გრავიტაციული რადიუსი

გრავიტაციული რადიუსი (ან შვარცშილდის რადიუსი) არის დამახასიათებელი რადიუსი, განსაზღვრული ნებისმიერი ფიზიკური სხეულისთვის, რომელსაც გააჩნია მასა: ესაა სფეროს რადიუსი, რომელზეც იქნებოდა მოვლენათა ჰორიზონტი, რომელსაც ეს მასა შექმნიდა, თუ იგი სფეროსებრ–სიმეტრიულად იქნებოდა განაწილებული, იქნებოდა უმოძრაო (კერძოდ, არ იბრუნებდა, მაგრამ რადიალური მოძრაობები დასაშვებია), და მთლიანად იქნებოდა სფეროს შიგნით.

 

 

გრავიტაციული რადიუსი სხეულის მასის (m) პროპორციულია და ტოლია   , სადაც G –მუდმივი გრავიტაციულია, с — ვაკუუმში სინათლის სიჩქარე. ასტროფიზიკოსები იყენებენ კმ, სადაც   – მზის მასაა.

სიდიდით, გრავიტაციული რადიუსი ემთხვევა სფეროსებრ–სიმეტრიული სხეულის რადიუსს, რომლისთვისაც კლასიკურ მექანიკაში მეორე კოსმოსური სიჩქარე ზედაპირზე იქნებოდა სინათლის სიჩქარის ტოლი. ფარდობითობის საერთო თეორიის ფარგლებში გრავიტაციული რადიუსი (სხვა კოორდინატებში) პირველად, 1916 წელს კარლ შვარცშილდმა გამოთვალა.

ჩვეულებრივი ასტროფიზიკური ობიექტების გრავიტაციული რადიუსი ძალიან პატარაა მათ რეალურ ზომასთან შედარებით: დედამიწის   = 0,884სმ, მზის  = 2,95კმ, გამონაკლისს შეადგენენ ნეიტრონული ვარსკვლავები და ჰიპოთეტიკური ბოზონური და კვარკული ვარსკვლავები. მაგალითად, ტიპიური ნეიტრონული ვარსკვლავების შვარცშილდის რადიუსი შეადგენს მათი საკუთარი რადიუსის დაახლოებით 1/3. ხილული სამყაროს მასის მქონე ობიექტის გრავიტაციული რადიუსი იქნებოდა 10 მილიარდი სინათლის წელიწადი.

საკმაოდ მასიური ვარსკვლავების (რომლების მასა ორი–სამი მზის მასია ტოლია)  ევოლუციის დასრულებისას შეიძლება მიმდინარეობდეს პროცესი, რომელსაც ჰქვია რელატივისტური გრავიტაციული კოლაფსი: თუ ბირთვული „საწვავის“ ამოწურვისას ვარსკვლავი არ ფეთქდევა და არ კარგავს მასას, მაშინ რელატივისტური გრავიტაციული კოლაფსის განცდისას იგი შეიძლება შეიკუმშოს გრავიტაციული რადიუსის ზომებამდე. ვარსკვლავის გრავიტაციული კოლაფსისას გრავიტაციული რადიუსის სფეროს გარეთ გასვლა არცერთ გამოსხივებას და არცერთ ნაწილაკს არ შეუძლია.

ფიზიკურ სხეულს, რომელმაც განიცადა გრავიტაციული კოლაფსი და მიაღცია გრავიტაციულ რადიუსს, შავი ხვრელი ეწოდება. სფეროს რადიუსი ემთხვევა უმოძრაო შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს. მბრუნავი შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს გააჩნია ელიფსოიდის ფორმა, და გრავიტაციული რადიუსი მისი ზომების შეფასებით იზომება. შვარცშილდის რადიუსი ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში არსებული ზემასიური შავი ხვრელისთვის დაახლოებით 16 მილიონი კილომეტრის ტოლია.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *