Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц

И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц, страница 44

DJVU-файл И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц, страница 44 Физика (2619): Книга - 4 семестрИ.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц: Физика - DJVU, страница 44 (2619) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "И.М. Капитонов - Введение в физику ядра и частиц", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 44 - страница

280 Левчик 16 Наряду с черными дырамв, образовавшимися при коллапсе звезд, во Вселенной могут быть черные дыры, возникшне задолго до появления первых звезд вследствие неоднородности Большого взрыва. Появившиеся при этом сгустки вещества могли сжиматься до состояния черных дыр, тогда как остальная часть вещества расширялась. Черные дыры, образовавшвеся на самом раннем этапе Вселенной, называют реливозоеыми.

Предполагают, что размер некоторых из ннх может быть значителъно меньше размера протона. Прагой тип черных дыр — сеералассиеаые черные дыры (10 -МэМв), которые могут возникать в центре галактик и звездных скоплений. В 1983г. были открыты кваэарм— компактные внегалактические источники радио-, оптического и рензтеновского излучения огромной мощности. Их светимость 10ы-10ез зрг/с. Столь мощное излучение может быть обеспечено сверхмассивными черными дырами. В 1974 г.

Хокинг показал, что черные дыры должны испускать частицы. Источником эткх частнц является процесс образования виртуальных пар частица-античастица в вакууме. В обычных полях эти пары аннигилируют столь быстро, что их не удается наблюдать. Однако в очень сильных полях виртуальные частица и античастица могут раэдеииться и стать реальными.

На границе черной дыры действуют мощные приливные силы. Под действием этих сил некоторые из частиц (античастиц), входивших в состав внртуалъных пар, могут вылететь за пределы черной дыры. Так как многие из вих затем аннигилируют, черная дыра должна становитъся источником излучения. Черная дыра излучает как черное тело с температурой Ть тем большей, чем меньше ее масса Мь: Ть в 10 ~(Мй/Мь) К. Энергия, излучаемая в пространство черной дырой, поступает из ее недр. Поэтому в процессе такого испускания частиц, масса и размеры черной дыры должны уменьшаться, а температура— расти. Таков механизм «испарения» черной дыры. Оценки показывают, что темп «испарения» очень медленный.

Черная дыра с массой 10Мй испарится за 10ез лет. Время испарения сверхмассивных (миллиарды масс Солнца) черных дыр, которые могут быть в центре больших галактик, может составлять 10эе лет. Конечный этап испарения должен протекать как мощная вспышка 7-излучения (длительностью ~е 0.1 с для Мъ в 10э г). 281 2. Конечные этапы эволюции Вселенной Соотношение между плотностью вещества р и критической плотностью тт, определяет судьбу Вселенной. Если р < ра, то Вселенная будет расширяться все время, ее обьем будет возрастать неограниченно.

Такую Вселенную называют отюсрытлоб. Если р > ра, то гравитационное притяжение будет замедлять расширение н оно в конпе концов прекратится, сменившись постепенно ускоряющимся сжатием. Размеры Вселенной в этом случае будут конечными. Такую Вселенную называют закрытлоб (рис, 15.3).

Бстъ вой настоящий автма момент Рмс. 15.3 Мы знаем, что средняя плотность Вселенной определена с 10% точностью н совпадает с критической цлотвостью 10 зэ г/смз. Таким образом, ваша Вселенная (в рамках остающейся неопределенности наблюдений) может считаться открытой. Для дальнейшего уточнения необходимы новые данные о темной материи, на долю которой приходится 98% плотности Вселенной. Папомним, что такой ненаблюдаемой небарионной материей могут быть, например, гипотетические нейтрино илн неизвестные слабо взаимодействующие массивные частицы, предсказываемые суперсимметричными версиями Стандартной модели. Однако ббльшую часть темной материи составляет вакуум — необычная субстанция, заполняющая пространство.

Природа этого нового «эфира» еще во многом не ясна и рассмотрение теоретических разработок, посвященных этому, выходит за рамки данной книги. Отметим лишь, что физический вакуум принципиально отличается от эфира науки проштез .ззо 282 Ленчик 15 лых столетий, которому приписывалась роль переносчика света и электромагнитных взащищействий. Вакуум, обладая некоторыми свойствами обычной материелъвой среды, тем ве менее не создает связанной с ним выделенной системы отсчета, не мешает движению тел и распространению полей через заполненное им пространство, т.е.

не производит эфирного ветра. Реальная плотность вещества Вселенной р определяет геометрию пространства — ее кривизну С (или радиус кривизны Ь = ~/1/С). Общая теория относительности дает для радиуса кривизны следующую формулу: с р, Х=— Н~р-р.' (16.3) Юд — и С= —, Яд (16.4) где дд — сумма углов треугольника, Яд — его площадь (Яд-~ О). где с — скорость света, Н вЂ” постоянная Хаббла. Если р = р„ то Ь = оо, а С = О.

