что такое коллапс физика
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
Полезное
Смотреть что такое «ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС» в других словарях:
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС — катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звездах ядерного горючего они теряют свою… … Большой Энциклопедический словарь
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС — процесс гидродинамич. сжатия тела под действием собств. сил тяготения. Этот процесс в природе возможен только у достаточно массивных тел, в частности у звёзд. Необходимое условие Г. к. понижение упругости в ва внутри звезды, к рое приводит к… … Физическая энциклопедия
гравитационный коллапс — катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звёзд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звёздах ядерного горючего они теряют свою… … Энциклопедический словарь
Гравитационный коллапс — Модель механизма гравитационного коллапса Гравитационный коллапс катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным к … Википедия
Гравитационный коллапс — катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звездах ядерного горючего они теряют свою… … Астрономический словарь
Гравитационный коллапс — (от гравитация и лат. collapsus упавший) (в астрофизике, астрономии) катастрофически быстрое сжатие звезды на последних стадиях эволюции под действием собственных сил тяготения, превосходящих ослабевающие силы давления нагретого газа (вещества)… … Начала современного естествознания
Гравитационный коллапс — см. Коллапс гравитационный … Большая советская энциклопедия
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС — катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитац. сил. Г. к. может заканчиваться эволюция звёзд с массой св. двух солнечных масс. После исчерпания в таких звёздах ядерного горючего они теряют свою механич. устойчивость и… … Естествознание. Энциклопедический словарь
КОЛЛАПС ГРАВИТАЦИОННЫЙ — см. Гравитационный коллапс … Большой Энциклопедический словарь
коллапс гравитационный — см. Гравитационный коллапс. * * * КОЛЛАПС ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС ГРАВИТАЦИОННЫЙ, см. Гравитационный коллапс (см. ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС) … Энциклопедический словарь
Гравитационный коллапс
Связанные понятия
Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды: после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс.
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Протозвёзды — звёзды на завершающем этапе своего формирования, вплоть до момента загорания термоядерных реакций в ядре, после которого сжатие протозвезды прекращается и она становится звездой главной последовательности.
Голубые карлики — гипотетический класс звёзд, эволюционирующий из красных карликов, звёзд по массе меньших, чем Солнце (менее 0,5 масс Солнца и вплоть до минимального порога масс звёзд).
Тесные двойные системы — разновидность двойных систем, в которых на тех или иных этапах своей эволюции входящие в неё компоненты могут обмениваться массой. Расстояние между звездами в тесной двойной системе сравнимо с размерами самих звёзд. Поэтому в таких системах возникают более сложные эффекты, чем просто притяжение: приливное искажение формы, прогрев излучением более яркого компаньона и т. д. Обмен веществом вносит существенные коррективы в ход звездной эволюции, поэтому компоненты тесных двойных.
Звёздные населе́ния (англ. stellar populations) — типы звёздного состава галактик. Различаются по химическому составу, пространственному распределению, положению на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, собственным скоростям и другим критериям. Классификация по двум населениям была предложена Бааде в 1944 году и дополнена ещё одной группой в конце 1970-х.
Чёрные ка́рлики — остывшие и вследствие этого не излучающие (или слабоизлучающие) в видимом диапазоне белые карлики. Представляют собой конечную стадию эволюции белых карликов в отсутствие аккреции.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС, быстрое сжатие и распад межзвездного облака или звезды под действием собственной силы тяготения. Гравитационный коллапс – очень важное астрофизическое явление; он участвует как в формировании звезд, звездных скоплений и галактик, так и в гибели некоторых из них.
Вообще говоря, при сжатии газа возрастают его температура и давление, что может препятствовать дальнейшему сжатию. Но пока облако прозрачно для инфракрасного излучения, оно легко остывает, и сжатие не прекращается. Однако по мере нарастания плотности отдельных фрагментов их остывание затрудняется и возрастающее давление останавливает коллапс – так образуется звезда, а вся совокупность превратившихся в звезды фрагментов облака образует звездное скопление.
Коллапс облака в звезду или в звездное скопление продолжается около миллиона лет – сравнительно быстро по космическим масштабам. После этого термоядерные реакции, происходящие в недрах звезды, поддерживают температуру и давление, что препятствует сжатию. В ходе этих реакций легкие химические элементы превращаются в более тяжелые с выделением огромной энергии (подобное происходит при взрыве водородной бомбы). Выделившаяся энергия покидает звезду в виде излучения. Массивные звезды излучают очень интенсивно и сжигают свое «горючее» всего за несколько десятков миллионов лет. Звездам малой массы хватает их запаса топлива на многие миллиарды лет медленного горения. Рано или поздно у любой звезды топливо заканчивается, термоядерные реакции в ядре прекращаются и, лишенная источника тепла, она остается в полной власти собственной гравитации, неумолимо ведущей звезду к гибели.
Коллапс звезд малой массы.
