Субраманиан Чандрасекар и черните дупки

Индийският физик, математик и астрофизик Субраманиан Чандрасекар е роден в Лахор, Британска Индия /днешен Пакистан/ на 19 октомври 1910 година. През 1933 г. той  защитава докторат в Тринити Колидж в Кеймбриджкия университет,  след коет

Индийският физик, математик и астрофизик Субраманиан Чандрасекар е роден в Лахор, Британска Индия /днешен Пакистан/ на 19 октомври 1910 година. През 1933 г. той  защитава докторат в Тринити Колидж в Кеймбриджкия университет,  след което преподава там няколко години. От 1937г.  до смъртта си Чандрасекар работи в Чикагския университет.

Ученият става известен с т. нар. Граница на Чандрасекар, а през 1983 година той  получава Нобелова награда за физика  за своите изследвания с важно значение за структурата еволюцията на звездите.  Чандрасекар умира в Чикаго на 21 август 1995 година.  

Границата на Чандрасекар  е горната граница на масата, при която звезда може да съществува  като бяло джудже.  Звезди с маса по-голяма от границата на Чандрасекар избухват като свръхнови се превръщат в неутронни звезди или черни дупки. Границата на Чандрасекар се определя от равновесието на налягането на изродения електронен газ  гравитацията.

Би могло да се помисли, че всички звезди свършват по един и същи начин - като бели джуджета, но не е така. Още през 1931 година С.Чандрасекар показа, че не могат  да съществуват бели джуджета с маси, превишаващи определена стойност, която според най-новите изчисления е 1,25 пъти масата на Слънцето. При по-високи стойности колапсът няма да спре, докато голямата част от свободните електрони не проникне в положително заредените ядра, превръщайки в неутрони преобладаващата част от масата на звездата. Едва тогава ядрените сили между частиците ще бъдат достатъчно интензивни, за да спрат свиването.

Образувалият се обект ще бъде много по-малък и плътен от бяло джудже. Тяло от този род се нарича неутронна звезда. Между 1965 и 1972 г, . обаче,  бе доказано, че все пак неутронните звезди не могат да се образуват от звезди с големи маси, защото по теоретичен път - съгласно двете хипотези, че гравитацията се подчинява на общия закон на относителността и,  че в материала, съставящ неутронната звезда, скоростта на звука е по-малка от тази на светлината - бе установено, че една неутронна звезда не може да има маса, по-голяма от 3 слънчеви маси.  Оттук нататък и две възможности за звездата - или звездата с голяма маса, преди да изчерпи ядреното си гориво, губи толкова вещество, че масата й да стане по-малка от 3 слънчеви маси, или колапсът никога не спира.

Астрофизиците смятат, че е много вероятно голям брой звезди да колапсират при маси, по-големи от 3 слънчеви маси. В такъв случай, твърдят те, според съвременните понятия падането въобще няма да спре и звездата ще колапсира, докато се превърне, образно казано, в точка.

Процесът, за който споменахме, сам по себе си невъобразим, има необикновени последици. Най-главната от тях е все по-силното изкривяване на пространството около звездата във фаза на колапс. За да бъде по-добре разбран този аспект, който е същността на цялото явление, необходимо е да припомним накратко как е представено понятието маса в общата теория на относителността на Айнщайн. Според него гравитационната маса на едно тяло се проявява като геометрично свойство на заобикалящото пространство. Докато масата е разпределена в голям обем, пространството ще се окаже малко изкривено, но в хода на колапса все по-голямото концентриране на масата в една точка ще го изкривява все повече. Във вътрешността на това вгъване звездата ще продължи да се свива все по-бързо, докато налягането, гравитационното поле и плътността ще се стремят да станат безкрайни, а колапсиращото вещество ще се стреми към сингуларност, т.е. към точка вън от нашето пространство - време. Превръщането на капката във фуния съответствува на все по-голямото вдлъбване на пространството около звездата, докато стените над нея от все по-стръмни станат успоредни, образувайки по този начин отвор, от който може да се излезе вън от нашето пространство.

Автор: Тони