адзвичайно малі? ". Відповідь полягає в тому, що, хоча за закону зворотної пропорційності квадрату відстані сила гравітації і могла б проявитися в масштабах атомів, інші, електромагнітні сили набагато більше її.
Сила всесвітнього тяжіння
Ньютон відкрив закони руху тел. Згідно з цими законами рух з прискоренням можливо тільки під дією сили. Так як падаючі тіла рухаються з прискоренням, то на них повинна діяти сила, спрямована вниз, до Землі. Чи тільки Земля має властивістю притягувати до себе тіла, що знаходяться поблизу її поверхні? У 1667 м. Ньютон висловив припущення, що взагалі між усіма тілами діють сили взаємного тяжіння. Він назвав ці сили силами всесвітнього тяжіння. p> Чому ж ми не помічаємо взаємного тяжіння між навколишніми нас тілами? Може бути, це пояснюється тим, що сили тяжіння між ними занадто малі?
Ньютону вдалося показати, що сила тяжіння між тілами залежить від мас обох тіл і, як виявилося, досягає помітного значення тільки тоді, коли взаємодіючі тіла (або хоча б одне з них) мають досить великою масою.
"ДІРКИ" У ПРОСТОРІ І ЧАСІ
Чорні діри - це породження гігантських сил тяжіння. Вони виникають, коли в ході сильного стиснення більшої маси матерії зростаюче гравітаційне полі її стає настільки сильним, що не випускає навіть світло, з чорної діри не може взагалі ніщо виходити. У неї можна тільки впасти під дією величезних сил тяжіння, але виходу звідти немає.
З якою силою притягує центральна маса-яке тіло, що знаходиться на її поверхні? Якщо радіус маси великий, то відповідь збігався з класичним законом Ньютона. Але коли приймалося, що та ж маса стиснута до все меншого і меншого радіуса, поступово виявлялися відхилення від закону Ньютона - сила тяжіння виходила нехай незначно, але дещо більшою. При абсолютно фантастичних ж стисканні відхилення були помітніше. Але найцікавіше, що для кожної маси існує свій певний радіус, при стискуванні до якого сила тяжіння прагнула до нескінченності! Такий радіус в теорії був названий гравітаційним радіусом. Гравітаційний радіус тим більше, чим більше маса тіла. Але навіть для астрономічних мас він дуже малий: для маси Землі це всього один сантиметр. У 1939 році американські фізики Р.Оппенгеймер і Х.Снайдер дали точний математичний опис того, що відбуватиметься з масою, стискальної під дією власного тяжіння до все менших розмірів. Якщо сферична маса, зменшуючись, стиснеться до розмірів, рівних або менших, ніж гравітаційний радіус, то потім ніяке внутрішній тиск речовини, ніякі зовнішні сили не зможуть зупинити подальше стиснення. Дійсно, адже якщо б при розмірах, рівних гравітаційного радіусу, стиснення зупинилося б, то сили тяжіння на поверхні маси були б нескінченно великі і ніщо з ними не могло б боротися, вони тут же змусять масу стискатися далі. Але при стрімкому стисненні - падінні речовини до центру - сили тяжіння не відчуваються.
Всім відомо, що при вільному падінні настає стан невагомості і будь-яке тіло, не зустрічаючи опори, втрачає вагу. Те ж відбувається і з стискальної масою: на її поверхні сила тяжіння - вага - не відчувається. Після досягнення розмірів гравітаційного радіуса зупинити стиск маси не можна. Вона нестримно прагне до центру. Такий процес фізики називають гравітаційним колапсом, а результатом є виникнення чорної діри. Саме всередині сфери з радіусом, рівним гравітаційному, тяжіння настільки велике, що не випускає навіть світло. Цю область Дж.Уіллер назвав в 1968 році чорною дірою.
Назва виявилася вкрай вдалим і було моментально підхоплено усіма фахівцями. Кордон чорної діри називають горизонтом подій. Назва це зрозуміло, бо під цієї межі не виходять до зовнішнього спостерігача ніякі сигнали, які могли б повідомити відомості про що відбуваються всередині події. Про те, що відбувається всередині чорної діри, зовнішній спостерігач ніколи нічого не дізнається. Отже, поблизу чорної діри незвично великі сили тяжіння, але це ще не все. У сильному полі тяжіння змінюються геометричні властивості простору і сповільнюється протягом часу. Близько горизонту подій кривизна простору стає дуже сильною. Щоб уявити собі характер цього викривлення, поступимо таким чином. Замінимо в наших міркуваннях тривимірне простір двовимірної площиною (третій вимір приберемо) - нам буде легше зобразити її викривлення. Порожній простір зображується площиною. Якщо ми тепер помістимо в цей простір тяжіє куля, то навколо нього простір злегка скривиться - прогнеться. Уявімо собі, що куля стискається і його полі тяжіння збільшується. Перпендикулярно простору відкладена координата часу, як його вимірює спостерігач на поверхні кулі. З ростом тяжіння збільшується викривлення простору. Нарешті, виникає чорна діра, коли поверхню кулі стиснеться до розмірів, менше горизонту подій, і "Прогин" простору зробить стінки в прогині вертикальними. Ясно, що поблизу чорної діри на настільки викривленою поверхні геометрія буде зовсім не...
