Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Черные дыры

Найдена самая близкая к Земле черная дыра она опасна?

07.05.2020 00:12:09 | Автор: admin

Астрономам удалось обнаружить новую черную дыру, которая находится ближе всего к Земле. Расстояние между этой черной дырой и Солнечной системой составляет одну тысячу световых лет. Ранее самая близкая к нашей планете черная дыра была найдена на расстоянии в три тысячи световых дет, то есть новый объект оказался в три раза ближе. Минимальная масса этой черной дыры превышает массу Солнца в 4,2 раза. Может ли новый найденный объект представлять опасность для Земли, даже находясь на таком большом расстоянии?

Самая близкая к Земле черная дыра

В статье, опубликованной в журнале Astronomy&Astrophysics, ученые рассказали подробнее о своей находке. Самая близкая к Земле черная дыра находится в тройной звездной системеHR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет.

1 световой год расстояние, которое свет может преодолеть за один календарный год, что примерно равно 10 триллионам километров

Причем для того, чтобы ее увидеть, не обязательно иметь большую обсерваторию: в ясную безлунную ночь звездную систему можно найти в южномсозвездии Телескопа.

Синим цветом изображены орбиты звезд из системы, красным — орбита черной дыры

Исследование черной дыры, конечно же, происходило с помощью специальных приборов и 2-метрового телескопа в обсерватории Ла-Силья в Чили. С его помощью астрономы узнали, что система состоит из двух звезд и еще одного невидимого объекта. Они пришли к выводу, что это спящая черная дыра, которая в данный момент не потребляет вещество. Поскольку она все равно находится довольно далеко от Солнечной системы, она не представляет опасность для Земли и других планет.

По словам ученых, открытие поможет им еще лучше искать другие спящие или тихие черные дыры. Они будут наблюдать за системами, аналогичными HR 6819, чтобы найти остальные похожие объекты. Не забывая при этом про наблюдения за всплеском гравитационных волн, который регистрируется каждый раз после слияния черных дыр.

Путешествие от созвездия Телескопа к звездной системеHR 6819

Какие бывают черные дыры

Существует два типа черных дыр: сверхмассивные черные дыры в сердце каждой галактики и черные дыры звездной массы, которые образуются после смерти массивных звезд (сверхновых). Именно последнюю и удалось обнаружить ученым в звездной системе HR 6819. Поскольку черная дыра полностью невидима, единственный способ узнать, что там действительно есть черная дыра, это подобраться достаточно близко, чтобы увидеть, как искривляется фоновый свет. Это и удалось сделать астрономам.

Сверхмассивные черные дыры далеко и угрозы для нас не представляют. В центре каждой галактики во Вселенной есть одна такая дыра. И в Млечном Пути есть, в 27 000 световых годах от нас. В Андромеде есть в 2,5 миллиона световых лет и так далее. А вот черные дыры, которые образуются после смерти массивных звезд, действительно опасны.

Проблема в том, что пока что астрономы могут найти черные дыры только если они расположены в паре со звездой. Они видят тень от черной дыры или соответствующее гравитационное кольцо вокруг звезды, которое она вызывает. Реальность в том, что лишь небольшая часть черных дыр входит в такие звездные системы, и пока это наш единственный способ их обнаружить. Вероятнее всего, поблизости есть намного больше черных дыр, которые астрономы пока не смогли найти. А в падении в черную дыру нет ничего романтичного.

Есть теория, что черные дыры могут оказаться порталами для путешествий сквозь пространство и время.

Солнечная система существует уже более 4,5 миллиарда лет, и все это время планеты чувствовали себя прекрасно, никто им не мешал. Даже если бы черная дыра прошла мимо Солнечной системы в нескольких десятках световых лет, она бы существенно сместила орбиты, и жизни уже бы не было, так что никто бы не отметил этого факта и не написал о нем в нашем Telegram-чате. Однако неопределенность не может не пугать. Ведь еще 4 года назад астрономы считали, что ближайшая черная дыра в трех тысячах световых лет от Земли, а теперь получается, что в три раза ближе. Кто знает, может скоро они найдут еще одну черную дыру на расстоянии 500 или 100 световых лет? Что будет тогда?

