ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ГОРОДА МОСКВЫ «ШКОЛА № 000»
Проект выполнен
Каширкиным Иваном
6-г класс
Руководитель проекта:
Москва
2018
Введение
Людей всегда привлекают фантастические произведения, где люди могут путешествовать во времени. Но возможно ли это? Однажды я узнал, что такое может быть и в этом нам могут помочь черные дыры, так как они способны скручивать пространство и поэтому появляется возможность путешествовать через «кротовые норы». Я решил подробнее изучить этот вопрос.
Цель исследовательской работы: изучить природу черных дыр и составить карту расположения черных дыр во Вселенной.
Задачи:
Изучить литературу о черных дырах. Рассмотреть расположение черных дыр во Вселенной, исходя из информации об их расположении в галактиках. Составить карту расположения черных дыр. Рассмотреть возможность путешествия во времени с помощью черных дыр.Теоретический блок
Понятие о чёрных дырах
Чёрная дыра (приложение 1) - это малоизученный космический объект имеющий чрезвычайно большую гравитацию и может засосать в себя даже свет, а также имеет огромное пространство внутри себя. Границу чёрной дыры называют горизонтом событий (приложение 2). Объект по мере приближения к горизонту событий увеличивает свою скорость вплоть до световой, а как известно, чем быстрее объект тем быстрее для него идёт время, поэтому если со стороны посмотреть на объект приближающийся к горизонту событий, то он со временем будет замедляться и замедляться пока совсем не остановится у самого горизонта событий, хоть для него всё будет идти очень быстро.
Происхождение чёрных дыр
Чёрные дыры появляются из очень массивных звёзд, которые заканчивают свой жизненный цикл (сверхновых). В звёздах всегда идёт внутреннее сопротивление, оболочка звезды давит на ядро, а оно в свою очередь сопротивляется этому благодаря термоядерному синтезу. Когда топливо для термоядерного синтеза внутри ядра заканчивается, оболочка начинает сжимать ядро, и в это же время увеличиваться в размерах. Когда ядро сжато очень сильно, то протоны и электроны просто разрушаются, превращаясь в нечто другое. После этого сверхновая взрывается (приложение 3), а в середине остаётся чёрная дыра.
Альтернатива чёрной дыре
Кроме чёрной дыры может появиться из сверхновой также малоизученный объект нейтронная звезда (приложение 4). Она также имеет очень сильную гравитацию. Они могут очень быстро крутиться, они называются пульсарами (вращение до 716 оборотов в секунду). Когда звезда оканчивает свой жизненный цикл на ядро также идёт очень большое давление, но протоны и электроны не разрушаются, а объединяются в нейтроны, так появляется нейтронная звезда. Из звезд меньшей массы может образоваться белый карлик (приложение 5). Он может образоваться из таких звёзд как наше Солнце, и имеет размер как наша планета Земля, а также белый карлик он не имеет такой высокой температуры как обычные звёзды.
Червоточины
Существует гипотеза, в которой говориться о существовании белых дыр (приложение 6), они полная противоположность чёрным, они вместо того чтобы засасывать объекты наоборот выталкивает из себя материю. После горизонта событий в чёрной дыре идёт её внутренняя часть, которая называется сингулярность (приложение 7). Там не действуют никакие наши правила физики и происходят вещи которые невозможны в нашем мире. Существуют заряженные чёрные дыры, они как гласит гипотеза, имеют внутри второй горизонт событий, внутри которого находится сингулярность, но в отличии от обычной чёрной дыры, в заряженной чёрной дыре сингулярность наоборот отталкивает объекты, и они вылетают через белую дыру уже в другом мире, так образуется кротовая нора (приложение 8). Эта гипотеза получила своё распространение благодаря многим знаменитым учёным, которые поддерживали эту гипотезу.
Строение чёрной дыры
Каждый объект во Вселенной вызывает искривление пространства-времени (приложение 9), чем массивнее объект, тем большее вызывает он искривление. Но так как чёрная дыра имеет практически бесконечную массу, она вызывает гораздо более сильное искривление, это можно представить в виде бездонной воронки (приложение 10), именно поэтому в чёрной дыре так много места, а когда туда попадает объект он почти останавливается
Квазары
Квазары (приложение 11) - это одни из самых смертоносных объектов во вселенной, это те же самые чёрны дыры которые всосали слишком большое количество материи, и что бы от неё избавится чёрная дыра выпускает мощный луч гамма-излучения который уничтожает всё на своём пути, а после этого чёрная дыра на время деактивируется, а вокруг неё из-за мощного луч образуется огромное облако материи, которая станет огромным количеством звёзд, а вокруг чёрной дыры образуется галактика (приложение 12). Внутри каждой галактики, в том числе и нашей находится массивная чёрная дыра.
Что происходит с человеком внутри чёрной дыры
Когда человек попадает в чёрную дыру из-за разницы в гравитации ноги будут лететь к чёрной дыре быстрее, чем голова, это может привести к разделению частей тела, но по мере приближения к горизонту событий гравитация будет увеличиваться и, поэтому человек начнёт растягиваться в длину и уменьшаться в ширину, таким образом со временем человек превратится в очень тонкую палочку очень большой длины. Но вскоре человека разорвёт на протоны и электроны.
Практическая часть
1. Исследовав информацию о расположении черных дыр во Вселенной, я составил карту звездного неба с данными объектами.
Галактики, в которых есть черные дыры
Галактика Андромеда – 26 черных дыр.
Млечный путь – 2 черные дыры.
Все спиральные галактики имеют черные дыры.
Галактика мегамазера UGC 6093
Карта звездного неба с черными дырами
Красным цветом обозначено расположение черных дыр.
2. Рассмотрение возможности путешествия во времени с помощью черных дыр.
На космическом корабле (синий овал) нужно достичь области, окружающей черную дыру из-за гравитационного замедления времени можно попасть в будущее. Но вращаться вокруг центра дыры придется довольно долго.
Литература
Источник | Информация |
https://www. /user/GreatTreveler/videos | Информация о чёрных дырах |
https://www. /watch? v=KKOoNDgnFSk | Что происходит с человеком в чёрной дыре |
https://www. /watch? v=KKOoNDgnFSk | Теория о белых дырах |
https://www. /watch? v=FrRZjMtG_TI | Квазары |
https://primechaniya. ru/home/news/dekabr_2016/chernye_dyry/ | Зачем нужны черные дыры |
https://www. syl. ru/article/333972/chernaya-dyira-chto-vnutri-interesnyie-faktyi-i-issledovaniya | Строение черных дыр |
http://paranormal-news. ru/news/vozmozhnosti_puteshestvija_vo_vremeni/2013-03-11-6420 | Путешествия во времени с помощью черных дыр |
https://www. look. /download/14994/1280x720/ | Атлас звездного неба |
https://xn----8sbiecm6bhdx8i. xn--p1ai/%D1%87%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0%B0.html | Расположение черных дыр |
https://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0%B0 | Описание черных дыр |
https://www. pravda. ru/news/science/planet/space/13-03-2017/1327222-kosmos-0/ | Черные дыры в Млечном пути |
Приложения
Приложение 1 Чёрная дыра (фото)
Приложение 2 Горизонт событий (схема)
Приложение 3 Сверхновая (фото)
Приложение 4 Нейтронная дыра (фото с телескопа Хаббл)
Приложение 5 Белый карлик (фото)
Приложение 6 Белая дыра (фото)
Приложение 7 Сингулярность (схема)
Приложение 8 Кротовая нора(схема)
Приложение 9 Искривление пространства (схема)
Приложение 10 Искривление пространства чёрной дырой (схема)
Приложение 11 Квазар (фото)
Приложение 12 Галактика (фото)
