परिचय
ब्लैक होल अपने गुणों में बिल्कुल शानदार वस्तुएं हैं। "मानव मन के सभी आविष्कारों में, इकसिंगों और चिमेरों से लेकर हाइड्रोजन बम तक, शायद सबसे शानदार एक ब्लैक होल की छवि है, जो अंतरिक्ष के बाकी हिस्सों से एक निश्चित सीमा से अलग होती है जिसे कोई भी पार नहीं कर सकता है; एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के साथ एक छेद इतना मजबूत है कि प्रकाश भी अपने गला घोंटने से पीछे रह जाता है; एक छेद जो अंतरिक्ष को मोड़ता है और समय को धीमा कर देता है। यूनिकॉर्न और चिमेरस की तरह, वास्तविक ब्रह्मांड की तुलना में काल्पनिक उपन्यासों या प्राचीन मिथकों में एक ब्लैक होल अधिक उपयुक्त लगता है। और फिर भी, आधुनिक भौतिकी के नियमों के लिए वास्तव में ब्लैक होल के अस्तित्व की आवश्यकता होती है। ब्लैक होल के बारे में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी के. थॉर्न ने कहा, शायद केवल हमारी आकाशगंगा में ही वे शामिल हैं।
इसमें यह जोड़ा जाना चाहिए कि ब्लैक होल के अंदर, अंतरिक्ष और समय के गुण आश्चर्यजनक रूप से बदल जाते हैं, एक प्रकार की फ़नल में बदल जाते हैं, और गहराई में एक सीमा होती है जिसके आगे समय और स्थान क्वांटा में क्षय हो जाते हैं ... ब्लैक के अंदर इस अजीबोगरीब गुरुत्वाकर्षण रसातल के किनारे से परे, जहां से कोई निकास नहीं है, अद्भुत भौतिक प्रक्रियाएं प्रवाहित होती हैं, प्रकृति के नए नियम प्रकट होते हैं।
ब्लैक होल ब्रह्मांड में ऊर्जा के सबसे भव्य स्रोत हैं। हम शायद उन्हें दूर के क्वासरों में, गांगेय नाभिक में विस्फोट करते हुए देखते हैं। वे बड़े सितारों की मृत्यु के बाद भी उत्पन्न होते हैं। शायद भविष्य में ब्लैक होल मानव जाति के लिए ऊर्जा के स्रोत बन जाएंगे।
ब्लैक होल का निर्माण। गुरुत्वाकर्षण पतन। गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या
वैज्ञानिकों ने पाया है कि ब्लैक होल किसी भी द्रव्यमान के बहुत मजबूत संपीड़न के परिणामस्वरूप उत्पन्न होना चाहिए, जिसमें गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना बढ़ जाता है कि यह कोई प्रकाश या कोई अन्य विकिरण, संकेत या पिंड नहीं छोड़ता है।
1798 में वापस, पी। लाप्लास, एक वस्तु के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में प्रकाश के प्रसार का अध्ययन करते हुए, जिसका बड़ा द्रव्यमान अंतरिक्ष के एक छोटे से क्षेत्र के अंदर केंद्रित है, इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि बाहरी पर्यवेक्षक के लिए शरीर बिल्कुल काला हो सकता है। ऐसे पिंडों का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना बड़ा होता है कि यह प्रकाश किरणों का उत्सर्जन नहीं करता है (अंतरिक्ष विज्ञान की भाषा में, इसका अर्थ है कि दूसरा अंतरिक्ष वेग प्रकाश की गति से अधिक होगा c)। इसके लिए केवल यह आवश्यक है कि वस्तु M का द्रव्यमान तथाकथित से छोटे त्रिज्या वाले क्षेत्र में केंद्रित हो गुरुत्वाकर्षण त्रिज्याशरीर आर जी। RADIUS
आर जी \u003d 2GM / cІ1.5 * 10 -28 M, जहां G गुरुत्वाकर्षण का स्थिरांक है;
एम-मास (ग्राम में मापा जाता है),
आर जी - सेंटीमीटर में।
लाप्लास का निष्कर्ष शास्त्रीय यांत्रिकी और न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत पर आधारित था।
इसलिए, ब्लैक होल के उद्भव के लिए, यह आवश्यक है कि द्रव्यमान इतना छोटा हो जाए कि दूसरा ब्रह्मांडीय वेग प्रकाश की गति के बराबर हो जाए। इस आकार को गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा जाता है और यह पिंड के द्रव्यमान पर निर्भर करता है। आकाशीय पिंडों के द्रव्यमान के लिए भी इसका मूल्य बहुत कम है। तो, पृथ्वी के लिए, गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या लगभग 1 सेमी के बराबर है, सूर्य के लिए - 3 किमी।
गुरुत्वाकर्षण को दूर करने और ब्लैक होल से बचने के लिए, एक दूसरे ब्रह्मांडीय वेग की आवश्यकता होगी, जो प्रकाश की गति से अधिक हो। सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार कोई भी पिंड प्रकाश की गति से तेज गति नहीं कर सकता है। इसलिए ब्लैक होल से कुछ भी नहीं उड़ सकता, कोई जानकारी नहीं निकल सकती। किसी भी पिंड के बाद, कोई भी पदार्थ या विकिरण गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में ब्लैक होल में गिर जाता है, पर्यवेक्षक को कभी पता नहीं चलेगा कि भविष्य में उनके साथ क्या हुआ। ब्लैक होल के पास, वैज्ञानिकों के अनुसार, अंतरिक्ष और समय के गुणों में नाटकीय रूप से परिवर्तन होना चाहिए।
यदि एक घूर्णन पिंड के संपीड़न के परिणामस्वरूप एक ब्लैक होल उत्पन्न होता है, तो इसकी सीमा के पास सभी पिंड इसके चारों ओर घूर्णी गति में शामिल होते हैं।
वैज्ञानिकों का मानना है कि ब्लैक होल पर्याप्त रूप से विशाल सितारों के विकास के अंत में प्रकट हो सकते हैं। परमाणु ईंधन भंडार की समाप्ति के बाद, तारा अपनी स्थिरता खो देता है और अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में तेजी से सिकुड़ने लगता है। कहा गया गुरुत्वाकर्षण पतन(ऐसी संपीड़न प्रक्रिया जिसमें गुरुत्वाकर्षण बल अनियंत्रित रूप से बढ़ जाते हैं)।
अर्थात्, अपने जीवन के अंत तक, तारे कई प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप द्रव्यमान खो देते हैं: तारकीय हवा, बाइनरी सिस्टम में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण, सुपरनोवा विस्फोट, आदि; हालांकि, यह ज्ञात है कि सूर्य से 10, 20 और यहां तक कि 50 गुना अधिक द्रव्यमान वाले कई तारे हैं। यह संभावना नहीं है कि इन सभी सितारों को किसी तरह "अत्यधिक" द्रव्यमान से छुटकारा मिल जाएगा ताकि वे संकेतित सीमा (2-3M) में प्रवेश कर सकें। सिद्धांत के अनुसार, यदि कोई तारा या उसका कोर निर्दिष्ट सीमा से अधिक द्रव्यमान के साथ अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में ढहने लगे, तो कुछ भी उसके पतन को रोकने में सक्षम नहीं है। सिद्धांत रूप में, तारे का पदार्थ अनिश्चित काल तक सिकुड़ता रहेगा, जब तक कि वह एक बिंदु में सिकुड़ न जाए। संपीड़न के दौरान, सतह पर गुरुत्वाकर्षण बल लगातार बढ़ता है - अंत में, एक क्षण आता है जब प्रकाश भी गुरुत्वाकर्षण बाधा को दूर नहीं कर सकता है। तारा गायब हो जाता है: जिसे हम ब्लैक होल कहते हैं, वह बनता है।
गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या
त्रिज्या, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में (देखें। गुरुत्वाकर्षण) उस गोले की त्रिज्या जिस पर द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल, जो पूरी तरह से इस क्षेत्र के अंदर स्थित है, अनंत की ओर जाता है। जी. आर. शरीर m के द्रव्यमान से निर्धारित होता है और r g 2 G m / c 2 के बराबर होता है, जहाँ G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, c प्रकाश की गति है। जी. आर. साधारण खगोलभौतिकीय पिंड अपने वास्तविक आकार की तुलना में नगण्य हैं; तो, पृथ्वी के लिए r g " 0.9 cm, सूर्य r g " 3 km के लिए।
यदि किसी पिंड को G. R. के आकार में संकुचित किया जाता है, तो कोई भी बल गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में इसके आगे के संपीड़न को रोकने में सक्षम नहीं होगा। इस तरह की एक प्रक्रिया, जिसे आपेक्षिक गुरुत्वाकर्षण पतन कहा जाता है, उनके विकास के अंत में काफी बड़े सितारों (जैसा कि गणना दिखाती है, दो से अधिक सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान के साथ) हो सकती है: यदि, परमाणु "ईंधन" समाप्त होने पर, तारा करता है विस्फोट नहीं होता है और द्रव्यमान नहीं खोता है, फिर, जीआर के आकार तक सिकुड़ते हुए, इसे एक सापेक्षतावादी गुरुत्वाकर्षण पतन का अनुभव करना चाहिए। गुरुत्वाकर्षण के पतन के दौरान, कोई विकिरण, कोई कण त्रिज्या rg के गोले के नीचे से नहीं निकल सकता है। तारे से दूर स्थित एक बाहरी पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से, जैसे-जैसे तारे का आकार rg के करीब आता है, समय अनिश्चित काल के लिए इसके प्रवाह की दर को धीमा कर देता है। इसलिए, ऐसे पर्यवेक्षक के लिए, गिरने वाले तारे की त्रिज्या G. r के करीब पहुंचती है। स्पर्शोन्मुख रूप से, इससे कभी छोटा नहीं होता।
आई डी नोविकोव।
महान सोवियत विश्वकोश, टीएसबी। 2012
शब्दकोशों, विश्वकोशों और संदर्भ पुस्तकों में व्याख्या, समानार्थक शब्द, शब्द के अर्थ और रूसी में GRAVITATIONAL RADIUS क्या है देखें:
- गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या
- गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या
गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में, एक गोले की त्रिज्या rgr जिस पर इस गोले के अंदर पड़े द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल अनंत की ओर जाता है; … - RADIUS बिग इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
(अक्षांश त्रिज्या अक्षर। - व्हील स्पोक, बीम), एक वृत्त या गोले के किसी भी बिंदु को केंद्र से जोड़ने वाला एक खंड, साथ ही इसकी लंबाई ... - RADIUS
वृत्त (या गोले) (अक्षांश त्रिज्या, शाब्दिक रूप से - एक पहिया, एक किरण की बात), केंद्र के साथ एक वृत्त (या गोले) के बिंदु को जोड़ने वाला एक खंड। आर भी कहा जाता है ... - RADIUS
[लैटिन त्रिज्या से एक पहिया, बीम में बोली जाती है] ज्यामिति में, एक वृत्त (या गेंद) की त्रिज्या एक वृत्त के केंद्र को जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड है (या ... - गुरुत्वीय विश्वकोश शब्दकोश में:
[गुरुत्वाकर्षण देखें] कानून के आधार पर... - RADIUS विश्वकोश शब्दकोश में:
ए, एम। 1. जियोम। एक वृत्त या गेंद के केंद्र को वृत्त (या गेंद की सतह) पर किसी बिंदु से जोड़ने वाला एक रेखा खंड, साथ ही ... - RADIUS विश्वकोश शब्दकोश में:
, -a, m. 1^ गणित में: एक गेंद या वृत्त के केंद्र को किसी गोले या वृत्त के किसी बिंदु से जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड, a ... - RADIUS
जड़ता की त्रिज्या, r का मान, जिसकी लंबाई का आयाम है, जिसकी मदद से किसी दिए गए अक्ष के सापेक्ष शरीर की जड़ता का क्षण f-loy द्वारा व्यक्त किया जाता है: I \u003d ... - RADIUS बिग रशियन इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
RADIUS (lat। त्रिज्या, लिट। - व्हील स्पोक, बीम), सेगमेंट कनेक्टिंग c.-l। एक केंद्र के साथ एक वृत्त या गोले का बिंदु, साथ ही लंबाई ... - गुरुत्वीय बिग रशियन इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
गुरुत्वाकर्षण परिवहन, स्वयं के प्रभाव में माल के परिवहन की एक विधि। वजन (उदाहरण के लिए एक इच्छुक कन्वेयर ढलान पर, पेंच वंश, गुरुत्वाकर्षण रोलर ... - गुरुत्वीय बिग रशियन इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
GRAVITATIONAL RADIUS, गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में, एक गोले की त्रिज्या r gr, जिस पर द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल इसके अंदर स्थित होता है ... - गुरुत्वीय बिग रशियन इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
गुरुत्वाकर्षण का पतन, गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में बड़े पैमाने पर पिंडों का भयावह रूप से तेज़ संपीड़न। ताकतों। जी.के. सेंट के द्रव्यमान के साथ सितारों का विकास दो... - गुरुत्वीय बिग रशियन इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
ग्रेविटी लॉगिंग, सीएफ निर्धारित करने के लिए बोरहोल में गुरुत्वाकर्षण के त्वरण का अध्ययन। चूल्हा घनत्व मान। उनके स्वभाव में चट्टानें। घटना। … - RADIUS
रा"दियुस, रा"दियुस,रा"दियुस,रा"दिउस,रा"दियुस,रा"दियुसम,रा"दियुस,रा"दियस,रा"दियुस,रा"दिस,रा"दीस,... - गुरुत्वीय Zaliznyak के अनुसार पूर्ण उच्चारण प्रतिमान में:
गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण, ... - RADIUS
(अक्षांश त्रिज्या एक पहिया, बीम में बोली जाती है) 1) geom। आर। वृत्त (या गेंद) - एक वृत्त (या गेंद) के केंद्र को जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड ... - गुरुत्वीय विदेशी शब्दों के नए शब्दकोश में:
(अव्य।; गुरुत्वाकर्षण देखें) भौतिक। गुरुत्वाकर्षण की ताकतों से जुड़े; i-th क्षेत्र - गुरुत्वाकर्षण बलों का क्षेत्र; जी-वें विकिरण - ... - RADIUS
[1. जियोम। आर। वृत्त (या गेंद) - एक वृत्त (या गेंद) के केंद्र को कुछ के साथ जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड। एक वृत्त (या गेंद) का बिंदु, ... - गुरुत्वीय विदेशी अभिव्यक्तियों के शब्दकोश में:
[भौतिक। गुरुत्वाकर्षण की ताकतों से जुड़े; i-th क्षेत्र - गुरुत्वाकर्षण बलों का क्षेत्र; r-th विकिरण - गुरुत्वाकर्षण तरंगों का विकिरण (r-th तरंगें) ... - RADIUS रूसी भाषा के पर्यायवाची के शब्दकोश में।
- RADIUS
मी। 1) एक वृत्त या गेंद के केंद्र को कुछ के साथ जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड। एक वृत्त पर या एक गोले की सतह पर एक बिंदु। 2) ट्रांस। वितरण क्षेत्र... - गुरुत्वीय रूसी भाषा एफ़्रेमोवा के नए व्याख्यात्मक और व्युत्पन्न शब्दकोश में:
विशेषण 1) मूल्य से संबंधित। संज्ञा के साथ: गुरुत्वाकर्षण इसके साथ जुड़ा हुआ है। 2) गुरुत्वाकर्षण के निहित, इसकी विशेषता। 3) नौकर के लिए ... - RADIUS रूसी भाषा के शब्दकोश लोपाटिन में:
r`त्रिज्या, ... - गुरुत्वीय रूसी भाषा के शब्दकोश लोपाटिन में।
- RADIUS रूसी भाषा के पूर्ण वर्तनी शब्दकोश में:
त्रिज्या... - गुरुत्वीय रूसी भाषा के पूर्ण वर्तनी शब्दकोश में।
- RADIUS वर्तनी शब्दकोश में:
r`त्रिज्या, ... - गुरुत्वीय वर्तनी शब्दकोश में।
- RADIUS रूसी भाषा के शब्दकोश में ओज़ेगोव:
कवरेज, कुछ आर। विमानन कार्रवाई के वितरण का क्षेत्र। त्रिज्या! गणित में: एक गेंद या वृत्त के केंद्र को किसी भी बिंदु से जोड़ने वाला एक रेखा खंड ... - Dahl's Dictionary में RADIUS:
पति। , अव्य. सर्कल का आधा व्यास, गेंद का आधा-अक्ष, बीम, पैर जिसके साथ सर्कल को रेखांकित किया गया है; रेखा या माप awn (केंद्र, केंद्र) से... - RADIUS आधुनिक व्याख्यात्मक शब्दकोश में, टीएसबी:
(अक्षांश। त्रिज्या, लिट। - व्हील स्पोक, बीम), एक वृत्त या गोले के किसी भी बिंदु को केंद्र से जोड़ने वाला एक खंड, साथ ही इसकी लंबाई ... - RADIUS रूसी भाषा के व्याख्यात्मक शब्दकोश में उशाकोव:
त्रिज्या, मी। (लैटिन त्रिज्या - बीम, स्पोक)। 1. केंद्र बिंदु को वृत्त के किसी बिंदु या गेंद की सतह (चटाई) से जोड़ने वाली एक सीधी रेखा। … - RADIUS
त्रिज्या एम। 1) एक वृत्त या गेंद के केंद्र को कुछ के साथ जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड। एक वृत्त पर या एक गोले की सतह पर एक बिंदु। 2) ट्रांस। क्षेत्र… - गुरुत्वीय एफ़्रेमोवा के व्याख्यात्मक शब्दकोश में:
गुरुत्वाकर्षण adj. 1) मूल्य से संबंधित। संज्ञा के साथ: गुरुत्वाकर्षण इसके साथ जुड़ा हुआ है। 2) गुरुत्वाकर्षण के निहित, इसकी विशेषता। 3) कर्मचारी ... - RADIUS
- गुरुत्वीय रूसी भाषा एफ़्रेमोवा के नए शब्दकोश में:
- RADIUS
मी 1. एक वृत्त या गेंद के केंद्र को वृत्त या गेंद की सतह पर किसी बिंदु से जोड़ने वाला एक रेखा खंड। 2. ट्रांस। वितरण क्षेत्र... - गुरुत्वीय रूसी भाषा के बड़े आधुनिक व्याख्यात्मक शब्दकोश में:
विशेषण 1. अनुपात संज्ञा के साथ। इसके साथ जुड़ा गुरुत्वाकर्षण 2. गुरुत्वाकर्षण के निहित, इसकी विशेषता। 3. सेवक अध्ययन के लिए... - पतन गुरुत्वाकर्षण बिग इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
गुरुत्वाकर्षण देखें... - गुरुत्वीय पतन बिग इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में:
गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में बड़े पैमाने पर पिंडों का भयावह रूप से तेज संपीड़न। दो से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारों का विकास एक गुरुत्वाकर्षण पतन के साथ समाप्त हो सकता है ... - पतन गुरुत्वाकर्षण ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, टीएसबी में:
गुरुत्वाकर्षण (खगोल विज्ञान में), गुरुत्वाकर्षण बलों (गुरुत्वाकर्षण) के प्रभाव में एक तारे का भयावह रूप से तेज़ संपीड़न। मौजूदा खगोलीय अवधारणाओं के अनुसार, केजी एक निर्णायक भूमिका निभाता है ... - ग्रेविटी ग्रैडिएंटोमीटर ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, टीएसबी में:
गुरुत्वाकर्षण क्षैतिज, गुरुत्वाकर्षण अन्वेषण के लिए एक उपकरण, केवल गुरुत्वाकर्षण ढाल के क्षैतिज घटकों को मापने (स्तर की सतह की वक्रता को मापने के बिना)। जी जी ... - गुरुत्वीय पतन ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, टीएसबी में:
पतन, गुरुत्वाकर्षण को संक्षिप्त करें देखें ... - ग्रेविटी वैरोमीटर ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, टीएसबी में:
वेरोमीटर, गुरुत्वाकर्षण की क्षमता के दूसरे डेरिवेटिव को मापने के लिए एक उपकरण, गुरुत्वाकर्षण की समान क्षमता की सतह की वक्रता और बल के परिवर्तन (ढाल) की विशेषता ... - वैरोमीटर ग्रेविटी ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, टीएसबी में:
गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण चरमापी देखें ... - गुरुत्वीय पतन कोलियर डिक्शनरी में:
अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में एक तारे के बीच के बादल या तारे का तेजी से संकुचन और विघटन। गुरुत्वीय पतन एक बहुत ही महत्वपूर्ण खगोलभौतिकीय घटना है; … - पतन गुरुत्वाकर्षण आधुनिक व्याख्यात्मक शब्दकोश में, टीएसबी:
गुरुत्वाकर्षण देखें...
आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत और न्यूटन के सिद्धांत में क्या अंतर है? आइए सबसे सरल मामले से शुरू करते हैं। मान लीजिए कि हम एक गोलाकार गैर-घूर्णन ग्रह की सतह पर हैं और हम स्प्रिंग बैलेंस की मदद से इस ग्रह द्वारा किसी पिंड के आकर्षण बल को मापते हैं। हम जानते हैं कि न्यूटन के नियम के अनुसार, यह बल ग्रह के द्रव्यमान और पिंड के द्रव्यमान के गुणनफल के समानुपाती होता है और ग्रह की त्रिज्या के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। किसी ग्रह की त्रिज्या: उदाहरण के लिए, उसके भूमध्य रेखा की लंबाई को मापकर और 2n से विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है।
आकर्षण बल के बारे में आइंस्टीन का सिद्धांत क्या कहता है? उनके अनुसार, बल न्यूटन के सूत्र द्वारा गणना की गई शक्ति से थोड़ा अधिक होगा। हम बाद में स्पष्ट करेंगे कि इसका "थोड़ा और" क्या अर्थ है।
अब कल्पना कीजिए कि हम ग्रह के कुल द्रव्यमान को बनाए रखते हुए इसे निचोड़ते हुए, धीरे-धीरे ग्रह की त्रिज्या को कम कर सकते हैं। गुरुत्वाकर्षण बल बढ़ेगा (आखिरकार, त्रिज्या घट जाती है)। न्यूटन के अनुसार, जब आप बल को दोगुना करते हैं, तो बल चौगुना हो जाता है। आइंस्टीन के अनुसार, बल में वृद्धि फिर से थोड़ी तेज होगी। ग्रह की त्रिज्या जितनी छोटी होगी, यह अंतर उतना ही अधिक होगा।
यदि हम ग्रह को इतना संकुचित कर दें कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र सुपरस्ट्रॉन्ग हो जाए, तो न्यूटन के सिद्धांत के अनुसार गणना किए गए बल के परिमाण और आइंस्टीन के सिद्धांत द्वारा दिए गए इसके वास्तविक मूल्य के बीच का अंतर बहुत बढ़ जाता है। न्यूटन के अनुसार, जब हम किसी पिंड को एक बिंदु (त्रिज्या शून्य के करीब) में संकुचित करते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण बल अनंत हो जाता है। आइंस्टीन के अनुसार, निष्कर्ष काफी अलग है: जब शरीर की त्रिज्या तथाकथित गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के बराबर हो जाती है, तो बल अनंत हो जाता है। यह गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या आकाशीय पिंड के द्रव्यमान से निर्धारित होती है। यह जितना छोटा होता है, द्रव्यमान उतना ही छोटा होता है। लेकिन विशाल जनसमूह के लिए भी यह बहुत छोटा है। तो, पृथ्वी के लिए यह केवल एक सेंटीमीटर के बराबर है! सूर्य के लिए भी गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या केवल 3 किलोमीटर है। आकाशीय पिंडों के आयाम आमतौर पर उनके गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या से बहुत बड़े होते हैं।
उल्लू। उदाहरण के लिए, पृथ्वी की औसत त्रिज्या 6400 किलोमीटर है, सूर्य की त्रिज्या 700 हजार किलोमीटर है। यदि पिंडों की वास्तविक त्रिज्या उनके गुरुत्वाकर्षण से बहुत अधिक है, तो आइंस्टीन के सिद्धांत और न्यूटन के सिद्धांत के अनुसार गणना किए गए बलों के बीच का अंतर बहुत छोटा है। तो, पृथ्वी की सतह पर, यह अंतर बल के परिमाण का एक अरबवां हिस्सा है।
केवल जब पिंड की त्रिज्या अपने संपीड़न के दौरान इतने मजबूत क्षेत्र में गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के करीब पहुंचती है चाउसी समय, अंतर स्पष्ट रूप से बढ़ता है, और, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, जब शरीर की त्रिज्या गुरुत्वाकर्षण के बराबर होती है, तो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ताकत का सही मूल्य अनंत हो जाता है।
इसके क्या परिणाम होते हैं, इस पर चर्चा करने से पहले आइए आइंस्टीन के सिद्धांत के कुछ अन्य निहितार्थों को देखें।
इसका सार इस तथ्य में निहित है कि यह अंतरिक्ष के ज्यामितीय गुणों और समय बीतने के साथ गुरुत्वाकर्षण की शक्तियों के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। ये संबंध जटिल और विविध हैं। आइए केवल दो महत्वपूर्ण तथ्यों पर ध्यान दें।
आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में समय गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान (जहां गुरुत्वाकर्षण कमजोर है) से दूर मापा गया समय की तुलना में अधिक धीरे-धीरे बहता है। तथ्य यह है कि समय अलग-अलग तरीकों से बह सकता है, आधुनिक पाठक ने निश्चित रूप से सुना है। और फिर भी इस तथ्य की आदत डालना मुश्किल है। समय अलग-अलग कैसे प्रवाहित हो सकता है? आखिरकार, हमारे सहज विचारों के अनुसार, समय अवधि है, कुछ सामान्य जो सभी प्रक्रियाओं में निहित है। यह एक नदी की तरह है जो अपरिवर्तनीय रूप से बहती है। अलग-अलग प्रक्रियाएं तेज और धीमी दोनों तरह से प्रवाहित हो सकती हैं, हम उन्हें अलग-अलग परिस्थितियों में रखकर प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, किसी रासायनिक प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को गर्म करके या ठंड से किसी जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि को धीमा करना संभव है, लेकिन परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति उसी गति से आगे बढ़ेगी। सभी प्रक्रियाएं, जैसा कि हमें लगता है, निरपेक्ष समय की नदी में डूबी हुई हैं, जो ऐसा प्रतीत होता है, किसी भी चीज से प्रभावित नहीं हो सकती हैं। हमारे विचारों के अनुसार, इस नदी से सभी प्रक्रियाओं को सामान्य रूप से हटाना संभव है, और फिर भी समय एक खाली अवधि की तरह बहेगा।
तो इसे विज्ञान में अरस्तू के समय और आई। न्यूटन के समय और बाद में - ए आइंस्टीन तक दोनों में माना जाता था। यहाँ अरस्तू ने अपनी पुस्तक "भौतिकी" में लिखा है: "दो समान और एक साथ गतियों में समय बीतना एक और एक ही है। यदि दोनों कालखंड एक साथ प्रवाहित नहीं होते, तब भी वे समान होते... नतीजतन, गतियां भिन्न और एक-दूसरे से स्वतंत्र हो सकती हैं। दोनों ही मामलों में, समय बिल्कुल एक जैसा है।"
I. न्यूटन ने और भी अधिक स्पष्ट रूप से लिखा, यह विश्वास करते हुए कि वह स्पष्ट के बारे में बात कर रहे थे: "पूर्ण, सत्य, गणितीय समय, किसी भी शरीर के संबंध के बिना, स्वयं द्वारा लिया गया, अपनी प्रकृति के अनुसार समान रूप से बहता है।"
अनुमान है कि निरपेक्ष समय के बारे में विचार किसी भी तरह से इतने स्पष्ट नहीं हैं कि कभी-कभी प्राचीन काल में भी व्यक्त किए जाते थे। तो, पहली शताब्दी ईसा पूर्व में ल्यूक्रेटियस कार ने "ऑन द नेचर ऑफ थिंग्स" कविता में लिखा था: "समय अपने आप मौजूद नहीं है ... आप आराम की स्थिति और निकायों की गति की परवाह किए बिना समय को स्वयं नहीं समझ सकते हैं। "
लेकिन केवल ए आइंस्टीन ने साबित किया कि कोई पूर्ण समय नहीं है। समय बीतना गति पर निर्भर करता है और, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर, जो अब हमारे लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, सभी प्रक्रियाएं, बिल्कुल सब कुछ, एक बहुत ही अलग प्रकृति के होने के कारण, एक बाहरी पर्यवेक्षक के लिए धीमा हो जाता है। इसका मतलब है कि समय - यानी, जो सभी प्रक्रियाओं के लिए सामान्य है - धीमा हो जाता है।
देरी आमतौर पर छोटी होती है। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह पर, गुरुत्वाकर्षण बल की गणना के मामले में, समय एक अरब में केवल एक भाग से, गहरे अंतरिक्ष की तुलना में अधिक धीरे-धीरे गुजरता है।
मैं विशेष रूप से इस बात पर जोर देना चाहूंगा कि पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में इस तरह के महत्वहीन समय के फैलाव को सीधे मापा गया है। समय फैलाव को तारों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में भी मापा गया है, हालांकि आमतौर पर यह बहुत छोटा भी होता है। एक बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, मंदी काफ़ी अधिक होती है और जब शरीर की त्रिज्या गुरुत्वाकर्षण के बराबर हो जाती है तो यह असीम रूप से अधिक हो जाती है।
आइंस्टीन के सिद्धांत का दूसरा महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि गुरुत्वाकर्षण के मजबूत क्षेत्र में अंतरिक्ष परिवर्तन के ज्यामितीय गुण यूक्लिडियन ज्यामिति, जो हमारे लिए परिचित है, पहले से ही अनुचित हो गया है। इसका मतलब है, उदाहरण के लिए, कि एक त्रिभुज में कोणों का योग दो समकोण के बराबर नहीं होता है, और एक वृत्त की परिधि केंद्र से इसकी दूरी के गुणा के बराबर नहीं होती है 2पी.आई.साधारण ज्यामितीय आकृतियों के गुण समान हो जाते हैं जैसे कि वे एक समतल पर नहीं, बल्कि एक घुमावदार सतह पर खींचे गए हों। इसलिए वे कहते हैं कि अंतरिक्ष
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में "वक्र"। बेशक, यह वक्रता केवल एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में ध्यान देने योग्य है, अगर शरीर का आकार अपने गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के करीब पहुंच जाए।
बेशक, अंतरिक्ष की वक्रता की धारणा उतनी ही असंगत है जितनी कि समय के विभिन्न प्रवाह की धारणा के रूप में हमारे गहरे बैठे अंतर्ज्ञान के साथ।
निश्चित रूप से समय के बारे में, आई. न्यूटन ने अंतरिक्ष के बारे में लिखा: "पूर्ण अंतरिक्ष, अपनी प्रकृति से, बाहरी वस्तुओं के किसी भी संबंध से स्वतंत्र, अपरिवर्तित और गतिहीन रहता है।" अंतरिक्ष उन्हें एक तरह के अंतहीन "दृश्य" के रूप में प्रस्तुत किया गया था, जिस पर "घटनाएं" खेली जाती हैं जो किसी भी तरह से इस "दृश्य" को प्रभावित नहीं करती हैं।
यहां तक कि गैर-यूक्लिडियन, "घुमावदार" ज्यामिति के खोजकर्ता - एन। लोबचेवस्की ने यह विचार व्यक्त किया कि कुछ भौतिक स्थितियों में उनकी - एन। लोबाचेव्स्की - ज्यामिति, और यूक्लिड की ज्यामिति नहीं, प्रकट हो सकती है। ए आइंस्टीन ने अपनी गणना के साथ दिखाया कि अंतरिक्ष वास्तव में एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में "वक्र" करता है।
सिद्धांत के इस निष्कर्ष की पुष्टि प्रत्यक्ष प्रयोगों से भी होती है।
अंतरिक्ष और समय के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के निष्कर्षों को स्वीकार करने में हमें इतनी कठिनाई क्यों होती है?
हां, क्योंकि सदियों से मानव जाति के दैनिक अनुभव और यहां तक कि सटीक विज्ञान के अनुभव ने केवल उन स्थितियों से निपटा है जब समय और स्थान के गुणों में परिवर्तन पूरी तरह से अगोचर हैं और इसलिए पूरी तरह से उपेक्षित हैं। हमारा सारा ज्ञान रोजमर्रा के अनुभव पर आधारित है। तो हम बिल्कुल अपरिवर्तनीय स्थान और समय के बारे में हजार साल पुरानी हठधर्मिता के आदी हैं।
हमारा युग आ गया है। मानव जाति ने अपने ज्ञान में ऐसी परिस्थितियों का सामना किया है जब अंतरिक्ष और समय के गुणों पर पदार्थ के प्रभाव की उपेक्षा नहीं की जा सकती है। हमारी सोच की जड़ता के बावजूद, हमें ऐसी असामान्यता की आदत डालनी चाहिए। और अब लोगों की एक नई पीढ़ी पहले से ही सापेक्षता के सिद्धांत की सच्चाइयों को समझना बहुत आसान है (सापेक्षता के विशेष सिद्धांत की नींव अब स्कूल में अध्ययन की जा रही है!), कई दशक पहले की तुलना में, जब सबसे उन्नत भी था आइंस्टीन के सिद्धांत को दिमाग शायद ही समझ सके
आइए हम सापेक्षता के सिद्धांत के निष्कर्षों के बारे में एक और टिप्पणी करें। इसके लेखक ने दिखाया कि अंतरिक्ष और समय के गुण न केवल बदल सकते हैं, बल्कि वह स्थान और समय एक साथ एक पूरे में एकजुट हो जाते हैं - एक चार-आयामी "अंतरिक्ष-समय" यह एक ही किस्म है जो मुड़ी हुई है। बेशक, इस तरह के चार-आयामी सुपरज्योमेट्री में दृश्य प्रतिनिधित्व और भी कठिन हैं और हम यहां उन पर ध्यान नहीं देंगे।
आइए एक गोलाकार द्रव्यमान के चारों ओर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में लौटते हैं। चूंकि एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में ज्यामिति गैर-यूक्लिडियन है, घुमावदार है, इसलिए यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि एक वृत्त की त्रिज्या क्या है, उदाहरण के लिए, ग्रह का भूमध्य रेखा। साधारण ज्यामिति में, त्रिज्या को दो तरीकों से परिभाषित किया जा सकता है: पहला, यह केंद्र से वृत्त के बिंदुओं की दूरी है, और दूसरी, यह परिधि 2pi से विभाजित है। लेकिन गैर-यूक्लिडियन ज्यामिति में, ये दो मात्राएँ अंतरिक्ष की "वक्रता" के कारण मेल नहीं खाती हैं।
गुरुत्वाकर्षण पिंड की त्रिज्या निर्धारित करने के लिए दूसरी विधि का उपयोग (और केंद्र से वृत्त तक की दूरी नहीं) के कई फायदे हैं। इस तरह के त्रिज्या को मापने के लिए, गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के केंद्र तक पहुंचने की आवश्यकता नहीं है। उत्तरार्द्ध बहुत महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी की त्रिज्या को मापने के लिए इसके केंद्र में प्रवेश करना बहुत मुश्किल होगा, लेकिन भूमध्य रेखा की लंबाई को मापना बहुत मुश्किल नहीं है।
पृथ्वी के लिए, केंद्र की दूरी को सीधे मापने की कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र छोटा है, और यूक्लिड की ज्यामिति हमारे लिए अधिक सटीकता के साथ मान्य है, और भूमध्य रेखा की लंबाई से विभाजित है 2पीआई,केंद्र की दूरी के बराबर। एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र वाले सुपरडेंस सितारों में, ऐसा नहीं है:
विभिन्न तरीकों से निर्धारित "त्रिज्या" में अंतर काफी ध्यान देने योग्य हो सकता है। इसके अलावा, जैसा कि हम नीचे देखेंगे, कुछ मामलों में गुरुत्वाकर्षण के केंद्र तक पहुंचना मौलिक रूप से असंभव है। इसलिए, हम हमेशा एक सर्कल के त्रिज्या को समझेंगे इसकी लंबाई से विभाजित है 2पी.आई.
