www.wikidata.uk-ua.nina.az

Спагетіфікація англ Spaghettification ефектом локшини 1 значне розтягування предметів по вертикалі й стиснення по горизо

Спагетіфікація

Спагетіфікація (англ. Spaghettification) (ефектом локшини) — значне розтягування предметів по вертикалі й стиснення по горизонталі (тобто, уподібнення до спагеті) у дуже сильному неоднорідному гравітаційному полі компактних астрофізичних об'єктів. Спагетіфікація зумовлена великими припливними силами. У граничних випадках (коли предмети перебувають біля чорних дір) деформація при подібному розтягуванні настільки сильна, що ніяке тіло не може зберегти свою структуру.

Припливні сили, що діють на кулясте тіло в неоднорідному гравітаційному полі. Ефект походить від джерел, розташованих праворуч і ліворуч від діаграми. Довші стрілки позначають більші сили

Стівен Хокінг, ілюструючи цей термін у книзі «Коротка історія часу», навів як приклад політ гіпотетичного космонавта, який, пролітаючи через горизонт подій чорної діри, «розтягується, як спагеті» гравітаційним градієнтом. Термін «спагетіфікація» з'явився до публікації книги Хокінга.

Простий приклад спагетіфікації ред.

Приклад спагетіфікації

Чотири тіла (позначені на схемі зеленими крапками) рухаються в гравітаційному полі у напрямку до центру небесного тіла. Відповідно до закону зворотних квадратів, найближчий до небесного тіла об'єкт відчуває найбільше прискорення, і якщо уявити всі чотири тіла частинами одного великого предмета, то цей предмет буде деформуватися за рахунок припливних сил (витягуватися), а при деякій величині цих сил буде розірваний.

Приклади слабких і сильних припливних сил ред.

У разі однорідного протяжного кулястого тіла можна описати створене ним гравітаційне поле як поле точкового джерела, яке має таку саму масу, й розташоване в геометричному центрі протяжного тіла. У разі взаємодії двох тіл з різною масою це дає , де  — гравітаційний параметр більш масивного тіла, l — довжина мотузки або стержня, m — маса більш масивного тіла, а r — відстань до масивного тіла.

У масивнішого тіла припливна сила досягає максимального значення поблизу його поверхні, і це максимальне значення залежить тільки від середньої густини масивного тіла (доти, доки розміри меншого тіло незначні в порівнянні з масивнішим). Наприклад, для тіла з масою 1 кг і довжиною 1 м, і масивного тіла з середньою густиною, рівною густині Землі, максимальне значення припливної сили становитиме лише 0,4 мікроНьютона.

У разі білого карлика, який має більшу густину, припливні сили набагато сильніші, і для малого тіла з тими ж параметрами на поверхні карлика досягнуть вже величини 0,24 Н. Ще більша припливна сила на поверхні нейтронної зорі: якщо тіло з попередніх прикладів падатиме на нейтронну зорю масою 2,1 M☉, то воно зруйнується на відстані 190 км від центру (тоді як типовий радіус нейтронної зорі становить близько 12 км).

У разі наближення до сингулярності будь-яке тіло буде зруйноване припливними силами, оскільки їх величина зростає до нескінченності, і таким чином, об'єкт, що падає в чорну діру, розтягується в тонку смужку матерії. У міру наближення до сингулярності, припливні сили можуть розірвати навіть міжмолекулярні зв'язки[джерело?].

Всередині чи зовні горизонту подій ред.

Відстань, на якій припливні сили руйнують предмет, залежить від розміру чорної діри. Для надмасивних чорних дір, як, наприклад, розташованих у центрі Галактики, таке місце розташоване всередині їх горизонту подій, тому гіпотетичний космонавт може перетнути горизонт подій, не помічаючи ніяких деформацій. Для малих чорних дір, у яких радіус Шварцшильда набагато менший, припливні сили розірвуть космонавта ще до досягнення ним горизонту подій. Наприклад, для чорної діри масою 10 M☉ радіус Шварцшильда становить близько 30 км. На відстані 1000 кілометрів від неї, припливна сила становитиме 325 Н, а тіла руйнуватимуться на відстані 320 км від неї. Для чорної діри з масою 10 тисяч сонячних мас дистанція руйнування становитиме 3200 км, тоді як радіус Шварцшильда — 30 000 км.

Див. також ред.

Примітки ред.