Не так давно Любовь Соковикова подробно разобрала вопрос о том, что произойдет, если рядом с Землей появится черная дыра. Суть в том, что сторону планеты, которая находится ближе к черной дыре, будет притягивать намного сильнее. Согласно самым невероятным гипотезам, в итоге черная дыра может либо уничтожить все живое, либо может переместить нас в другую часть Вселенной или в другую Вселенную. Точно пока не узнаем, прецедентов пока не было (и хорошо!).

Уничтожить черную дыру невозможно. Все, что вы попытаетесь сделать с ней, лишь сделает ее больше, сильнее, злее. Это воистину Вселенское зло. Остается только ждать миллиарды лет, пока она не испарится. Может и не стоит искать их вовсе?

Новая черная дыра в три раза ближе к Земле

Подробнее..

Пять веков Вселенной в каком мы живем и что это значит?

29.05.2020 00:12:31 | Автор: admin

Каждое живое существо на нашей планете рождается, взрослеет, становится старше и в конечном итоге умирает. Все эти законы действуют и за пределами Земли звезды, солнечные системы и галактики тоже со временем погибают. Разница существует лишь во времени то, что для нас с вами кажется вечностью, по меркам Вселенной полная ерунда. Но что на счет самой Вселенной? Как известно, она родилась после Большого взрыва 13,8 миллиардов лет назад, но что происходит с ней сейчас?Каков жизненный цикл самой Вселенной и почему исследователи выделяют пять этапов ее развития?

Пять веков Вселенной

Астрономы считают, что пять этапов эволюции являются удобным способом представления невероятно долгой жизни Вселенной. Согласитесь, во времена, когда нам известно всего 5% о видимой Вселенной (остальные 95% занимает таинственная темная материя, существование которой только предстоит доказать), судить об ее эволюции довольно сложно. Тем не менее, исследователи пытаются понять прошлое и настоящее Вселенной, объединив достижения науки и человеческой мысли двух последних столетий.

Если вам посчастливилось оказаться под ясным небом в темном месте безлунной ночью, то при взгляде вверх вас ждет великолепный космический пейзаж. С помощью обычного бинокля можно увидеть умопомрачительное небесное полотно из звезд и пятен света, которые накладываются друг на друга. Свет от этих звезд достигает нашей планеты преодолевая огромные космические расстояния и пробивается к нашим глазам через пространствовремя. Такова Вселенная космологической эпохи, в которой мы живем. Она называется звездная эрой, но есть еще четыре других.

Изображение составлено исследователями Принстонского университета, основываясь на снимках, полученных космическими телескопами NASA

Чтобы всегда быть в куре последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Существует множество способов рассмотреть и обсудить прошлое, настоящее и будущее Вселенной, но один из них больше других привлек внимание астрономов. Первая книга о пяти веках Вселенной была опубликована в 1999 году, под названием «Пять веков Вселенной: внутри физики вечности». (последние обновления внесены в 2013 году). Авторы книги Фред Адамс и Грегори Лафлин дали название каждому из пяти веков:

  • Первобытная эра
  • Звездная эра
  • Дегенеративная эра
  • Эра Черных Дыр
  • Темная эра

Необходимо отметить, что далеко не все ученые являются сторонниками этой теории. Тем не менее, многие астрономы находят разделение на пять этапов полезным способом обсуждения столь необычайно большого количества времени.

Первобытная эра

Первобытная эпоха Вселенной началась спустя секунду после Большого взрыва. Во время первого, очень маленького отрезка времени, пространства-времени и законов физики, как полагают исследователи, еще не существовало. Этот странный, непостижимый интервал называется планковской эпохой, считается, что она длилась 1044 секунды. Важно принимать во внимание и то, что многие предположения о планковской эпохе, основаны на гибриде общей теории относительности и квантовых теорий, называемой теорией квантовой гравитации.

