Некоторые выводы теории тяготения Эйнштейна

Ряд выводов теории Эйнштейна качественно отличается от выводов ньютоновской теории Т. Важнейшие из них связаны с возникновением " чёрных дыр", сингулярностей пространства-времени (мест, где формально, согласно теории, обрывается существование частиц и полей в обычной, известной нам форме) и существованием гравитационных волн.

Чёрные дыры. Согласно теории Эйнштейна, вторая космическая скорость в сферич. поле Т. в пустоте выражается той же формулой, что и в теории Ньютона:
[ris]

Следовательно, если тело массы т сожмётся до линейных размеров, меньших величины г =2 Gm/c², наз. гравитационным радиусом, то поле Т. становится настолько сильным, что даже свет не может уйти от него на бесконечность, к далёкому наблюдателю; для этого потребовалась бы скорость больше световой. Такие объекты получили название чёрных дыр. Внешний наблюдатель никогда не получит никакой информации из области внутри сферы радиуса r = = 2Gm/c². При сжатии вращающегося тела поле Т., согласно теории Эйнштейна, отличается от поля невращающегося тела, но вывод об образовании чёрной дыры остаётся в силе.

В области размером меньше гравитац. радиуса никакие силы не могут удержать тело от дальнейшего сжатия. Процесс сжатия наз. коллапсом гравитационным. При этом растёт поле Т.- увеличивается искривлённость пространства-времени. Доказано, что в результате гравитац. коллапса неизбежно возникает сингулярность пространства-времени, связанная, по-видимому, с возникновением его бесконечной искривлённости. (Об ограниченности применимости теории Эйнштейна в таких условиях см. след. раздел.) Теоретич. астрофизика предсказывает возникновение чёрных дыр в конце эволюции массивных звёзд (см. Релятивистская астрофизика); возможно существование во Вселенной чёрных дыр и др. происхождения. Чёрные дыры, по-видимому, открыты в составе нек-рых двойных звёздных систем.

Гравитационные волны. Теория Эйнштейна предсказывает, что тела, движущиеся с переменным ускорением, будут излучать гравитационные волны. Гравитац. волны являются распространяющимися со скоростью света переменными полями приливных гравитац. сил. Такая волна, падая, напр., на пробные частицы, расположенные перпендикулярно направлению её распространения, вызывает периодич. изменения расстояния между частицами. Однако даже в случае гигантских систем небесных тел излучение гравитац. волн и уносимая ими энергия ничтожны. Так, мощность излучения за счёт движения планет Солнечной системы составляет ок. 10¹¹ эрг/сек, что в 10²² раз меньше светового излучения Солнца. Столь же слабо гравитац. волны взаимодействуют с обычной материей. Этим объясняется, что гравитац. волны до сих пор не открыты экспериментально.