Vypracovala: B. Horváthová

 
 
Albert Einstein sa pokúšal nájsť takú teóriu gravitácie, ktorá by bola v súlade so špeciálnou teóriou relativity. Túto teóriu predložil v roku 1915; dnes ju nazývame Všeobecnou teóriou relativity a jej súčasťou je Einsteinov gravitačný zákon; resp. Einsteinove rovnice poľa, ktoré matematicky popisujú ako hmota, resp. energia zakrivuje časopriestor. Podľa tohto zákona je zakrivenie priestoru okolo hmotného telesa tým väčšie, čím väčšia je jeho hmotnosť.

Dôsledky všeobecnej teórie relativity sú, že gravitačné pole zakrivuje dráhu svetla, gravitačné pole ovplyvňuje chod času – v blízkosti hmotného telesa idú hodiny pomalšie.

Newtonová teória gravitácie predpokladala šírenie gravitačných efektov nekonečnou rýchlosťou – ak sa zmení hmotnosť telesa, jeho gravitačné pole sa zmení okamžite v každom bode, nech je akokoľvek vzdialený od telesa.

Trojrozmerný priestor a jednorozmerný čas tvoria v Einsteinovej gravitačnej teórii štvorrozmerný časopriestor.

Čierne diery ako dôsledok riešenia Einsteinových rovníc všeobecnej teórie relativity predpovedal Karl Schwarzschild v roku 1917. Čierne diery vznikajú napr. ako dôsledok gravitačného kolapsu jadra supernovy s hmotnosťou väčšou než je dvojnásobok hmotnosti slnka.

Ak sa spotrebuje vo hviezde všetko jadrové palivo a ďalšia termonukleárna reakcia sa už nespustí, nastane gravitačný kolaps, t.j. hviezda sa pôsobením gravitácie zrúti do seba;

1.Ak je v tomto stave hmotnosť hviezdy M˂ 1,4 M ,v jej vnútri sa vytvorí degenerovaný plyn, v ktorom sú atómy natlačené tesne na seba. Vytvorí sa BIELY TRPASLÍK – hviezda s vysokou teplotou a veľkosťou porovnateľnou s veľkosťou Zeme.

2.Vo hviezdach s väčšou hmotnosťou vznikne extrémne stlačené neutrónové jadro. Z jadra sa k povrchu hviezdy začne šíriť rázová vlna a nastane explózia, ktorá vymrští vonkajšie vrstvy hviezdy do priestoru. Tento jav astronómovia nazývajú SUPERNOVA typu 2. Po výbuchu tejto supernovy zostáva obvykle jadro s obrovskou hustotou tvorené iba neutrónmi a nastávajú dve možnosti:

Ak je hmotnosť jadra M ˂ 2 M, jeho kolaps sa zastaví a existuje ďalej ako NEUTRÓNOVÁ HVIEZDA, ktorá je vytvorená z neutrónov. Má polomer okolo 10 km, obrovskú hustotu, rýchlo rotuje a vysiela rádiové vlny, ktoré astronómovia registrujú ako pulzy s periódou do niekoľko sekúnd. Preto sa táto hviezda nazýva aj PULZAR.


Ak je po výbuchu supernovy 2 hmotnosť jadra M ˃ 2 M, jeho kolaps sa nezastaví a vznikne ČIERNA DIERA, ktorej gravitačné pole je také silné, že pohltí všetko čo do nej spadne. Zo vzdialenosti menšej než je Schwarzschildov polomer neunikne ani svetlo.

Veľkosť čiernej diery s hmotnosťou M je určená SCHWARZSCHILDOVÝM POLOMEROM
, kde κ je gravitačná konštanta, c je rýchlosť svetla.

SCHWARZSCHILDOV POLOMER určuje HOTIZONT UDALOSTÍ, t.j. hranicu oblasti, z ktorej sa nemôže dostať von žiaden svetelný signál, žiadna informácia, žiadna hmota. Úniková rýchlosť v mieste horizontu udalostí sa rovná rýchlosti svetla.

Schwarzschildov polomer najmenšej čiernej diery s hmotnosťou rovnou dvojnásobku hmotnosti Slnka je približne 5,92 km.

Kozmologické modely vývoja vesmíru, vychádzajúce zo všeobecnej teórie relativity, predpovedajú postupné rozpínanie vesmíru. Rozpínanie vesmíru bolo potvrdené E. J. Hubllom v roku 1929 meraniami vzdialenosti a červeného posunu spektrálnych čiar svetla ďalekých galaxií a overené mnohými ďalšími meraniami. Z Hubblovho zákona však nebolo zrejmé, ako sa vesmír rozpínal na začiatku a ako bude jeho expanzia pokračovať.