  1. Тіло довжиною 8 метрів і масою 8 кг зруйнується на вчетверо більшій відстані.
  2. Мінімальна за розмірами чорна діра, яка може утворитися в результаті природних процесів на сучасному етапі існування Всесвіту, має масу, вдвічі більшу маси Сонця.

Джерела ред.

  1. Wheeler, J. Craig (2007). Cosmic catastrophes: exploding stars, black holes, and mapping the universe, 2nd edition. Cambridge University Press. с. 182. ISBN 978-0-521-85714-7. 
  2. Hawking, Stephen (1988). A Brief History of Time. Bantam Dell Publishing Group. с. 256. ISBN 978-0-553-10953-5. 
  3. Наприклад, в Calder, Nigel (1977). The Key to the Universe: A Report on the New Physics (вид. 1st). Viking Press. с. 199. ISBN 978-0-67041270-9. , доповненні до документального фільму Бі-Бі-Сі The Key to the Universe .
  4. Thorne, Kip S. (1988). Gravitomagnetism, Jets in Quasars, and the Stanford Gyroscope Experiment. У Fairbank, J.D.; Deaver, B.S.; Everitt, C.W.F. та ін. Near Zero: New Frontiers of Physics. W. H. Freeman and Company, New York. с. 572. ISBN 978-0-71671831-4. 
  5. Hobson, Michael Paul; Efstathiou, George; Lasenby, Anthony N. (2006). 11. Schwarzschild black holes. General relativity: an introduction for physicists. Cambridge University Press. с. 265. ISBN 0-521-82951-8. 
  6. Kutner, Marc Leslie (2003). 8. General relativity. Astronomy: a physical perspective (вид. 2). Cambridge University Press. с. 150. ISBN 0-521-52927-1. 

Посилання ред.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Spagetifikaciya angl Spaghettification efektom lokshini 1 znachne roztyaguvannya predmetiv po vertikali j stisnennya po gorizontali tobto upodibnennya do spageti u duzhe silnomu neodnoridnomu gravitacijnomu poli kompaktnih astrofizichnih ob yektiv Spagetifikaciya zumovlena velikimi priplivnimi silami U granichnih vipadkah koli predmeti perebuvayut bilya chornih dir deformaciya pri podibnomu roztyaguvanni nastilki silna sho niyake tilo ne mozhe zberegti svoyu strukturu Priplivni sili sho diyut na kulyaste tilo v neodnoridnomu gravitacijnomu poli Efekt pohodit vid dzherel roztashovanih pravoruch i livoruch vid diagrami Dovshi strilki poznachayut bilshi siliStiven Hoking ilyustruyuchi cej termin u knizi Korotka istoriya chasu naviv yak priklad polit gipotetichnogo kosmonavta 2 yakij prolitayuchi cherez gorizont podij chornoyi diri roztyaguyetsya yak spageti gravitacijnim gradiyentom Termin spagetifikaciya z yavivsya do publikaciyi knigi Hokinga 3 Zmist 1 Prostij priklad spagetifikaciyi 2 Prikladi slabkih i silnih priplivnih sil 3 Vseredini chi zovni gorizontu podij 4 Div takozh 5 Primitki 6 Dzherela 7 PosilannyaProstij priklad spagetifikaciyi red nbsp Priklad spagetifikaciyiChotiri tila poznacheni na shemi zelenimi krapkami ruhayutsya v gravitacijnomu poli 4 u napryamku do centru nebesnogo tila Vidpovidno do zakonu zvorotnih kvadrativ najblizhchij do nebesnogo tila ob yekt vidchuvaye najbilshe priskorennya i yaksho uyaviti vsi chotiri tila chastinami odnogo velikogo predmeta to cej predmet bude deformuvatisya za rahunok priplivnih sil vityaguvatisya a pri deyakij velichini cih sil bude rozirvanij Prikladi slabkih i silnih priplivnih sil red U razi odnoridnogo protyazhnogo kulyastogo tila mozhna opisati stvorene nim gravitacijne pole yak pole tochkovogo dzherela yake maye taku samu masu j roztashovane v geometrichnomu centri protyazhnogo tila U razi vzayemodiyi dvoh til z riznoyu masoyu ce daye F m l m 4 r 3 displaystyle F frac mu lm 4r 3 nbsp de m displaystyle mu nbsp gravitacijnij parametr bilsh masivnogo tila l dovzhina motuzki abo sterzhnya m masa bilsh masivnogo tila a r vidstan do masivnogo tila U masivnishogo tila priplivna sila dosyagaye maksimalnogo znachennya poblizu jogo poverhni i ce maksimalne znachennya zalezhit tilki vid serednoyi gustini masivnogo tila doti doki rozmiri menshogo tilo neznachni v porivnyanni z masivnishim Napriklad dlya tila z masoyu 1 kg i dovzhinoyu 1 m i masivnogo tila z serednoyu gustinoyu rivnoyu gustini Zemli maksimalne znachennya priplivnoyi sili stanovitime lishe 0 4 mikroNyutona U razi bilogo karlika yakij maye bilshu gustinu priplivni sili nabagato silnishi i dlya malogo tila z timi zh parametrami na poverhni karlika dosyagnut vzhe velichini 0 24 N She bilsha priplivna sila na poverhni nejtronnoyi zori yaksho tilo z poperednih prikladiv padatime na nejtronnu zoryu masoyu 2 1 M to vono zrujnuyetsya na vidstani 190 km vid centru todi yak tipovij radius nejtronnoyi zori stanovit blizko 12 km Prim 1 U razi nablizhennya do singulyarnosti bud yake tilo bude zrujnovane priplivnimi silami oskilki yih velichina zrostaye do neskinchennosti i takim chinom ob yekt sho padaye v chornu diru roztyaguyetsya v tonku smuzhku materiyi U miru nablizhennya do singulyarnosti priplivni sili mozhut rozirvati navit mizhmolekulyarni zv yazki dzherelo Vseredini chi zovni gorizontu podij red Vidstan na yakij priplivni sili rujnuyut predmet zalezhit vid rozmiru chornoyi diri Dlya nadmasivnih chornih dir yak napriklad roztashovanih u centri Galaktiki take misce roztashovane vseredini yih gorizontu podij tomu gipotetichnij kosmonavt mozhe peretnuti gorizont podij ne pomichayuchi niyakih deformacij Dlya malih chornih dir u yakih radius Shvarcshilda nabagato menshij priplivni sili rozirvut kosmonavta she do dosyagnennya nim gorizontu podij 5 6 Napriklad dlya chornoyi diri masoyu 10 M Prim 2 radius Shvarcshilda stanovit blizko 30 km Na vidstani 1000 kilometriv vid neyi priplivna sila stanovitime 325 N a tila rujnuvatimutsya na vidstani 320 km vid neyi Dlya chornoyi diri z masoyu 10 tisyach sonyachnih mas distanciya rujnuvannya stanovitime 3200 km todi yak radius Shvarcshilda 30 000 km Div takozh red Mezha RoshaPrimitki red Tilo dovzhinoyu 8 metriv i masoyu 8 kg zrujnuyetsya na vchetvero bilshij vidstani Minimalna za rozmirami chorna dira yaka mozhe utvoritisya v rezultati prirodnih procesiv na suchasnomu etapi isnuvannya Vsesvitu maye masu vdvichi bilshu masi Soncya Dzherela red Wheeler J Craig 2007 Cosmic catastrophes exploding stars black holes and mapping the universe 2nd edition Cambridge University Press s 182 ISBN 978 0 521 85714 7 Hawking Stephen 1988 A Brief History of Time Bantam Dell Publishing Group s 256 ISBN 978 0 553 10953 5 Napriklad v Calder Nigel 1977 The Key to the Universe A Report on the New Physics vid 1st Viking Press s 199 ISBN 978 0 67041270 9 dopovnenni do dokumentalnogo filmu Bi Bi Si The Key to the Universe Thorne Kip S 1988 Gravitomagnetism Jets in Quasars and the Stanford Gyroscope Experiment U Fairbank J D Deaver B S Everitt C W F ta in Near Zero New Frontiers of Physics W H Freeman and Company New York s 572 ISBN 978 0 71671831 4 rekomenduyetsya displayeditors dovidka Hobson Michael Paul Efstathiou George Lasenby Anthony N 2006 11 Schwarzschild black holes General relativity an introduction for physicists Cambridge University Press s 265 ISBN 0 521 82951 8 Kutner Marc Leslie 2003 8 General relativity Astronomy a physical perspective vid 2 Cambridge University Press s 150 ISBN 0 521 52927 1 Posilannya red Melia Fulvio 2003 The Black Hole at the Center of Our Galaxy Princeton University Press s 189 ISBN 0 691 09505 1 Neil DeGrasse Tyson Death by Black Hole clear explanation of the term Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Spagetifikaciya amp oldid 35034575