Если после потери оболочки остаток звезды имеет массу менее 1,2 солнечной, то его гравитационный коллапс не заходит слишком далеко: даже лишенная источников тепла сжимающаяся звезда получает новую возможность сопротивляться гравитации. При высокой плотности вещества электроны начинают интенсивно отталкиваться друг от друга; это связано не с их электрическим зарядом, а с их квантово-механическими свойствами. Возникающее при этом давление зависит только от плотности вещества и не зависит от его температуры. Такое свойство электронов физики называют вырождением. У звезд малой массы давление вырожденного вещества способно сопротивляться гравитации. Сжатие звезды останавливается, когда она становится размером приблизительно с Землю. Такие звезды называют белыми карликами, поскольку светят они слабо, но имеют сразу после сжатия довольно горячую (белую) поверхность. Однако температура белого карлика постепенно снижается, и через несколько миллиардов лет такую звезду уже трудно заметить: она становится холодным невидимым телом.
Коллапс массивных звезд.
Если масса звезды более 1,2 солнечной, то давление вырожденных электронов не в состоянии сопротивляться гравитации, и звезда не может стать белым карликом. Ее неудержимый коллапс продолжается, пока вещество не достигнет плотности, сравнимой с плотностью атомных ядер (примерно 3 Ч 10 14 г/см 3 ). При этом большая часть вещества превращается в нейтроны, которые, подобно электронам в белом карлике, становятся вырожденными. Давление вырожденного нейтронного вещества может остановить сжатие звезды, если ее масса не превышает приблизительно 2 солнечные. Образовавшаяся нейтронная звезда имеет диаметр всего ок. 20 км. Когда стремительное сжатие нейтронной звезды резко останавливается, вся кинетическая энергия переходит в тепло и температура поднимается до сотен миллиардов кельвинов. В результате происходит гигантская вспышка звезды, ее внешние слои с большой скоростью выбрасываются наружу, а светимость возрастает в несколько миллиардов раз. Астрономы называют это «взрывом сверхновой». Примерно через год яркость продуктов взрыва уменьшается, выброшенный газ постепенно охлаждается, перемешивается с межзвездным газом и в следующие эпохи входит в состав звезд новых поколений. Возникшая в ходе коллапса нейтронная звезда в первые миллионы лет быстро вращается и наблюдается как переменный излучатель – пульсар.
Если же масса коллапсирующей звезды значительно превышает 2 солнечные, то сжатие не останавливается на стадии нейтронной звезды, а продолжается до тех пор, пока ее радиус не уменьшится до нескольких километров. Тогда сила притяжения на поверхности возрастает настолько, что даже луч света не может покинуть звезду. Сжавшуюся до такой степени звезду называют черной дырой. Такой астрономический объект можно изучать только теоретически, используя общую теорию относительности Эйнштейна. Расчеты показывают, что сжатие невидимой черной дыры продолжается, пока вещество не достигнет бесконечно большой плотности.
Что такое квантовый коллапс?
Квантовая механическая система может рассматриваться как вектор (или «состояние») в пространстве состояний.
Квантовый коллапс предположен в некоторых интерпретациях квантовой механики и относится к переходу квантовой системы из суперпозиции состояний в состояние компонента. Процесс также известен как коллапс волновой функции или коллапс квантовых состояний.
Квантовая механическая система может рассматриваться как вектор (или «состояние») в пространстве состояний. Учитывая свойство этой системы, в пространстве состояний будут присутствовать векторы, которые будут отличаться рассматриваемым свойством, имеющим определенные значения.
Например, квантовая частица в коробке* имеет доступ только к очень специфическим энергетическим уровням (в отличие от классической частицы, которая может иметь любое положительное значение для своей энергии), и с каждым из этих энергетических уровней связано другое состояние.
Точно так же электрон в атоме водорода имеет доступ к определенным дискретным энергетическим уровням. С каждым состоянием связана волновая функция. Из волновой функции можно определить вероятность того, что измерение, выполненное в системе, даст конкретный результат.
Противоинтуитивным свойством квантовых систем является то, что каждое состояние может быть выражено как линейная комбинация других состояний (это известно как «суперпозиция» других состояний). Учитывая достаточно большое количество состояний, любое другое состояние может быть выражено как суперпозиция исходных состояний. Хорошо известной иллюстрацией суперпозиции является кот Шредингера.
Когда выполняется измерение свойства, система «сворачивается» (коллапсирует) в одно из состояний с определенным значением для этого свойства, и наблюдается измерение, соответствующее этому конкретному состоянию. Например, система в суперпозиции состояний 1, 3, 5 и 6 может коллапсировать до состояния 3. Вероятность коллапса в данное состояние определяется волновой функцией системы до коллапса.
Обратите внимание, что на самом деле суперпозиция состояний никогда не наблюдается, так как в момент измерения система переходит в одно состояние. Суперпозиция может быть интерпретирована как описание потенциальных результатов измерений, в то время как состояние системы после коллапса является фактическим реализованным результатом.
Таким образом, коллапс можно определить как переход между потенциальным и фактическим. Однако ситуация немного сложнее, поскольку то, является ли что-то «суперпозицией» состояний или «чистым» состоянием, зависит от измеряемого свойства.
