Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Тамм И.Е. -> "Эйнштейновский сборник" -> 133

Эйнштейновский сборник - Тамм И.Е.

Тамм И.Е., Кузнецов Б.Г. Эйнштейновский сборник — М.: Наука, 1966. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): eyshtenovskiyzbornik1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 140 >> Следующая

Проблема состоит, очевидно, в выяснении того, не могут ли существовать такие необычные условия, при которых запрет на взаимодействие мира и антимира сни-
356
мается. Более или менее очевидно, что это должны быть такие условия, в которых метрика и топология прос-ранства — времени существенным образом деформированы. Иными словами, мы должны вернуться к теории гравитации и космологии.
§ 4. ЭВОЛЮЦИЯ ЦЕНТРАЛЬНО-СИММЕТРИЧНОГО ПОЛЯ
4.1. Решение Шварцшильда. Исторически первым строгим решением уравнений Эйнштейна явилось известное решение Шварцшильда [54] для поля со сферической симметрией. Описываемое этим решением статическое поле создается материальной точкой и любым распределением вещества с центральной симметрией, в том числе и нестатическим, если только движение вещества является центрально-симметричным, т. е. скорость в каждой точке направлена по радиусу. С точки зрения космолога решение интересно тем, что описываемая им ситуация может считаться чем-то промежуточным между той, которая описывается простейшими (однородными и изотропными) космологическими решениями, и ситуацией в реальной Метагалактике, где требования однородности и изотропии не выполняются строго.
Для историка науки полувековая история исследо вапий решения Шварцшильда интересна как яркий пример того, какие разительные сюрпризы могут таиться даже в простейших и, казалось бы, полностью изучен ных вещах.
На основе этого решения изучались все три экспери ментальных подтверждения общей теории относительности (смещение перигелия Меркурия, гравитационное красное смещение и искривление световых лучей в гравитационном поле). Но в течение примерно четверти века, если не больше, оно практически совсем не интересовало ни астрофизиков, ни космологов. Астрофизики не интересовались этим решением потому, что даже внутри звезд (во всяком случае, «нормальных» звезд) релятивистскими гравитационными эффектами можно пренебречь, поскольку гравитационный потенциал очень мал по сравнению с квадратом скорости света. Космологов это решение не интересовало потому, что оно статичес-
357
кое, а Метагалактика нестационарна, как это стало ясно после открытия красного смещения в спектрах далеких галактик.
Изменение взглядов на решение Шварцшильда и всю проблему центрально-симметричного поля шло по двум относительно независимым линиям, которые, однако, за последние годы сомкнулись. Сразу же после открытия источников энергии звезд возник вопрос о судьбе звезды, исчерпавшей эти источники. Ответ, значение которого было оценено лишь много лет спустя, содержался уже в классических работах Оппенгеймера с сотрудниками [55, 28]: если звезда достаточно массивна, то она будет катастрофически сжиматься в собственном поле тяготения (гравитационный коллапс). Вторая линия развития связана с чисто математическим исследованием особенностей решения Шварцшильда. Решение имеет две хорошо известные особенности. Если обозначить через г шварц-шильдову радиальную координату (аналог обычного радиального расстояния в кеплеровой задаче теории Ньютона), то при стандартной записи линейного элемента метрики Шварцшильда (см., например, [56, стр. 339]) метрические коэффициенты имеют ВИД gQQ =g“J = 1 — — г0/г, где г0—2кт/с2 — гравитационный радиус, т. е. находящаяся в начале отсчета масса, выраженная в единицах длины (к — ньютонова постоянная тяготения). При г=*=г0 («на сфере Шварцшильда») gco обращается в нуль, a gn — в бесконечность; при г=0 в нуль обращается gu, а в бесконечность g00. Исследования, начало которым положила работа Леметра [57], показали, что эти особенности неравноценны: первая может быть устранена надлежащим выбором системы отсчета, вторая является «истинной» (неустранимой) особенностью. Эти исследования привели к тем же результатам, что и первая линия развития: в ходе сжатия сфера Шварцшильда не является непреодолимым барьером, система может сжаться в точку (до г=:0). Таким образом, центрально-симметричное гравитационное поле является статическим только в определенной системе отсчета, вообще же говоря, оно катастрофически нестационарно. Сверх этого, однако, выяснилось, что наряду со взрывом, направленным внутрь и приводящим к сжатию вещества до сверхплотного состояния (коллапс, имплозия), должен существовать также и гравитационный взрыв, направлен-
358
ный наружу, т. е. катастрофическое расширение сверхплотного вещества (собственно взрыв, эксплозия или антиколлапс). Математически это является следствием того, что аналитическое продолжение решения Шварцшильда за сингулярность г~г0 двузначно, а соответствующее пространство многосвязно [58—63]. Кроме того, оказалось, что гравитационное взаимодействие здесь не Г-инвариантно и антиколлапс не есть просто обращенный во времени коллапс [60, 63].
В 1963 г. были открыты объекты, названные «сверхзвездами» (квазизвездными радиоисточниками, квазарами), а в 1965 г.— квазизвездные галактики [64]. Последние очень многочисленны и, по-видимому, представляют типичное население Метагалактики на ранних стадиях ее существования (скажем, через миллиард лет после возникновения). Не останавливаясь на астрофизической характеристике этих объектов (см., например, [65, 66]), напомним главное: вновь открытые объекты отличает совершенно чудовищный выход энергии, для объяснения которого совершенно недостаточен основной для астрофизики механизм — термоядерных реакций. Ситуация очень серьезна. Наблюдательные данные пока недостаточно точны, но ясно, что выход энергии по порядку величины равен максимально возможному, т. е. тс2. Механизм гравитационных взрывов (коллапс, антиколлапс), и только он, если иметь в виду то, что известно современной физике, в принципе может объяснить такой выход энергии, хотя и не без затруднений. Если же в результате уточнения данных наблюдений окажется, что удельный выход энергии больше с2, то мы можем оказаться отброшенными почти к аристотелевой космологии: на Земле и в космосе действуют не одна и та же физика (соотношение Е—тс2 в современной физике столь же непреложно, как и таблица умножения, его нарушение имело бы следствием руины современной физики).
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 140 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама