nordströmi musta augu ainsal sündmustehorisondil. Nagu on näidatud joonisel fig. 1.11, on ajaline suund selles kõikjal paralleelne ajateljega ja ruumiline suund on kõikjal paralleelne ruumiteljega.

Riis. 1.11. Piirava Reisner-Nordströmi musta augu (M=|Q|) ruumi-aja diagramm. Kui musta augu laeng muutub nii suureks, et M=|Q|, siis sisemine ja välimine sündmuste horisont ühinevad. See tähendab, et tekkiva (topelt)horisondi läbimisel ei toimu ruumi ja aja rollide vahetust.

Kuigi ülimal Reisner-Nordströmi mustal augul on vaid üks sündmuste horisont, on olukord siin hoopis teistsugune kui Schwarzschildi musta augu puhul, millel on samuti vaid üks sündmuste horisont. Ühe sündmuse horisondi korral toimub alati ruumi- ja ajasarnaste suundade rollide muutumine, nagu on näha jooniselt fig. 1.12. Ülima Reisner-Nordströmi musta augu sündmustehorisonti võib aga tõlgendada kui "topelt", s.o. üksteise peale asetatud sisemise ja välimise horisondina. Seetõttu ei muutu ruumi ja aja rollid.

Riis. 1.12. Ruumi-aja diagramm Schwarzschildi musta augu jaoks (|Q|=0). Kuigi Schwarzschildi mustal augul (millel pole laengut) on ainult üks sündmuste horisont, siis ühelt küljelt teisele liikudes muudavad ruum ja aeg rolli. (Võrdle joonisega 1.11.)

Asjaolu, et välimise ja sisemise sündmuste horisondid ühinevad lõplikus Reisner-Nordströmi mustas augus, tähendab, et on vaja uut Penrose'i diagrammi. Nagu varemgi, saab selle konstrueerida, võttes arvesse hüpoteetilise astronaudi maailmajoont. Samas jääb reeglite loetelu samaks, selle olulise erandiga, et sündmuste horisondi ületamisel ruum ja aeg rolle ei vaheta. Kujutage ette, kuidas astronaut tõuseb Maalt õhku ja kukub ülimasse Reisner-Nordströmi musta auku. Meie universum, nagu tavaliselt, on kujutatud Penrose'i diagrammil kolmnurgana. Pärast sündmuste horisondi alla sukeldumist on astronautil vabadus teha valik: ta võib kas põrgata singulaarsusse, mis on ajaline ja seetõttu peab seda Penrose'i diagrammil kujutama vertikaalselt või (joonis 1.13) viia oma kosmoselaev kosmoseaparaadist eemale. singulaarsus mööda lubatud ajasarnast maailmajoont.

Riis. 1.13. Penrose'i diagramm ülima Reisner-Nordströmi musta augu jaoks (M=|Q|). Ajaruumi globaalse struktuuri diagrammi saab koostada, kui arvestada astronaudi võimalikke maailmajooni, mis sukeldub Reisner-Nordströmi musta auku ja väljub sealt.

Kui ta valis teise tee, siis hiljem ületaks ta sündmuste horisondi uuesti, sisenedes teise universumisse. Ta seisab taas silmitsi alternatiiviga – jääda sellesse tulevasesse universumisse ja lennata mõnele planeedile või pöörata tagasi ja minna uuesti musta auku. Kui astronaut tagasi pöördub, jätkab ta oma teed Penrose'i diagrammil ülespoole, külastades suvalist arvu tulevikuuniversumeid. Täielik pilt on näidatud joonisel fig. 1.13. Nagu varemgi, kordub diagramm lõpmatu arv kordi minevikus ja tulevikus, nagu korduva šabloonmustriga lint.

Matemaatika seisukohalt must auk tohutu laenguga M<|Q|; правда, она не имеет смысла с точки зрения физики. В этом случае горизонты событий попросту исчезают, остается лишь "голая" сингулярность. Ввиду отсутствия горизонтов событий не может быть и речи о каком-то обмене ролями между пространством и временем. Сингулярность просто находится у всех на виду. "Голая" сингулярность - это не закрытая никакими горизонтами область бесконечно сильно искривленного пространства-времени.

