Лабораторная работа: изучаем гравитацию черных дыр

И снова добро пожаловать в космическую лабораторию сайта hubblesite.org! "Живая Вселенная" продолжает публиковать адаптированные материалы - мультимедиа, анимации и интерактивные ролики - с переднего края науки.Сегодня у насЛабораторная работа: Изучаем гравитацию черных дыр.Пояснительная записка:Как астрономы определяют массу черной дыры?Черные дыры часто не одиноки - рядом находятся звезды или газ. Иногда, чтобы измерить массу черной дыры, нужно просто определить скорость материала, который двигается вокруг нее по орбите.Рассмотрим случай, когда звезда и черная дыра кружатся вокруг их общего центра гравитации. Хотя мы и не видим черную дыру, мы видим звезду. При помощи точных измерений мы можем измерить скорость звезды и размер ее орбиты, а это в свою очередь благодаря законам гравитации помогает точно определить массу черной дыры.К примеру, предположим, что звезда типа нашего Солнца вращается вокруг черной дыры. Предположим также, что мы измерили скорость звезды как 188 километров в секунду, а диаметр орбиты равен расстоянию Меркурия от Солнца. Это предполагает, что период обращения звезды 12 дней. Законы гравитации подскажут нам, что черная дыра должна быть в 10 раз массивнее Солнца.С помощью этого метода можно определить массу сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Например, масса черной дыры в центре нашей Галактики была вычислена измерением и сопоставлением орбитальных скоростей отдельных звезд. Расчеты показали, что масса черной дыры в 3 миллиона раз больше массы Солнца. Масса черной дыры в центре ближайшей галактики Туманности Андромеды вычислена путем измерения средних скоростей всех звезд, двигающихся по орбитам вокруг нее. Оказалось, что она в 30 миллионов раз больше, чем Солнце.Приборы и материалы:Черная дыра регулируемой массы - одна штука.Звезда солнечного типа - одна штука.Масштаб времени - 1 секунда/2 дняХод работы:Чтобы начать работу, нажмите на кнопку Begin Experiment. На шкале масс передвигаем мышкой ползунок, чтобы выбрать примерно массу черной дыры в массах Солнца. Нажав на кнопку Find the Mass of a Black Hole - Найти массу черной дыры. Система показывает графики зависимости скорости звезды от массы черной дыры (внизу график для большей орбиты, вверху - для меньшей). Система думает какое-то время и выдает результат - точную скорость звезды и массу черной дыры. Start Over - начать сначала.Параметры:Справа находятся два регулятора. Одним (trace orbit) можно включить или выключить отметки, оставляемые небесными телами при их движении по орбитам. Другим - переключать размер орбиты звезды - малый/большой.Примечание:обратите внимание, что будет, если установить массу черной дыры равной массе звезды. Интересно также поставить очень большую массу черной дыры и малую орбиту звезды.Для успешной демонстрации необходимо, чтобы у вас был установлен Adobe Flash Player.