Состояние с четко определенным положением будет суперпозицией состояний с четко определенным импульсом, а состояние с четко определенным импульсом будет суперпозицией состояний с четко определенным положением (тот факт, что ни одно состояние не имеет оба четко определенных связано с принципом неопределенности Гейзенберга).
Для наглядности предположим, что у нас есть гипотетическая квантовая система с несколькими состояниями с четко определенным импульсом. Эти состояния можно представить с помощью 1, 2, 3, 4 и т. д.
Теперь предположим, что система находится в суперпозиции состояний 1, 5 и 6. Теперь предположим, что мы хотим измерить ее импульс. В тот момент, когда мы проводим измерение, система падает до одного из базовых состояний.
Если она сворачивается до 1, мы измеряем значение для импульса, связанного с состоянием 1. Если вместо этого она коллапсирует до 5, мы измеряем значение для импульса, связанного с состоянием 5. То же самое верно, если система коллапсирует до состояния 6.
Интерпретации
Характер процесса коллапса вызывает некоторые интересные вопросы: что вызывает коллапс и когда он происходит? Было предложено несколько ответов на эти вопросы, каждый из которых по-разному интерпретирует процесс.
Основная интерпретация, принятая большинством физиков, называется копенгагенской интерпретацией. Это свободный термин, описывающий совокупность связанных взглядов, которые сформировались в Копенгагене в результате дискуссий среди пионеров квантовой механики.
Основное мнение состоит в том, что волнообразное вероятностное поведение частиц «разрушается» при наблюдении. В нем предлагается, чтобы суперпозиции состояний воспринимались чрезвычайно буквально и волновая функция была не более чем абстрактной концепцией, которая просто отражает нашу неопределенность и недостаток знаний до наблюдения.
Лучше всего это иллюстрируется мысленными экспериментами, такими как кот Шредингера, в которой кот считается одновременно мертвым и живым, пока его не наблюдают.
Существует также множественная интерпретация, в которой все возможные результаты происходят через несколько «расщеплений» Вселенной. Она пытается уклониться от концепции коллапса. В ней говорится, что вместо строгого «коллапса» волновой функции в одно состояние все возможные результаты происходят при выполнении измерения.
Просто вселенная «расщепляется» для каждого возможного результата, и каждый уникальный результат присваивается другой вселенной. Если для измерения есть два возможных результата ( A и B), то вселенная делится на две части: одна — в которой происходит результат A, а в другая — в случае B.
Конечно, это предполагает, что число вселенных с такой чертой, как «ядерная катастрофа», само по себе будет почти бесконечным; и если вам интересно, «что бы произошло», если бы случился апокалипсис, то модель многих миров не могла бы дать вам более четкий ответ, чем «все, что возможно, могло бы произойти, если позволят квантовые состояния».
*В квантовой механике частица в коробке описывает частицу, свободно перемещающуюся в небольшом пространстве, окруженном непроницаемыми барьерами. Модель в основном используется в качестве гипотетического примера для иллюстрации различий между классическими и квантовыми системами.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
Смотреть что такое ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС в других словарях:
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
см. Коллапс гравитационный.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звездах ядерного горючего они теряют свою механическую устойчивость и начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Если растущее внутреннее давление останавливает гравитационный коллапс, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Однако если радиус звезды уменьшился до значения гравитационного радиуса, то никакие силы не могут воспрепятствовать ее дальнейшему сжатию и превращению в черную дыру. Астрономический словарь.EdwART.2010. смотреть
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС, катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звездах ядерного горючего они теряют свою механическую устойчивость и начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Если растущее внутреннее давление останавливает гравитационный коллапс, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Однако если радиус звезды уменьшился до значения гравитационного радиуса, то никакие силы не могут воспрепятствовать ее дальнейшему сжатию и превращению в черную дыру.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС, катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звездах ядерного горючего они теряют свою механическую устойчивость и начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Если растущее внутреннее давление останавливает гравитационный коллапс, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Однако если радиус звезды уменьшился до значения гравитационного радиуса, то никакие силы не могут воспрепятствовать ее дальнейшему сжатию и превращению в черную дыру. смотреть
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
— катастрофически быстрое сжатие массивных тел поддействием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиватьсяэволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания втаких звездах ядерного горючего они теряют свою механическую устойчивостьи начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Если растущеевнутреннее давление останавливает гравитационный коллапс, то центральнаяобласть звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что можетсопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновойзвезды. Однако если радиус звезды уменьшился до значения гравитационногорадиуса, то никакие силы не могут воспрепятствовать ее дальнейшему сжатиюи превращению в черную дыру. смотреть
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитац. сил. Г. к. может заканчиваться эволюция звёзд с массой св. двух солнечных масс. По. смотреть
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
(от гравитация и лат. collapsus — упавший) (в астрофизике, астрономии) — катастрофически быстрое сжатие звезды на последних стадиях эволюции под действием собственных сил тяготения, превосходящих ослабевающие силы давления нагретого газа (вещества) звезды. Гравитационный коллапс перерождает звезду либо в нейтронную (рентгеновский пульсар), либо при достижении ее размеров гравитационного радиуса — в черную дыру. Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006. смотреть