На изображении все пять эпох Вселенной обозначены разными цветами

В первую секунду после Большого взрыва началась инфляция невероятно быстрое расширение Вселенной. Через несколько минут плазма начала остывать, и субатомные частицы начали образовываться и склеиваться. Через 20 минут после Большого Взрыва в сверхгорячей, термоядерной Вселенной начали формироваться атомы. Охлаждение шло быстрыми темпами, пока во вселенной не осталось 75% водорода и 25% гелия, что похоже на то, что происходит сегодня на Солнце. Примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва Вселенная остыла настолько, что начали формироваться первые устойчивые атомы и появилось космическое фоновое микроволновое излучение, которое астрономы называют реликтовым излучением.

Читайте также: Ученые приблизились к пониманию того, почему существует Вселенная

Звездная эра

Мы с вами живем в звездную эпоху в это время большая часть материи, существующей во Вселенной, принимает форму звезд и галактик. Первые звезды во Вселенной недавно мы рассказывали вам о ее обнаружении были огромными и закончили свою жизнь в виде вспышек сверхновых, что привело к образованию множества других, более мелких звезд. Движимые силой гравитации, они сближались друг с другом образовывая галактики.

У звезд и галактик, как и у нас с вами, свой срок жизни

Одна из аксиом звездной эры состоит в том, что чем больше звезда, тем быстрее она сжигает свою энергию, а затем умирает, как правило, всего за пару миллионов лет. Более мелкие звезды, потребляющие энергию медленнее, дольше остаются активными. Ученые предсказывают, что наша галактика Млечный Путь, например, столкнется и объединится с соседней галактикой Андромеды примерно через 4 миллиарда лет, чтобы сформировать новую. Кстати, наша Солнечная система может пережить это слияние, но возможно, Солнце погибнет гораздо раньше.

Эра дегенерации

Следом идет эра дегенерации (вырождения), которая начнется примерно через 1 квинтиллион лет после Большого Взрыва и продлится до 1 дуодециллиона после него. В этой период во Вселенной будут доминировать все видимые сегодня остатки звезд. На самом деле на космических просторах полно тусклых источников света: белые карлики, коричневые карлики и нейтронные звезды. Эти звезды гораздо холоднее и излучают меньше света. Таким образом, в эпоху дегенерации Вселенная будет лишена света в видимом спектре.

Тусклые остатки когда-то ярких звезд будут преобладать во Вселенной в эру дегенерации

В течение этой эры маленькие коричневые карлики будут удерживать большую часть доступного водорода, а черные дыры будут расти, расти и расти, питаясь остатками звезд. Когда водорода вокруг будет не достаточно, Вселенная со временем станет тусклее и холоднее. Затем протоны, существовавшие с самого начала Вселенной, начнут погибать, растворяя материю. В результате во Вселенной в основном останутся субатомные частицы, излучение Хокинга и черные дыры.

Излучение Хокинга гипотетический процесс излучения черной дырой разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов; назван в честь британского физика-теоретика Стивена Хокинга.

Эра черных дыр

В течение значительного периода времени черные дыры будут доминировать во Вселенной, втягивая в себя остатки массы и энергии. Однако в конце концов они испарятся, хотя и очень медленно.

К концу этого периода останутся фотоны, электроны, позитроны и нейтрино.

Авторы книги полагают, как пишет Big Think, что когда черные дыры наконец испарятся, возникнет небольшая вспышка света единственная оставшаяся энергия во Вселенной. В этот момент Вселенная будет почти историей, содержащей только низкоэнергетические, очень слабые субатомные частицы и фотоны.

Темная эра

В конечном итоге электроны и позитроны, дрейфующие через пространство будут сталкиваться друг с другом, иногда образуя при этом атомы прозитрония. Эти структуры являются нестабильными, однако и их составные частицы в конечном итоге будут уничтожены. Дальнейшее уничтожение других низкоэнергетических частиц будет продолжаться, хотя и очень медленно. Но этой ночью взгляните в ночное небо, полное звезд и ни о чем не беспокойтесь они еще очень долго никуда не денутся, а наше понимание Вселенной и времени в будущем может измениться.

В жизненном цикле Вселенной существует 5 эпох. Прямо сейчас мы находимся во второй эре.

Подробнее..

Могут ли сразу две черные дыры вращаться в центре Млечного Пути?

16.05.2020 14:10:27 | Автор: admin

Как выяснили ученые из Калифорнийского университета, у черной дыры в центре нашей галактики, возможно, есть подружка. Напомню, что согласно общепринятой точке зрения все звезды в Млечном Пути вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры под названием Стрелец А*. Однако результаты нового исследования показали, что рядом с ней может существовать вторая черная дыра. И если это заявление кажется вам удивительным, то напрасно. Все потому, что в центре большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры. А галактики, как вы, вероятно, знаете, часто сталкиваются и сливаются друг с другом. Результатом этих процессов вполне может оказаться существование сразу нескольких черных. Но когда Млечный Путь столкнулся с другой галактикой? Давайте разбираться!

Черные дыры в центрах галактик

Это может вас удивить, но галактики, как и все другие объекты во Вселенной, а также все живые существа на нашей планете рождаются, живут, развиваются и умирают. На протяжении последних 15 лет астрономы пытались доказать существование сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Получить доказательства удалось с помощью Очень большого телескопа (VLT) Европейской космической обсерватории (ESO).

Наблюдая за орбитальным движением звезд вокруг центра галактики, исследователи пришли к выводу, что звезды должны двигаться по орбитам под действием колоссального гравитационного притяжения сверхмассивной черной дыры. Согласно полученным результатам, масса Стрельца А* почти в три миллиона раз превышает массу нашего Солнца.

Учитывая тот факт, что галактика Млечный Путь, как говорил о ней Стивен Хокинг, «ничем не примечательна», исследователи полагают, что в центрах всех галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Ислледователи также отмечают, что Стрельца А* окружают десятки звезд и несколько крупных облаков газа, которые время от времени сближаются и проходят на опасном расстоянии от черной дыры. Так, в одной из предыдущих статей мы рассказывали об удивительной звезде S2, которая вращается, словно танцуя, на экстремально близком расстоянии от этого космического монстра.

Как по вашему, может ли в центре галактике существовать множество черных дыр и если да, то почему? Обсудить являются ли черные дыры порталом в другие вселенные можно в нашем Telegram-чате, а также в комментариях к этой статье.

Так как большинство галактик эволюционируют, сливаясь с другими галактиками, тот факт, что в центре Млечного Пути может быть не одна черная дыра не кажется таким удивительным. Более того, даже если сегодня второй черной дыры рядом со Стрельцом А* нет, это не значит, что так было всегда. Не исключено, что в далеком прошлом у черной дыры был «младший брат» или «сестра». Или он есть и сегодня. Но если так, почему мы о нем ничего не знаем?

Составное инфракрасное изображение центра Млечного Пути

По мнению Клиффорда Уилла, выдающегося профессора физики из университета Флориды и соавтора исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal Letters, если бы существовал спутник Стрельца А*, то его гравитация повлияла бы на орбиты звезд, вращающихся вокруг. Так исследователи и обнаружили бы вторую черную дыру. Как пишут авторы работы, это похоже на то, как орбита Юпитера возмущает орбиту Урана. Это происходит потому, что Юпитер обладает собственным гравитационным притяжением.

Хотите быть в курсе последних научных открытий в области высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Понимание этого процесса интересует ученых еще и потому, что это один из возможных способов роста черных дыр. К тому же, не стоит забывать о том, что слияние двух черных дыр порождает гравитационные волны. О том, как ученым удалось обнаружить гравитационные волны и что это значит для науки, читайте в статье моего коллеги Ильи Хеля.

Тайны Млечного Пути

Так как телескоп это своего рода машина времени, вглядываясь в глубины космоса, мы можем многое узнать о его прошлом. Теперь же ученые полагают, что изучение сверхмассивной черной дыры в центре Стрельца А* может пролить свет на прошлое нашей родной галактики.

Галактики, звезды и черные дыры очень странные объекты

Если вторая черная дыра будет обнаружена, это открытие может указать на другие процессы, которые приводят к тому, что в центрах галактик вращаются эти космические монстры. Кроме того, открытие способно бросить вызов современным представлениям о слиянии и эволюции галактик. В то же самое время, отсутствие второй черной дыры означает, что Млечный Путь не сталкивался с крупными галактиками как минимум 10 миллионов лет.

Вам будет интересно: Что скрывают звезды, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики?

Так как масса Стрельца А* в 4 миллиона раз больше массы Солнца, это фактически делает ее одной из самых больших черных дыр во Вселенной. Так что если в прошлом и произошло столкновение с другой галактикой, оно было незначительным. Скорее всего Стрелец А* образовалась в результате слияния с более мелкими, карликовыми галактиками. Однако в настоящий момент точного ответа на вопрос о том, сколько черных дыр находится в центре Млечного Пути нет.

Космос такое странное место, что в центре нашей галактики вполне могут быть несколько черных дыр самых таинственных объектов во Вселенной

Подробнее..

Если кротовые норы существуют, можно ли путешествовать сквозь них?

01.10.2020 20:03:15 | Автор: admin

Если персонажи научно-фантастических произведений путешествуют по Вселенной или между мирами быстро, причина кротовая нора

О чем вы думаете, когда смотрите в ночное небо? За пределами всех видимых с нашей планеты звезд скрывается бесконечная, полная тайн Вселенная. Всего несколько лет назад ученым удалось доказать существование черных дыр объектов в пространстве-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не может даже свет. Последующее открытие гравитационных волн и вовсе положило начало новой области астрофизики астрономии гравитационных волн. Но что на счет червоточин особенностей пространства-времени, представляющих собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве? Несмотря на то, что кротовые норы согласуются с Общей теорией относительности Эйнштейна, существуют они или нет сегодня неизвестно. Между тем, если эти объекты реальны, они могли бы значительно облегчить космические путешествия. Более того, благодаря червоточинам человечество могло бы проложить путь к самым отдаленным уголкам Вселенной. Это верно в буквальном смысле, поскольку теоретические объекты могут соединять отдаленные уголки космоса (или даже разные вселенные), позволяя путешественнику отправиться куда-то сразу, не посещая пространство между ними.

Термин "червоточина" был введен в 1957 году американским физиком Джоном Уилером. Он назвал их в честь буквальных отверстий, которые черви оставляют в плодах и древесине. До этого их называли одномерными трубами и мостиками.

Сквозь кротовую нору

С тех пор как Альберт Эйнштейн опубликовал Общую теорию относительности, у нас появился математический язык для описания и представления этих фантастических структур. Тогда, однако, ученые называли их «одномерными трубами» и просто «мостами» фактически, термин «мост ЭйнштейнаРозена» все еще используется, местами заменяя термин «червоточина» (Натан Розен — израильский физик).

Представьте себе червя, прогрызающего себе путь через яблоко или кусок дерева? Образовавшийся в результате туннель, соединяющий одну часть поверхности с другой, более удаленной частью, является идеальной метафорой для чего-то, что может соединять отдаленные места во Вселенной. И поскольку Эйнштейн показал, что пространство и время фундаментально взаимосвязаны, путешествие через червоточину может не только привести нас в другое далекое место, но и послужить кратчайшим путем в другое время.

Червоточины это своего рода туннели в пространстве-времени

Читайте также: Ученые нашли способ обнаружить червоточины

Неудивительно, что идея червоточен так популярна в научной фантастике. В реальной жизни ничто не способно превысить скорость света. Это означает, что солнечному свету требуется более 5 часов, чтобы добраться до Плутона и годы, чтобы достичь других звездных систем. А в научно-фантастических книгах и фильмах герои редко тратят столько времени на перемещение по космосу. Таким образом, червоточины это идеальный способ обойти ограничение скорости Эйнштейна и заставить героев и злодеев путешествовать по галактике в разумные сроки. Кроме того, они позволяют элементу путешествия во времени войти в сюжетную линию, не нарушая никаких законов физики. Но могут ли реальные люди также воспользоваться преимуществами червоточин?