एक गोलाकार गैर-घूर्णन पिंड के चारों ओर हम जिस गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर विचार कर रहे हैं, उसे श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र कहा जाता है, वैज्ञानिक के बाद, जिसने आइंस्टीन द्वारा सापेक्षता के सिद्धांत को बनाने के तुरंत बाद, इस मामले के लिए इसके समीकरणों को हल किया।
जर्मन खगोलशास्त्री के श्वार्जस्चिल्ड आधुनिक सैद्धांतिक खगोल भौतिकी के रचनाकारों में से एक थे, उन्होंने व्यावहारिक खगोल भौतिकी और खगोल विज्ञान की अन्य शाखाओं के क्षेत्र में कई मूल्यवान कार्य किए। के। श्वार्ज की स्मृति को समर्पित प्रशिया एकेडमी ऑफ साइंसेज की एक बैठक में।
शिल्ड, जिनकी केवल 42 वर्ष की आयु में मृत्यु हो गई, ए आइंस्टीन ने विज्ञान में उनके योगदान का आकलन इस प्रकार किया:
"श्वार्ज़स्चिल्ड के सैद्धांतिक कार्यों में, जो विशेष रूप से हड़ताली है वह अनुसंधान के गणितीय तरीकों की आत्मविश्वासपूर्ण महारत है और जिस आसानी से वह खगोलीय या भौतिक समस्या के सार को समझता है। सामान्य ज्ञान और सोचने के लचीलेपन के साथ ऐसा गहरा गणितीय ज्ञान शायद ही आपको मिलता हो। यह इन प्रतिभाओं ने उन्हें उन क्षेत्रों में महत्वपूर्ण सैद्धांतिक कार्य करने की अनुमति दी, जो अन्य शोधकर्ताओं को गणितीय कठिनाइयों से डराते थे। उनकी अटूट रचनात्मकता का मकसद, जाहिरा तौर पर, प्रकृति में छिपी निर्भरता को जानने की इच्छा की तुलना में, गणितीय अवधारणाओं के सूक्ष्म संबंध की खोज करने वाले कलाकार की खुशी को काफी हद तक माना जा सकता है।
के. श्वार्जस्चिल्ड ने ए. आइंस्टीन द्वारा अपने सिद्धांत का प्रकाशन पूरा करने के एक महीने बाद दिसंबर 1915 में एक गोलाकार पिंड के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए आइंस्टीन के समीकरणों का समाधान प्राप्त किया। जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, यह सिद्धांत पूरी तरह से नई, क्रांतिकारी अवधारणाओं के कारण बहुत जटिल है, लेकिन यह पता चलता है कि इसके समीकरण अभी भी बहुत जटिल हैं, इसलिए बोलने के लिए, विशुद्ध रूप से तकनीकी रूप से। यदि न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम का सूत्र अपनी शास्त्रीय सादगी और संक्षिप्तता के लिए प्रसिद्ध है, तो एक नए सिद्धांत के मामले में, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को निर्धारित करने के लिए, दस समीकरणों की एक प्रणाली को हल करना आवश्यक है, जिनमें से प्रत्येक में सैकड़ों शामिल हैं (!) शर्तें और ये केवल बीजीय समीकरण नहीं हैं, बल्कि आंशिक दूसरे क्रम के डेरिवेटिव में अंतर समीकरण हैं
हमारे समय में, ऐसे कार्यों को संचालित करने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों के पूरे शस्त्रागार का उपयोग किया जाता है। के। श्वार्जस्चिल्ड के समय में, निश्चित रूप से, ऐसा कुछ भी नहीं था और केवल कलम और कागज ही उपकरण थे।
लेकिन यह कहा जाना चाहिए कि आज भी सापेक्षता के सिद्धांत के क्षेत्र में काम करने के लिए कभी-कभी हाथ से (इलेक्ट्रॉनिक मशीन के बिना) लंबे और श्रमसाध्य गणितीय परिवर्तनों की आवश्यकता होती है, जो सूत्रों में बड़ी संख्या में शब्दों के कारण अक्सर थकाऊ और नीरस होते हैं। लेकिन आप कड़ी मेहनत के बिना नहीं कर सकते। मैं अक्सर सुझाव देता हूं कि छात्र (और कभी-कभी स्नातक छात्र और वैज्ञानिक), जो सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की शानदार प्रकृति से मोहित हो जाते हैं, जो इसे पाठ्यपुस्तकों से जानते हैं और इसमें काम करना चाहते हैं, कम से कम अपने हाथों से ठोस गणना करें। इस सिद्धांत की समस्याओं में एक अपेक्षाकृत सरल मात्रा। हर कोई, कई दिनों के बाद (और कभी-कभी बहुत अधिक!) गणना, इस विज्ञान के लिए अपना जीवन समर्पित करने के लिए इतने उत्साह से प्रयास करना जारी रखता है।
इस तरह के "कठिन" प्रेम परीक्षण को सही ठहराने के लिए, मैं कहूंगा कि मैं खुद भी इसी तरह की परीक्षा से गुजरा हूं। (वैसे, पुराने दिनों में किंवदंतियों के अनुसार, साधारण मानव प्रेम को भी करतबों द्वारा परखा जाता था।) मेरे छात्र वर्षों में, सापेक्षता के सिद्धांत में मेरे शिक्षक एक प्रसिद्ध विशेषज्ञ और एक बहुत ही विनम्र व्यक्ति ए। ज़ेलमनोव थे। . मेरी थीसिस के लिए, उन्होंने मुझे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की अद्भुत संपत्ति से संबंधित एक कार्य निर्धारित किया - इसे कहीं भी "नष्ट" करने की क्षमता। "कैसे? पाठक चिल्लाएगा। "आखिरकार, पाठ्यपुस्तकें कहती हैं कि, सिद्धांत रूप में, किसी भी स्क्रीन के साथ गुरुत्वाकर्षण से खुद को बचाना असंभव है, कि विज्ञान कथा लेखक जी। वेल्स द्वारा आविष्कार किया गया "कुंजी-वोरिट" पदार्थ शुद्ध कल्पना है, वास्तविकता में असंभव है!"
यह सब सच है, और यदि आप गतिहीन रहते हैं, उदाहरण के लिए, पृथ्वी के सापेक्ष, तो इसके गुरुत्वाकर्षण बल को नष्ट नहीं किया जा सकता है। लेकिन स्वतंत्र रूप से गिरना शुरू करके इस बल की कार्रवाई को पूरी तरह से समाप्त किया जा सकता है! फिर भारहीनता आ जाती है। एक अंतरिक्ष यान के केबिन में कोई गुरुत्वाकर्षण नहीं है, इसके इंजन बंद हैं, पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में उड़ते हुए, चीजें और अंतरिक्ष यात्री स्वयं किसी भी गुरुत्वाकर्षण को महसूस किए बिना केबिन में तैरते हैं। यह हम सभी ने कई बार टीवी स्क्रीन पर ऑर्बिट की रिपोर्ट्स में देखा है। ध्यान दें कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को छोड़कर कोई अन्य क्षेत्र इस तरह के सरल "विनाश" की अनुमति नहीं देता है। उदाहरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को इस तरह से हटाया नहीं जा सकता है।
गुरुत्वाकर्षण की "हटाने योग्यता" की संपत्ति सिद्धांत की सबसे कठिन समस्या से जुड़ी है - गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ऊर्जा की समस्या। कुछ भौतिकविदों के अनुसार, यह आज तक हल नहीं हुआ है। सिद्धांत के सूत्र किसी भी द्रव्यमान के लिए सभी अंतरिक्ष में उसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की कुल ऊर्जा की गणना करना संभव बनाते हैं। लेकिन यह सटीक रूप से इंगित करना असंभव है कि यह ऊर्जा कहाँ स्थित है, इसका कितना हिस्सा अंतरिक्ष में एक या दूसरे स्थान पर है। जैसा कि भौतिक विज्ञानी कहते हैं, अंतरिक्ष में बिंदुओं पर गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा के घनत्व की कोई अवधारणा नहीं है।
अपनी थीसिस में, मुझे प्रत्यक्ष गणना द्वारा यह दिखाना था कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के ऊर्जा घनत्व के लिए उस समय ज्ञात गणितीय अभिव्यक्तियाँ पर्यवेक्षकों के लिए भी अर्थहीन हैं, न कि
पृथ्वी पर खड़े पर्यवेक्षकों के लिए मुक्त गिरावट का अनुभव करना और स्पष्ट रूप से उस बल को महसूस करना जिसके साथ ग्रह उन्हें आकर्षित करता है। जिन गणितीय भावों के साथ मुझे काम करना था, वे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के समीकरणों से भी अधिक बोझिल थे, जिनके बारे में हमने ऊपर बात की थी। मैंने ए. ज़ेलमनोव से मेरी मदद करने के लिए किसी और को देने के लिए भी कहा, जो समानांतर में समान गणना करेगा, क्योंकि मैं गलती कर सकता था। ए। ज़ेलमनोव ने निश्चित रूप से मुझे मना कर दिया। "आपको इसे स्वयं करना होगा," उसका उत्तर था।
जब सब कुछ खत्म हो गया, तो मैंने देखा कि मैंने इस नियमित काम में कई सौ घंटे बिताए हैं। लगभग सभी गणनाएं दो बार की जानी थीं, और कुछ और। स्नातक स्तर की पढ़ाई के दिन तक, काम की गति तेजी से बढ़ गई, जैसे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में स्वतंत्र रूप से गिरने वाले शरीर की गति। सच है, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्य का सार न केवल प्रत्यक्ष गणना में शामिल था। रास्ते में, मौलिक प्रश्नों को सोचना और हल करना अभी भी आवश्यक था।
सामान्य सापेक्षता पर यह मेरा पहला प्रकाशन था।
लेकिन वापस के. श्वार्जस्चिल्ड के काम पर। सुरुचिपूर्ण गणितीय विश्लेषण की मदद से, उन्होंने गोलाकार शरीर के लिए समस्या को हल किया और इसे बर्लिन अकादमी में स्थानांतरित करने के लिए ए आइंस्टीन को भेज दिया। समाधान ने ए आइंस्टीन को मारा, क्योंकि उस समय तक उन्होंने केवल एक अनुमानित समाधान प्राप्त किया था, जो केवल एक कमजोर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में मान्य था। के. श्वार्ज़स्चिल्ड का समाधान सटीक था, यानी गोलाकार द्रव्यमान के चारों ओर मनमाने ढंग से मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए उचित; यही इसका महत्व था। लेकिन तब न तो ए. आइंस्टीन और न ही के. श्वार्जचाइल्ड को पता था कि इस समाधान में कुछ और है। बाद में पता चला कि इसमें एक ब्लैक होल का वर्णन है।
और अब हम दूसरे ब्रह्मांडीय वेग के बारे में बात करना जारी रखते हैं। आइंस्टीन के समीकरणों के अनुसार, ग्रह की सतह से शुरू होने वाले रॉकेट को कितनी गति दी जानी चाहिए ताकि वह गुरुत्वाकर्षण बल को पार कर अंतरिक्ष में उड़ जाए?
जवाब बेहद आसान निकला। न्यूटन के सिद्धांत की तरह यहाँ भी वही सूत्र मान्य है। इसका मतलब यह है कि पी. लाप्लास के इस निष्कर्ष की पुष्टि की गई कि प्रकाश के लिए एक कॉम्पैक्ट गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान से बचना असंभव है, आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत द्वारा पुष्टि की गई थी, जिसके अनुसार दूसरा अंतरिक्ष वेग गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या पर प्रकाश की गति के बराबर होना चाहिए।
गुरुत्वाकर्षण के बराबर त्रिज्या वाले गोले को श्वार्जस्चिल्ड क्षेत्र कहा जाता है।
यदि इसे गोलाकार रूप से सममित रूप से वितरित किया जाता है, तो यह गतिहीन होगा (विशेष रूप से, यह घूमता नहीं है, लेकिन रेडियल गति की अनुमति है), और पूरी तरह से इस क्षेत्र के अंदर स्थित होगा।
गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या पिंड के द्रव्यमान के समानुपाती होती है एमऔर के बराबर, जहाँ जी- गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, साथनिर्वात में प्रकाश की गति है। इस व्यंजक को इस प्रकार लिखा जा सकता है, जहाँ इसे मीटर में और - किलोग्राम में मापा जाता है। खगोल भौतिकी के लिए, किमी लिखना सुविधाजनक है, जहां सूर्य का द्रव्यमान है।
परिमाण में, गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या गोलाकार रूप से सममित शरीर के त्रिज्या के साथ मेल खाता है, जिसके लिए शास्त्रीय यांत्रिकी में, सतह पर दूसरा ब्रह्मांडीय वेग प्रकाश की गति के बराबर होगा। जॉन मिशेल ने पहली बार 1784 में प्रकाशित हेनरी कैवेंडिश को लिखे अपने पत्र में इस मात्रा के महत्व पर ध्यान आकर्षित किया। सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के ढांचे के भीतर, गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या (अन्य निर्देशांक में) की गणना पहली बार 1916 में कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड (श्वार्ज़स्चिल्ड मीट्रिक देखें) द्वारा की गई थी।
सामान्य खगोलभौतिकीय पिंडों की गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या उनके वास्तविक आकार की तुलना में नगण्य होती है: उदाहरण के लिए, पृथ्वी के लिए = 0.884 सेमी, सूर्य के लिए = 2.95 किमी। अपवाद न्यूट्रॉन तारे और काल्पनिक बोसोनिक और क्वार्क तारे हैं। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट न्यूट्रॉन स्टार के लिए, श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या अपने स्वयं के त्रिज्या का लगभग 1/3 है। यह ऐसी वस्तुओं के अध्ययन में सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के प्रभावों के महत्व को निर्धारित करता है।
यदि शरीर को गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के आकार में संकुचित किया जाता है, तो कोई भी बल गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में इसके आगे के संपीड़न को रोक नहीं सकता है। इस तरह की एक प्रक्रिया, जिसे सापेक्षतावादी गुरुत्वाकर्षण पतन कहा जाता है, उनके विकास के अंत में काफी बड़े सितारों (जैसा कि गणना से पता चलता है, दो या तीन से अधिक सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान के साथ) हो सकता है: यदि, परमाणु "ईंधन" समाप्त हो गया है, तारा विस्फोट नहीं करता है और द्रव्यमान नहीं खोता है, फिर, गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के आकार में सिकुड़ते हुए, इसे एक सापेक्ष गुरुत्वाकर्षण पतन का अनुभव करना चाहिए। गुरुत्वाकर्षण के पतन के दौरान, त्रिज्या के गोले के नीचे से कोई विकिरण, कोई कण नहीं बच सकता है। तारे से दूर स्थित एक बाहरी प्रेक्षक की दृष्टि से, जैसे-जैसे तारे का आकार तारे के कणों के उचित समय के निकट आता है, इसके प्रवाह की दर अनिश्चित काल के लिए धीमी हो जाती है। इसलिए, ऐसे प्रेक्षक के लिए, ढहते हुए तारे की त्रिज्या बिना लक्षण के गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के करीब पहुंचती है, इससे कभी कम नहीं होती है।
एक भौतिक पिंड जिसने गुरुत्वाकर्षण के पतन का अनुभव किया है, जैसे कि एक पिंड जिसकी त्रिज्या उसके गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या से कम है, ब्लैक होल कहलाता है। गोला त्रिज्या आरजीएक गैर-घूर्णन ब्लैक होल के घटना क्षितिज के साथ मेल खाता है। एक कताई ब्लैक होल के लिए, घटना क्षितिज दीर्घवृत्ताभ है, और गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या इसके आकार का अनुमान देता है। आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के लिए श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या लगभग 16 मिलियन किलोमीटर है। महत्वपूर्ण घनत्व के बराबर घनत्व वाले पदार्थ से समान रूप से भरे हुए गोले की श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या अवलोकनीय ब्रह्मांड की त्रिज्या के साथ मेल खाती है [ स्रोत में नहीं] .
साहित्य
- मिज़नर सी।, थॉर्न के।, व्हीलर जे।गुरुत्वाकर्षण। - एम।: मीर, 1977. - टी। 1-3।
- शापिरो एस.एल., तजुकोल्स्की एस.ए.ब्लैक होल, व्हाइट ड्वार्फ और न्यूट्रॉन स्टार / प्रति। अंग्रेज़ी से। ईडी। हां ए स्मोरोडिंस्की। - एम।: मीर, 1985। - टी। 1-2। - 656 पी।
यह सभी देखें
लिंक
विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.
देखें कि "गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या" अन्य शब्दकोशों में क्या है:
सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में (गुरुत्वाकर्षण देखें), एक गोले की त्रिज्या, जिसके लिए एक गोलाकार, गैर-घूर्णन द्रव्यमान m द्वारा बनाया गया गुरुत्वाकर्षण बल, पूरी तरह से इस क्षेत्र के अंदर स्थित है, अनंत की ओर जाता है। जी. पी. (rg) शरीर के वजन से निर्धारित होता है: rg= 2Gm/c2… भौतिक विश्वकोश
गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में, एक गोले की त्रिज्या rgr जिस पर इस गोले के अंदर पड़े द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल अनंत तक जाता है; rgr = 2mG/c2, जहाँ G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, c निर्वात में प्रकाश की गति है। साधारण की गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश
गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में, एक गोले की त्रिज्या rgr जिस पर इस गोले के अंदर पड़े द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल अनंत की ओर प्रवृत्त होता है; rgr=2mG/c2, जहां G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, c निर्वात में प्रकाश की गति है। साधारण की गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या ... ... विश्वकोश शब्दकोश
गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या- ग्रेविटासिनिस स्पिंडुलस स्थिति के रूप में टी sritis fizika atitikmenys: angl। गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या वोक। गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या, एम रस। गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या, एम प्रांक। रेयान ग्रेविटेशननेल, मी ... फ़िज़िकोस टर्मिन, odynas
सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में (देखें। गुरुत्वाकर्षण) गोले की त्रिज्या जिस पर द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल, जो पूरी तरह से इस क्षेत्र के अंदर स्थित है, अनंत की ओर जाता है। जी. आर. शरीर द्रव्यमान m द्वारा निर्धारित किया जाता है और rg = 2G m/c2 के बराबर होता है, जहाँ G…… महान सोवियत विश्वकोश
गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में, एक गोले की त्रिज्या rgr, जिस पर इस गोले के अंदर पड़े द्रव्यमान m द्वारा निर्मित गुरुत्वाकर्षण बल अनंत की ओर प्रवृत्त होता है; rgr = 2mG/c2, जहाँ G गुरुत्वाकर्षण है। निर्वात में प्रकाश की गति के साथ स्थिर। जी. आर. साधारण खगोलीय पिंड नगण्य हैं ... ... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश
गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या- (गुरुत्वाकर्षण देखें) वह त्रिज्या जिससे एक खगोलीय पिंड (आमतौर पर एक तारा) गुरुत्वाकर्षण के पतन के परिणामस्वरूप सिकुड़ सकता है। तो, सूर्य के लिए यह 1.48 किमी है, पृथ्वी के लिए 0.443 सेमी ... आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत
मंडलियां इस शब्द के अन्य अर्थ हैं, त्रिज्या (बहुविकल्पी) देखें। त्रिज्या (अव्य। ... विकिपीडिया
सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत (जीआर) में गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या (या श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या) द्रव्यमान के साथ किसी भी भौतिक शरीर के लिए परिभाषित एक विशिष्ट त्रिज्या है: यह उस क्षेत्र की त्रिज्या है जिस पर घटना क्षितिज होगा, ... ... विकिपीडिया
इस द्रव्यमान (सामान्य सापेक्षता के दृष्टिकोण से) द्वारा निर्मित, यदि इसे गोलाकार रूप से सममित रूप से वितरित किया जाता है, तो यह गतिहीन होगा (विशेष रूप से, यह घूमता नहीं है, लेकिन रेडियल गति अनुमेय है), और पूरी तरह से इस क्षेत्र के अंदर स्थित होगा। 1916 में जर्मन वैज्ञानिक कार्ल श्वार्ज़स्चिल्ड द्वारा वैज्ञानिक उपयोग में पेश किया गया।
गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या पिंड के द्रव्यमान के समानुपाती होती है एमऔर के बराबर है आर जी = 2 जी एम / सी 2 , (\displaystyle r_(g)=2GM/c^(2),)कहाँ पे जी- गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, साथनिर्वात में प्रकाश की गति है। इस अभिव्यक्ति को फिर से लिखा जा सकता है आरजी≈ 1.48 10 −25 सेमी ( एम/ 1 किलोग्राम). खगोल भौतिकीविदों के लिए यह लिखना सुविधाजनक है आर जी ≈ 2 .95 (एम / एम ⊙) (\displaystyle r_(g)\लगभग 2(,)95(M/M_(\odot )))किमी, जहां एम (\displaystyle M_(\odot ))सूर्य का द्रव्यमान है।
साधारण खगोलभौतिकीय पिंडों का गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या उनके वास्तविक आकार की तुलना में नगण्य है: उदाहरण के लिए, पृथ्वी के लिए आरजी 0.887 सेमी, सूर्य के लिए आरजी≈ 2.95 किमी. अपवाद न्यूट्रॉन तारे और काल्पनिक बोसोनिक और क्वार्क तारे हैं। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट न्यूट्रॉन स्टार के लिए, श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या अपने स्वयं के त्रिज्या का लगभग 1/3 है। यह ऐसी वस्तुओं के अध्ययन में सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के प्रभावों के महत्व को निर्धारित करता है। देखने योग्य ब्रह्मांड के द्रव्यमान के साथ किसी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या लगभग 10 अरब प्रकाश वर्ष होगा।
पर्याप्त रूप से बड़े सितारों के साथ (जैसा कि गणना से पता चलता है, दो या तीन से अधिक सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान के साथ), उनके विकास के अंत में, सापेक्षतावादी गुरुत्वाकर्षण पतन नामक एक प्रक्रिया हो सकती है: यदि, परमाणु "ईंधन" समाप्त होने पर, तारा विस्फोट नहीं करता है और द्रव्यमान नहीं खोता है, फिर, सापेक्षतावादी गुरुत्वाकर्षण पतन का अनुभव करते हुए, यह एक गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के आकार तक सिकुड़ सकता है। किसी तारे के गुरुत्वाकर्षण के एक गोले में गिरने के दौरान, कोई विकिरण, कोई कण नहीं बच सकता है। तारे से दूर स्थित एक बाहरी पर्यवेक्षक की दृष्टि से, जैसे-जैसे तारे का आकार निकट आता है आर जी (\displaystyle r_(g))किसी तारे के कणों का उचित समय उसके प्रवाह की दर को अनिश्चित काल के लिए धीमा कर देता है। इसलिए, इस तरह के एक पर्यवेक्षक के लिए, ढहते हुए तारे की त्रिज्या गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के करीब पहुंचती है, कभी भी इसके बराबर नहीं होती है। लेकिन यह संभव है, हालांकि, उस क्षण को इंगित करना जिससे एक बाहरी पर्यवेक्षक अब तारे को नहीं देख पाएगा और इसके बारे में कोई जानकारी नहीं खोज पाएगा। तो अब से, तारे में निहित सभी जानकारी वास्तव में एक बाहरी पर्यवेक्षक के लिए खो जाएगी।
एक भौतिक पिंड जिसने गुरुत्वाकर्षण के पतन का अनुभव किया है और एक गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या तक पहुंच गया है उसे ब्लैक होल कहा जाता है। गोला त्रिज्या आरजीएक गैर-घूर्णन ब्लैक होल के घटना क्षितिज के साथ मेल खाता है। एक कताई ब्लैक होल के लिए, घटना क्षितिज दीर्घवृत्ताभ है, और गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या इसके आकार का अनुमान देता है। हमारी आकाशगंगा के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के लिए श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या लगभग 16 मिलियन किलोमीटर है।
उपग्रहों के साथ किसी वस्तु का श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या कई मामलों में उस वस्तु के द्रव्यमान की तुलना में बहुत अधिक सटीकता के साथ मापा जा सकता है। यह कुछ हद तक विरोधाभासी तथ्य इस तथ्य से जुड़ा है कि उपग्रह की क्रांति की मापी गई अवधि से गुजरते समय टीऔर इसकी कक्षा की प्रमुख अर्ध-अक्षीयता ए(इन मात्राओं को बहुत उच्च सटीकता के साथ मापा जा सकता है) केंद्रीय शरीर के द्रव्यमान तक एमवस्तु के गुरुत्वाकर्षण पैरामीटर को अलग करना आवश्यक है μ = जीएम= 4π 2 ए 3 /टी 2 गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक के लिए जी, जो कि अधिकांश अन्य मौलिक स्थिरांक की सटीकता की तुलना में बहुत खराब सटीकता (2018 के अनुसार 7000 में लगभग 1) के लिए जाना जाता है। उसी समय, श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या गुणांक 2/ तक है साथ 2, वस्तु का गुरुत्वाकर्षण पैरामीटर।