Kui Maalt õhku tõusnud astronaut tormab "alasti" singulaarsuse poole, ei pea ta sündmuste horisondi alla laskuma. See jääb kogu aeg meie universumisse. Singulaarsuse lähedal mõjuvad sellele võimsad tõrjuvad gravitatsioonijõud. Piisavalt võimsate mootorite korral võib astronaut teatud tingimustel singulaarsusse põrgata, kuigi see on tema poolt puhas hullus.

Riis. 1.14. "Alasti" singulaarsus. "Alasti" singulaarsuse juures (M<|Q|) горизонтов событий нет. Черная дыра этого типа не связывает нашу Вселенную с какой-либо другой Вселенной.

Lihtne kukkumine singulaarsusele – "paljas" singulaarsus ei ühenda meie universumit ühegi teise universumiga. Nagu kõigi teiste laetud mustade aukude puhul, on ka siin singulaarsus ajaline ja seetõttu tuleks seda Penrose'i diagrammil kujutada vertikaalse joonena. Kuna peale meie universumi pole praegu ühtegi teist universumit, näeb Penrose'i diagramm "palja" singulaarsuse kohta üsna lihtne. Jooniselt fig. 1.14 on näha, et meie Universum, nagu tavaliselt, on kujutatud viie lõpmatusega kolmnurgana, mida vasakult piirab singulaarsus. Kõik, mis jääb singulaarsusest vasakule, on meist täielikult ära lõigatud. Singulaarsusest ei saa läbi keegi ega miski.

Kuna tõelistel mustadel aukudel võivad olla ainult väga nõrgad laengud (kui neil üldse on), pakub suur osa ülalkirjeldatust vaid akadeemilist huvi. Selle tulemusel oleme aga kehtestanud tõrgeteta reeglid keerukate Penrose'i diagrammide koostamiseks.

2. peatükk

2.1 Mudeli matemaatiline kirjeldus

Reissner-Nordströmi mõõdiku annab:

kus meetriline koefitsient B(r) on määratletud järgmiselt:

See on avaldis geomeetrilistes ühikutes, kus valguse kiirus ja Newtoni gravitatsioonikonstant on mõlemad võrdsed ühega, C = G = 1. Tavalistes ühikutes .

Horisondid koonduvad, kui meetriline koefitsient B(r) on võrdne nulliga, mis esineb välisel ja sisemisel horisondil r + ja r-:

Horisondi asukoha r ± osas on meetriline koefitsient B(r) määratletud järgmiselt:

Joonisel 2.1 on kujutatud Reissner-Nordströmi ruumi diagramm. See on Reissner-Nordströmi geomeetria ruumidiagramm. Horisontaalne telg tähistab radiaalset kaugust ja vertikaaltelg tähistab aega.

Kaks vertikaalset punast joont on sisemine ja välimine horisont radiaalsetes positsioonides r+ ja r-. Kollane ja ookerjoon on vastavalt radiaalselt sisse ja välja liikuvate valguskiirte maailmajooned. Iga punkt raadiusega r ruumi-aja diagrammil tähistab ringi kolmemõõtmelist ruumisfääri, mida mõõdetakse Reissner-Nordströmi geomeetrias puhkeolekus vaatlejate poolt. Tumelillad jooned on Reissner-Nordströmi konstantsed ajajooned, vertikaalsed sinised jooned aga konstantsed ringjooned raadiusega r. Helesinine joon tähistab nullraadiust, r = 0.

Riis. 2.1. Reissner-Nordströmi ruumi skeem

Sarnaselt Schwarzschildi geomeetriale on ka Reissner-Nordströmi geomeetria horisondil halb käitumine, kuna valguskiired kalduvad horisondi asümptootideni, ilma neid läbimata. Jällegi on patoloogia staatilise koordinaatsüsteemi tunnuseks. Juhtuvad valguskiired läbivad tegelikult horisonte ja neil pole kummalgi silmapiiril mingeid tunnuseid.

Nagu Schwarzschildi geomeetrias, on süsteeme, mis käituvad silmapiiril paremini ja mis näitavad selgemalt Reissner-Nordströmi geomeetria füüsikat. Üks neist koordinaatsüsteemidest on Finkelsteini koordinaatsüsteem.

Riis. 2.2. Finkelsteini ruumiskeem Reissner-Nordströmi geomeetria jaoks

Nagu tavaliselt, on Finkelsteini radiaalkoordinaat r ringi raadius, mis on määratletud nii, et kuuli vastav ring raadiusega r on 2pr, samas kui Finkelsteini aja koordinaat on defineeritud nii, et radiaalselt langevad valguskiired (kollased jooned) liiguvad nurga all. 45o aegruumi diagrammil.

Finkelsteini aeg t F on seotud Reissner-Nordströmi ajaga t järgmise avaldise abil:

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

Gravitatsiooniline g(r) radiaalasendis r on sisemine kiirendus

g(r) =

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

dt ff

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

Joonte värvimine, nagu Schwarzschildi musta augu puhul: punane horisondi joon, sinine joon on nullraadiusega joon, kollane ja ookerjoon on vastavalt maailma jooned radiaalselt langevate ja väljuvate valguskiirte jaoks, samas kui tume magenta ja sinised jooned on vastavalt konstantse Schwarzschildi aja ja konstantse ringiraadiusega jooned.

Mõelge Reissner-Nordströmi ruumi kosemudelile. Kosemudel sobib hästi laetud musta augu jaoks Reissner-Nordströmi geomeetrias. Kui aga Schwarzschildi geomeetrias langeb juga aina suurema kiirusega kuni kesksingulaarsuseni, siis Reissner-Nordströmi geomeetrias langeb juga elektrivälja pingest või alarõhust tingitud gravitatsioonilise tõuke tõttu.

Reissner-Nordströmi juga kirjeldatakse täpselt sama Gulstrand-Pineleave'i mõõdikuga, mis Schwarzschildi mõõdiku puhul, kuid ruumilise kiiruse mass M asendatakse siseraadiuse r massiga M(r):

Joonis 2.3. Reissner-Nordströmi juga.

Sisemass M(r) on võrdne massiga M lõpmatuses, millest on lahutatud massienergia Q 2 / (2r) elektriväljas

Elektromagnetiline mass Q 2 / (2r) on mass väljaspool r, mis on seotud laengut Q ümbritseva elektrivälja E = Q / r 2 energiatihedusega E 2 / (8p).

Sissetuleva ruumi kiirus v ületab valguse kiiruse c välishorisondil r + = M + (M 2 - Q 2) 1 / 2, kuid aeglustub väiksema kiiruseni kui valguse kiirus sisemisel horisondil r - = M - (M2 - Q2) 12. Kiirus aeglustub kuni nullpunktini r 0 = Q 2 /(2M) sisemise horisondi sees. Sel hetkel pöördub ruum ümber ja kiireneb tagasi, saavutades sisemise horisondi r - juures taas valguse kiiruse. Ruum siseneb nüüd valgesse auku, kus ruum liigub valgusest kiiremini väljapoole. Riis. Joonisel 2.3 on kujutatud valge auk musta auguga samas kohas, kuid tegelikult, nagu Penrose'i diagrammilt näha, on valge auk ja must auk aegruumi erinevad piirkonnad. Kui ruum langeb valges augus väljapoole, nõrgeneb elektrivälja alarõhu tekitatud gravitatsiooniline tõukejõud massi gravitatsioonilise külgetõmbe suhtes. Väljuv ruum aeglustub valge augu välishorisondi r + valguse kiiruseni. See ruum avaneb uude aegruumi piirkonda, võib-olla uueks universumiks.

2.2 Reissner-Nordstromi laetud musta augu simulatsiooni tulemused Delphi programmeerimiskeskkonnas

Modelleerimine viidi läbi vastavalt plokkmeetodile. Programm töötab viies režiimis, milles on võimalik vaadelda musta augu ruumi erinevatest vaatenurkadest.

1. Musta augu struktuuri vaatamine. Võimaldab simuleerida sisemise ja välimise horisondi asendi muutumist sõltuvalt musta augu laengust. Minimaalse laengu Q = 0 korral täheldatakse ainult ühte välimist horisonti, nagu on näidatud joonisel fig. 2.4.

Riis. 2.4. Nulllaenguga musta augu välimine horisont.

Laengu suurenedes ilmub sisemine horisont. Sellisel juhul kahaneb välimine horisont sisemise horisondi suurenedes. Laengut saab suurendada, lohistades liuguri markeri soovitud asendisse (vt joonis 2.5).

Riis. 2.5. Musta augu välimine ja sisemine horisont laengu olemasolul.

Kui laeng suureneb väärtuseni, mis on võrdne musta augu massiga, ühinevad sisemine ja välimine horisont üheks, nagu on näidatud joonisel fig. 2.6.

Riis. 2.6. Väline ja sisemine horisont ühinevad üheks laenguga, mis on võrdne musta augu massiga.

Kui musta augu massilaengu väärtus ületatakse, kaovad horisondid ja avaneb paljas singulaarsus.

2. Ruumidiagrammi modelleerimine Reissner-Nordströmis. See režiim võimaldab teil näha sissetulevate ja väljuvate valguskiirte suuna muutumist, mis on kujutatud Reissner-Nordströmi geomeetrias. Laengu muutudes muutub pilt. Valguskiirte muutust on näha joonisel fig. 2,7, 2,8 ja 2,9.

Riis. 2.7. Reissner-Nordströmi geomeetria ruumidiagramm nulllaengu korral.

Kaks vertikaalset punast joont on sisemine ja välimine horisont. Kollased jooned on alt üles radiaalselt sissepoole liikuvad valguskiirte maailmajooned, ookerjooned on valguskiirte maailmajooned, mis liiguvad radiaalselt väljapoole ka alt üles.

Kollaste sissetulevate kiirte suunamuutus (ülalt-alla) kahe horisondi vahel näitab ruumi ja aja muutumist välis- ja sisehorisondil, mis toimub kaks korda.

Sissetulevatel kollastel valguskiirtel on horisontidel asümptoosid, mis Reissner-Nordströmi geomeetria iseärasuste tõttu ei peegelda tegelikku pilti. Tegelikult läbivad nad silmapiiri ja neil pole asümptoote.

Riis. 2.8. Reissner-Nordströmi geomeetria ruumidiagramm laengu olemasolul.

Sarnased dokumendid

Mustade aukude teke. Idealiseeritud sfäärilise kollapsi arvutamine. Kaasaegne tähtede evolutsiooni teooria. Ruum ja aeg. musta augu omadused. Einsteini üldine relatiivsusteooria. Otsige musti auke. Sündmuste horisont ja singulaarsus.

esitlus, lisatud 12.05.2016


Mustad augud on kogu teaduse kõige salapärasem objekt. Mustade aukude teke ja tunnused. Müsteeriumid ja universumi paisumine. Mustade aukude demograafia. Stephen Hawkingi teooria, kes ühendas relatiivsusteooria ja kvantmehaanika üheks teooriaks.

esitlus, lisatud 20.10.2016


Mustad augud on nii tihedad ruumipiirkonnad, et isegi valgus ei suuda ületada nende gravitatsioonilist külge, mis on peamine eesmärk. Birkhoffi teoreemi üldised omadused. "Ussiaugu" kontseptsiooni olemus, põhitunnuste tundmine.

esitlus, lisatud 01.08.2014


"Musta augu" omadused - ruum, milles gravitatsiooniline külgetõmme on nii tugev, et ei aine ega kiirgus ei saa sellest piirkonnast lahkuda. "Musta augu" leidmise kaudsed märgid, läheduses asuvate objektide normaalsete omaduste moonutamine.

artikkel, lisatud 08.02.2010


Must auk on gravitatsiooni tulemus. Mustade aukude hämmastavate omaduste ennustuste ajalugu. Einsteini teooria olulisemad järeldused. Relativistliku gravitatsioonilise kollapsi protsess. Mustade aukude taevamehaanika. Otsingud ja vaatlused. Röntgenikiirgus.

abstraktne, lisatud 05.10.2011


"Mustade aukude" definitsioon ja teoreetiline mõiste: nende ilmnemise tingimused, omadused, gravitatsioonivälja mõju nende lähedal asuvatele objektidele, galaktikates otsimise meetodid. Stringiteooria kui hüpoteetiline võimalus mikroskoopiliste "mustade aukude" sünniks.