Еще больше увлекательных статей о последних научных открытиях в области астрофизики и космологии, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи которых нет на сайте

Тайны Вселенной

Первая проблема для любого исследователя, решившего изучить червоточину это найти ее. В то время как, согласно работе Эйнштейна, кротовые норы могут существовать, в реальности не найдено ни одной. В конце концов, может оказаться и так, что существование червоточен запрещено каким-то более глубоким физическим процессом, которому подчиняется Вселенная, но мы этого пока не обнаружили.

Вторая проблема заключается в том, что, несмотря на годы исследований, ученые до сих пор не совсем уверены, как будут работать червоточины. Может ли какая-либо технология когда-либо создать кротовые норы и управлять ими, или же эти гипотетические объекты просто часть Вселенной? Остаются ли они открытыми всегда или их можно пройти только в течение ограниченного времени? И, возможно, самое главное достаточно ли они стабильны, чтобы позволить человеку путешествовать сквозь них? Ответов на все эти вопросы мы просто не знаем.

Возможно внеземные цивилизации вовсю бороздят вселенную

Но это не значит, что ученые не работают над этим. Несмотря на отсутствие реальных кротовых нор для изучения, исследователи могут моделировать и проверять уравнения Эйнштейна. Так, NASA официально проводило исследования червоточин на протяжении десятилетий, и только в 2019 году команда агентства описала, каким может быть это путешествие.

Эта работа касалось одной из самых популярных концепций червоточин, причем черные дыры служили в качестве входного отверстия. Но черные дыры, как известно, опасны и могут поглотить любого, кто подойдет слишком близко. Оказывается, однако, что некоторые черные дыры могут позволить объектам проходить через них относительно легко. Это позволило бы путешественнику исследовать пространство за ее пределами и, таким образом, устранить одно из самых больших препятствий для входа в такую червоточину. Но опять же, это только в том случае, если кротовые норы существуют.

Вам будет интересно: Червоточины могут соединять черные дыры в разных вселенных

Поэтому, пока мы не найдем настоящую червоточину для изучения или не поймем, что они не могут помочь нам исследовать Вселенную, придется все делать по старинке: отправляя ракеты в дальний путь, а наши умы в воображаемые приключения.

Подробнее..

Можно ли путешествовать по Вселенной с помощью черных дыр?

19.12.2020 02:20:57 | Автор: admin

По мнению некоторых ученых, черные дыры могут быть отличным способом путешествий по бескрайней Вселенной.

Вселенная полна загадок. Возьмем, к примеру, черные дыры область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут не только объекты, движущиеся со скоростью света, но и фотоны самого света. Напомню, что существование этих таинственных объектов впервые было подтверждено в 2017 году после открытия гравитационных волн. А два года спустя, в 2019 году астрономы впервые получили самый настоящий снимок тени черной дыры. Но что еще ученым известно об этих удивительных, массивных объектах? По мнению авторов нового исследования, сверхмассивные черные дыры могут оказаться самыми настоящими «тоннелями», с помощью которых путешественники на космических кораблях теоретически могут путешествовать по бескрайней Вселенной. Примечательно, что новое исследование согласуется с тем, что думал о черных дырах великий физик-теоретик Стивен Хокинг.

Черные дыры путь в другие вселенные

В 1915 году Альберт Эйнштейн направил на публикацию работу с основными уравнениями общей теории относительности (ОТО). Применив универсальную скорость света в своих уравнениях, ученый предположил, что законы физики остаются неизменными в любой данной системе отсчета. Как мы знаем сегодня, теория гравитации описанная Эйнштейном, предсказала существование черных дыр и пространственно-временных тоннелей. А британский физик-теоретик Стивен Хокинг и вовсе считал, что черные дыры могут оказаться порталом в другие вселенные.