Пространство в этом случае плоское, а геометрия такого пространства евклидова. Если р > рз, кривизна пространства положительна и радиус криввзвы Ь конечен. При р < р~, радиус кривизны Ь тоже конечен (и мнимый), а кривизна С отрицательна, Наглядно представить «кривое» (неевклидово) трехмерное пространство невозможно, поэтому приходится для пилю«трении обращаться к двумерным объектам †. поверхностям. Евклидова геометрия в двумерном варианте отвечает плоскости.

Кратчайшими (т.е. геодезическими) ливиями на плоскости являются прямые, а сумма углов треугольника, образуемого геодезическими линиями на шюскости, строго равна 1г (180'). Пусть теперь двумерной поверхностью будет сфера (рис. 16.4, а). Геодезическими (кратчайшими) линвямв на сфере являются дуги больших кругов (меридианов). Очевидно, сумма углов треугольника, образованного иа сфере тремя такими дугами, будет больше з (следствие выпуклости сферы). На седлообраэвой (вогнутой) ловерявости (рис.

16.4, б) сумма углов треуголъвика будет меньше и. Чисто геометрически кривизну в данной точке поверхности шгрекеляют следукипим образом: 283 пе Р У Р * л= Л7с= ~В,Д3 — ~.сееческая (выпуклая) поверхность имеет положительную кривизну, седлообразная (вогнутая) — отрицательную, а плоская — нулевую. Рис. 15.4 Данные наблюдекий свидетельствуют, что наша Вселенная плоская (евклидова). Однако, если наш мир и неевклидов, то в среднем чрезвычайно мало от него отличается. Пусть, например, его плотность р = 2р„тогда из (15.3) имеем Ь сз 3 10епо из сз 10ез км. Очевидно чпочувствовать» столь ничтожную искривлевность Вселенной в целом невозможно (локальная искривлен- ность вблизи, например, черной дыры может быть большой).

Если Вселенная положительно искривлена, т. е. является закрытой, то ее ждет остановка расширения и сжатие в тоеку (рис. 15.3). Что последует за этим? Может быть новый Большой взрыв, Таким образом, закрытая Вселенная возможно явчяется циклической (или пульсирующей) — рис. 15.5. Рис. 16.З. Модель цииличесиой Вселеииой 284 Лекчия 16 Даже если наша Вселенная закрытая, то (учитывая, что никаких признаков быстрого замедления нет) до начала ее сжатия по мевъшей мере десятки миллиардов лет. Рассмотрим, что произойдет со Вселенной, если она плоская, т, е. открытая. Этот вариант вам должен быть наиболее интересен, поскольку наша Вселенная плоская или очень мало от таковой отличается.

Сначала погаснут звезды. 'Гак Солнце через б млрд лет превратится в белый карлик. Вше раньше погаснут более массивные звезды, превратившись в нейтронные звезды и черные дыры. Звезды менее массивные, чем Солнпе, проживут дольше. Процесс образования новых звезд происходит и в каше время. Однако наступит эпоха> когда новые звезды не будут рождатъся. Запасы ядерной материи, из которой может возникнуть звезда, будут исчерпаны. Звездный этап Вселенной завершится через 10ы лет. Через 10'з-10'э лет прекратят свое существование галактики.

Около 90% звездной материи галактик будет рассеяно в межгалактическом пространстве, а около 10% будет затянуто в черные дътры. Последние также будут сливаться н, в конце концов, на месте каждой галактики останется одна сверхмассивная черная дыра. Рассеяннэл в пространстве ядерная материя исчезнет за счет распада внутриядервых вуклонов, вызванного переносчиками сил Великого объединения — бозонами Х и У (Лекция 13). Этот процесс закончится через 10»з-10»з лет. Продуктами распада нуклонов являются электроны, позитроны, фотоны и нейтрино. Из-за крайней разреженности вещества к этому моменту электроны и позитроны не будут авннгилировать. В конце концов из «тяжельпс» объектов во Вселенной останутся только сверхмассявные галактические черные дыры.

Они будут объедннятъся, образуя еше более массввные супергалактические черные дыры. И, нахонец, сами эти черные дыры будут испаряться. Этот процесс крайне медленный и завершится через 10'залет. При этом во Вселенной останется, главным образом, сильно разреженный газ электронов, позитронов, фотоноэ и нейтрино — лептонлая пустыня, изредка «тревожимая» холодными фотонами.

285 3. Космические лучи Космические лучи (излучение) — это частицы, заполняющие межзвездное пространство и постоянно бомбардирующие Землю. Они открыты в 1912 г. австрийским физиком Гессом с помощью ионнзационной камеры на воздушном шаре.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5140
Авторов
на СтудИзбе
442
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее