Теоретический обзор представлений о черных дырах в космическом пространстве
Большое спасибо за внимание!
Научная новизна работы:
- Научная новизна работы состоит в том, что программный комплекс позволяет наблюдать модель формирования черной дыры и их структуру в разных ракурсах и сравнительном обзоре
- В ходе анализа литературы и проведенного моделирования мы узнали, что черная дыра - это один из трех возможных вариантов конечной стадии эволюции звезд. Однако в отличие от белых карликов и нейтронных звезд черная дыра - это пустое место. Это то, что остается после катастрофического гравитационного коллапса массивной звезды, когда она умирает.
- Релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном и получила название общей теории относительности (ОТО). Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр.
- Существует четыре решения уравнений Эйнштейна для чёрных дыр с соответствующими характеристиками, в работе рассмотрены два решения:
- Решение Шварцшильда – статичное решение для сферически-симметричной чёрной дыры без вращения и без электрического заряда.
- Решение Райсснера-Нордстрема – статичное решение сферически-симметричной чёрной дыры с зарядом, но без вращения.
Практическая значимость:
Практическая значимость работы представлена в виде разработанного программного комплекса модели формирования черной дыры и структуры различных видов черных дыр, что позволит демонстрировать результат работы модели в учебном процессе
Результаты работы:
Моделирование физических процессов формирования черных дыр в среде Delphi
Результаты моделирования заряженной черной дыры Райсснера-Нордстрема в среде программирования Delphi
Внешний горизонт черной дыры
при нулевом заряде
Внешний и внутренний горизонты
черной дыры при наличии заряда
Внешний и внутренний горизонты
сливаются в один при значении
заряда равного массе черной дыры
Диаграмма пространства геометрии
Райсснера-Нордстрема при нулевом
заряде
Графики зависимостей радиуса Шварцшильда и плотности черной дыры от массы.
Сжимающаяся поверхность звезды в пространстве и пространстве-времени в начальный момент моделирования
Сжимающаяся поверхность звезды в пространстве и пространстве-времени в конечный момент моделирования
Диаграмма пространства Финкельштейна
для геометрии Райсснера-Нордстрема
при нулевом заряде
Диаграмма пространства геометрии
Райсснера-Нордстрема
при максимальном заряде
Диаграмма пространства геометрии
Райсснера-Нордстрема при наличии
заряда
Диаграмма пространства Финкельштейна
для геометрии Райсснера-Нордстрема при
наличии заряда
Сколлапсировавшая поверхность звезды в пространстве-времени в конечный момент моделирования по собственному времени.
Сжимающаяся поверхность звезды в пространстве-времени в начальный момент моделирования
Движение водопада пространства
при отсутствии заряда
Движение водопада пространства
при максимальном заряде
Диаграмма Пенроуза для черной
дыры Райсснера-Нордстрема при
отсутствии заряда, которая преобразуется
в Шварцшильдовскую черную дыру.
Диаграмма Пенроуза для черной
дыры Райсснера-Нордстрема при
наличии умеренного заряда
Научная гипотеза :
- Удаленный наблюдатель никогда не увидит превращения звезды в черную дыру и строение черной дыры, так как гравитация искривляет траекторию света.
Объект исследования:
- Объектом исследования являются черные дыры
Предмет исследования:
- Предметом – формирование и структура черных дыр
Задачи работы:
- Выполнить теоретический обзор литературы о физике черных дыр, процессе их формирования и структуре.
- Описать информационную модель формирования и структуры черных дыр.
- Разработать компьютерную модель формирования и структуры черных дыр.
- Продемонстрировать физические свойства формирования и структуры черных дыр на основе компьютерного моделирования.
Цель работы:
- построить модель формирования и структурыразличных видов черных дыр посредством разработки программного комплекса
Актуальность:
- В литературе, посвященной физике черных дыр описание процесса формирования черных дыр строго формализовано и носит, в основном, теоретический характер. Кроме того, астроном, наблюдающий за коллапсирующей звездой, никогда не увидит момент превращения звезды в черную дыру. Недостаточная освещенность данного вопроса и, невозможность физического наблюдения черных дыр, стали основой исследования работы.
Содержание презентации:
- Краткое обоснование выбора темы диссертации
- Актуальность научной работы
- Цели работы
- Задачи работы
- Объект и предмет исследования
- Научная гипотеза
- Результаты
- Научная новизна работы
- Практическая значимость работы
Краткое обоснование выбора темы магистерской диссертации:
- Чёрная дыра – область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда.
- Теоретически возможность существования таких областей пространства-времени следует из некоторых точных решений уравнений Эйнштейна, первоеиз которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году. Точный изобретатель термина неизвестен, но само обозначение было популяризовано Джоном Арчибальдом Уилером и впервые публично употреблено в популярной лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное» 29 декабря 1967 года. Ранее подобные астрофизические объекты называли «сколлапсировавшие звёзды» или «коллапсары», а также «застывшие звёзды».
Западно - Казахстанский инженерно-гуманитарный университет
Презентация магистерской диссертации на тему:
"Разработка програмного модуля для моделирования физических процессов образования черных дыр"
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных
наук, профессор А.Н.Баяхов
15.07.2015
Презентация защиты магистерской диссертации по специальности "Информационные системы"
Хасанова О.Б.