loovtöö, lisatud 26.04.2009


Tutvumine avastamise ajalooga, tekketunnuste, omadustega (massiivsus, kompaktsus, nähtamatus), tüüpidega (ülimassiivne, primaarne, kvant), aurustumisefektiga, gravitatsioonilise kollapsi protsessiga ja juhistega mustade aukude otsimiseks.

abstraktne, lisatud 08.05.2010


Mustad augud kui oma omaduste poolest ainulaadsete tähtede evolutsiooni produktid, nende tekkestsenaariumide analüüs. Tutvumine neutrontähtede omadustega. Ülipika baasjoone raadiointerferomeetria meetodite omadused. Kvantmustade aukude arvestamine.

abstraktne, lisatud 05.06.2014


Universumi tekkimine, areng ja surm. Universumi mudeli loomine. Suure paugu idee. Avastati hetk, mil Universum hakkas looma esimesi aatomeid. Musta augu külgetõmme ja põgenemiskiirus. Mustade aukude tekke põhimõtted ja alused.

esitlus, lisatud 16.02.2012


Inimesed, kes sillutasid teed tähtede juurde. Orbitaallaeva "Buran" skeem. Päikesesüsteemi planeetide asukoha, parameetrite ja omaduste kirjeldus. Musta augu kui kosmilise objekti omadused ja omadused. Inimese kosmoseuuringute praktiline tähendus.

Valencia ja Lissaboni ülikoolide teadlased otsustasid vaadata üldrelatiivsusteooriast kaugemale, et lahendada põhiprobleem mustade aukudega - nende keskmes olevad kummalised nähtused.

elektriliselt laetud mustad augud

Nende arvates on must auk erijuhtum, mida looduses ei eksisteeri, kuna see on elektriliselt laetud ega tiirle enda ümber. See kummaline objekt ei ole lõpmatu tihedusega punkt, vaid ussiauk – omamoodi sild teise kohta ajas ja ruumis.

Sellele järeldusele jõudmiseks võrdsustasid teadlased musta augu grafeeni või kristalliga. Nende geomeetriat saab kasutada ruumi ja aja reprodutseerimiseks.

Kosmose-ajaline anomaalia

Nii nagu kristallid on oma mikrostruktuurilt ebatäiuslikud, võib musta augu keskmist piirkonda tõlgendada kui anomaaliat ruumis ja ajas ning see nõuab uusi geomeetrilisi elemente selle täpsemaks kirjeldamiseks. Teadlased uurisid kõiki võimalikke võimalusi, võttes arvesse fakte, mida nad looduses täheldasid.

Mustade aukude omaduste kirjeldamine on ikka uskumatult raske ülesanne. Selle tagamiseks on vaja ühendada relatiivsusteooria ja kvantmehaanika ning need töötavad koos üsna halvasti.

Teadlaste teooria lahendab loomulikult mitmeid probleeme elektriliselt laetud mustade aukude tõlgendamisel. Esiteks lahendasid nad singulaarsuse probleemi, kuna musta augu keskel on "uks" - ussiauk, mille kaudu aeg ja ruum võivad jätkuda.

Ussiaugu roll

Teadlaste tõlgenduses asendatakse musta augu keskmes asuv koht ussiauguga, mille suurus on otseselt võrdeline selle elektrilaenguga. Mida suurem on laeng, seda suurem on ussiauk. Teoreetiliselt võib mõni vapper maadeavastaja hüpata sellesse musta auku, kus ta imetakse endasse intensiivsete loodete jõudude poolt (seda nimetatakse spagetatsiooniks), läbida ussiaugu ja naasta universumisse.

See avastus on üsna uudishimulik. Kuigi üldrelatiivsusteoorias ennustatakse tavaliselt ussiauke, on nende stabiilsuseks vaja eksootilist ainet. Selle asemel avalduvad nad tavalises aines ja energias.

Elektriliselt laetud mustad augud ei peaks looduses tekkima, eriti kui need põhjustavad omapäraseid tagajärgi, nagu näiteks stabiilse ussiaugu teke. Kuid lõpuks peeti isegi tõelisi musti auke kunagi lihtsalt väljamõeldud teoreetiliseks ideeks.