ПроектЗамедлениеУЧернойДыры

1. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ «Замедление времени у черной дыры»

Муниципальное Бюджетное
Общеобразовательное Учреждение
Средняя Школа №106
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
«Замедление времени у черной дыры»
Выполнили:
Ученики 11 «Б» класса
Скляров Артемий Сергеевич
Карпенко Денис Дмитриевич
Железногорск, 2026

2. ПРОБЛЕМА

Возникает вопрос: почему время может идти по-разному для
разных наблюдателей и насколько сильным становится этот эффект
около черной дыры?

3. Цель и задачи

Цель: Изучить явление замедления времени вблизи чёрной дыры, объяснить
его с точки зрения теории относительности и определить, как гравитация
влияет на течение времени.
Задачи:
1. Изучить что такое чёрная дыра и как она взаимодействует со светом.
2. Рассмотреть понятие пространство-время и его искревление.
3. Объяснить гравитационное замедление времени с точки зрения теории
относительности.
4. Проанализировать, как изменяется ход времени вблизи чёрной дыры.
5. Создать таблицу по искажению времени на основе теоретического анализа
и модельных расчетов.

4. Бюджет

• ~30 рублей на распечатки текста.

5. Объект и предмет исследования

Объект исследования: Чёрные дыры
Предмет исследования: искажение
времени

6. Что такое чёрная дыра?

Область пространства-времени, гравитационное притяжение
которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты,
движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.

7. Понятие пространство-время

Пространство-время — это среда, в которой происходит всё во
Вселенной. Под действием массы оно искривляется, что приводит к
гравитации и замедлению времени.

8. Теория относительности

Теория относительности — это физическая теория Альберта
Эйнштейна, которая описывает, как связаны пространство, время,
движение и гравитация. Она состоит из двух частей, но для
чёрных дыр особенно важна общая теория относительности.
Основные идеи общей теории относительности:
• Пространство и время образуют единое пространство-время.
• Все события во Вселенной происходят в этой системе.
• Масса и энергия искривляют пространство-время.
• Чем больше масса объекта, тем сильнее искривление.
• Гравитация — это результат искривления.
• Объекты движутся по «изогнутому» пространству, поэтому
кажется, что они притягиваются.

9. Практическая работа

Для составления таблицы на основе теоретического анализа и
модельных расчетов необходимо определиться с формулой, единицой
расстояния и моделью, а также положением наблюдателя.
За единицы расстояния возьмём радиус Шварцшильда
(определяемый для любого физ. Тела, в данном случае чёрной дыры)
в формате Rs.
В качестве модели рассмотрим невращающуюся чёрную дыру.
Рассмотрим положения наблюдателя: 10Rs, 3Rs, 2Rs, 1,5Rs, 1,1Rs.

10. Модельные подсчёты

Для посчётов для каждого из положения наблюдалей (радиусов
Шварцшильда) используем следующую формулу гравитационного
замедления времени из общей теории относительности Энштейна:

11. Результаты модельных расчетов по формуле гравитационного замедления времени

Расстояние до центра
Отношение R к Rs
Коэффициент t(0) к t(f)
Вывод
10Rs
10
0,949
Время почти совпадает с
удаленным наблюдателем
(Замедление 5,1%)
3Rs
3
0,816
Замедление уже заметно
2Rs
2
0,707
Проходит только около 71%
времени
1,5Rs
1,5
0,577
Замедление становится
очень сильным (почти 50%)
1,1Rs
1,1
0,302
Время идет очень медленно.

12. ВЫВОД

Подводя итог проектной работы, можно сделать вывод, что цель
исследования достигнута: было изучено явление замедления
времени у чёрной дыры и показано, почему оно возникает с точки
зрения современной физики.

13. Спасибо за внимание!