Гравитационный радиус

Гравитационным радиусом обладает любое тело — от Земли до массивной черной дыры

Гравитационным радиусом обладает любое тело — от Земли до массивной черной дыры

Гравитационный радиус (иначе радиус Шварцшильда) – характеристика любого массивного физического тела. Если представить тело в форме симметричного не вращающегося сверхплотного шара, то гравитационный радиус описывает вокруг него сферу, на которой располагался бы горизонт событий. Гравитационный радиус определяет поле, которое было названо полем Шварцшильда, в честь немецкого астронома, первым нашедшего решения уравнений Эйнштейна для данного случая.

Отличие теории тяготения Ньютона от ОТО

Общая теория относительности, описанная Альбертом Эйнштейном, несколько иначе рассчитывает тяготение массивных объектов. Таким образом, если измерить данную характеристику, находясь на поверхности Земли (предполагая ее симметричность и отсутствие вращения), то согласно ОТО, сила тяготения будет несколько больше, нежели с точки зрения Ньютоновской теории. За данным различием скрывается математический аппарат упомянутых теорий, однако в масштабах Земли это различие в измерении пренебрежительно мало.

Материалы по теме

Гравитация

Представим, что планета постепенно начала сжиматься. В таком случае при сжатии в два раза, сила тяготения Ньютона возрастет в четыре раза. Сила тяготения, описываемая ОТО – несколько быстрее. В результате, сила тяготения возрастает до бесконечности. Правда, в теории Ньютона для этого планету придется сжать практически в точку, в то время как в ОТО радиус такого тела будет значительно больше. Этот радиус и называется гравитационным.

Если продолжить сжимать тело и далее, то его радиус будет меньше, чем его гравитационный радиус. Подобную ситуацию можно пронаблюдать на примере черной дыры, гравитационный радиус которой создает горизонт событий, в то время как, предположительно, само тело черной дыры значительно меньше.

Следствия решения Шварцшильда

Из всего написанного выше следует, что гравитационный радиус создает горизонт событий, где сила тяготения стремится к бесконечности, – это некоторая граница массивного тела, перейдя которую, свет и любая материя не способны уже вновь выбраться «наружу».

Пространство-время, искаженное Землей

Пространство-время, искаженное Землей

Радиус Шварцшильда не только предполагает наличие горизонта событий, но также и изменение самого пространства-времени. Как мы уже упоминали ранее, около горизонта событий сила тяготения значительно возрастает, что согласно теории Эйнштейна, искривляет пространство-время.

Солнце, радиусом 700 тысяч километров имеет гравитационный радиус всего 2,95 километра, а Земля с радиусом 6400 км — всего 0,884 см. Таким образом, благодаря силам гравитации, на поверхности Земли время течет медленней, например, чем на GPS спутнике, с разницей в 38 микросекунд в день.

Очевидно, что радиус Шварцшильда не используется для прикладных физических вычислений, а актуален лишь в области астрофизики и космологии. Его эффекты учитывают при изучении природы таких тел как нейтронные звезды, так как их гравитационный радиус составляет около трети от физического, черных дыр или коллапсирующих звезд.


comments powered by HyperComments

Подпишись на рассылку лучших статей от Spacegid.com. Без спама.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 769
Система Orphus