//////

Miesięczne archiwum: Wrzesień 2010

GĘSTE GWIAZDY

Niezmiernie gęste gwiazdy, które osiągają ten stan (tzn. graniczną wartość potencjału grawitacyjnego), stają się niewidzialne, ponieważ światło nie może umknąć z ich powierzchni. Są one znane jako czarne dziury. Choć są niewidzialne, ich pole grawitacyjne pozwala w zasadzie je wy­kryć, lecz jak dotąd nikt nie „widział” żadnej. Możliwość realizacji tego krytycznego stanu osiągalnego dla wszystkich obiektów, bez względu na ich masę i energię, można oszaco­wać następująco. Przyjmując, że cała masa cia­ła jest skupiona w pewnym punkcie, można obliczyć promień powierzchni kulistej, na któ­rej potencjał grawitacyjny wytwarzany przez to ciało osiąga wartość krytyczną. Ten pro­mień, zależny od masy (2GM/c2), nazywa się promieniem grawitacyjnym ciała.

PROMIEŃ GRAWITACYJNY ELEKTRONU

Promień gra­witacyjny Ziemi ma długość tylko 0,4 cm, Słońca — 1,4 km. Gdy długość tego promienia jest mniejsza niż długość promienia ciała, nie może się zrealizować stan krytyczny (tak jest np. w przypadku Ziemi i Słońca). Jak jest w przypadku cząstek elementarnych? Promień grawitacyjny elektronu jest rzędu 10~57 m, protonu — rzędu 10-54 m. W porównaniu z klasycznymi promieniami elektromagnetycz­nymi tych cząstek są to długości nieskończenie małe. Nie można wykluczyć możliwości, że gra­witacja odgrywa rolę w wyznaczaniu struk­tury cząstek elementarnych; przekracza jednak granice naszej wyobraźni przedstawienie sobie elektronu jako ujemnie naładowanej czarnej dziury.

WAŻNE PRZEWIDYWANIE

Na przeciwstawnym krańcu skali odległości pojęcie krytycznego potencjału grawitacyjnego wiedzie nas ku poglądowi, że wszechświat jest skończony. Wyobraźmy sobie rozszerzającą się wokół nas kulę zagarniającą coraz więcej i wię­cej galaktyk. Być może w pewnym momencie masa ciał niebieskich zamkniętych w tej kuli stanie się tak wielka, że światło z niej nie bę­dzie mogło umknąć. Promień kuli wtedy wy­znaczy promień wszechświata. Policzono, że będzie on rzędu 109 lat świetlnych, co odpowia­da ogólnej masie około 1051 kg lub 1078 elek­tronów i protonów. Jest to ważne przewidy­wanie, lecz sprawa na tym się nie kończy. Za­obserwowano, że wszechświat się rozszerza, przynajmniej ta jego część, którą zbadaliśmy. Jeśli tak się dzieje, to wynika stąd, że stała grawitacyjna, całkowita masa wszechświata lub prędkość światła — pojedynczo lub w powią­zaniu — zmieniają się z upływem czasu, a to dlatego, aby promień wszechświata był równy jego promieniowi grawitacyjnemu.