В работе 2015 года, опубликованной в журнале Physical Review Letters, Стивен Хокинг, Эндрю Строминджер из Гарвардского университета и Малкольм Перри из Кембриджского университета, пришли к выводу о том, что информация, поглощенная черной дырой, отправляется прямиком в другую Вселенную.

Хокинг и его коллеги опровергают утверждение о том, что все, что попадает в черную дыру, исчезает в ней бесследно и безвозвратно. Знаменитый физик-теоретик полагал, что черные дыры не живут вечно, а часть информации, поглощенной ими не исчезает бесследно, а как бы просачивается наружу в виде фотонов с почти нулевой энергией. Эти фотоны остаются в пространстве после испарения черной дыры процесса, который получил название «излучение Хокинга».

Излучение Хокинга главный аргумент исследователей относительно распада (испарения) небольших черных дыр. Считается, что в процессе распада черная дыра излучает в пространство элементарные частицы, преимущественно фотоны.

Стивен Хокинг выступает с докладом на собрании ведущих физиков мира в Королевском технологическом институте, 2015 год.

Согласно работе 2015 года, вся информация поглощенная черной дырой будет храниться на границе этой области, называемой горизонтом событий. Фотоны будут выступать переносчиками информации, на них будут записаны данные о свойствах частиц, «съеденных» черной дырой. «Если вы попали в черную дыру, не волнуйтесь из нее есть выход» сказал Хокинг в зале Стокгольмского университета. «Вот корабль погружается в черную дыру и перемещается в другую Вселенную».

Так как все в нашем мире закодировано квантово-механической информацией. Согласно законам квантовой механики, эта информация полностью никогда не исчезнет, что бы с ней не случилось. Даже если ее засосет в черную дыру. Правда, в теории Хокинга есть один немаловажный нюанс путешествие сквозь черную дыру можно только в одну сторону альтернативную вселенную. Сегодня, однако, многие исследователи считают, что черные дыры теоретически могут быть не только порталами в другие миры, но и тоннелями, с помощью которых можно путешествовать по Вселенной.

Это интересно: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Можно ли путешествовать сквозь черные дыры?

В работе, опубликованной в ноябре 2020 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрофизики предполагают, что сверхмассивные черные дыры на самом деле могут быть «проходными» червоточинами. Напомню, под червоточинами ученые понимают гипотетическую особенность пространства-времени, представляющую собой в каждый момент времени «тоннель» в пространстве. Исследователи отмечают, что масштабы нашей Вселенной колоссальны, а с помощью червоточин космические путешественники вполне могли бы проложить путь к самым дальним уголкам Вселенной.

И вот тут начинается самое интересное червоточины предсказаны общей теорией относительности Эйнштейна (как когда-то черные дыры), но вот их существование на сегодняшний день не доказано. Команда астрофизиков во главе с Михаилом Пиотровичем, астрофизиком из Центральной астрономической обсерватории в Пулково в Санкт-Петербурге, предложила новый способ поиска гипотетических тоннелей в ткани пространства-времени.

Интересно, что астроном Карл Саган считал, что кротовые норы единственный возможный способ путешествий по Вселенной.

Как пишут авторы научной работы, червоточины в центре чрезвычайно ярких галактик могут «излучать характерный спектр», который можно обнаружить с помощью наблюдений и мощных телескопов. Захват этой сигнатуры не только обеспечит доказательства существования червоточин, но и откроет совершенно новые возможности для потенциальных космических полетов и даже путешествий во времени.

«Очень интересным и необычным следствием существования червоточин такого типа является факт того, что эти червоточины естественные машины времени», — слова Михаила Пиотровича приводит портал Vice.

«Кротовые норы, которые мы рассматриваем в настоящем исследовании, являются проходимыми червоточинами, поэтому теоретически космический корабль может путешествовать сквозь них. Но, конечно, следует понимать, что мы очень мало знаем о внутреннем строении червоточин и, более того, мы не знаем наверняка, существуют ли они вообще».

Некоторые галактики содержат светящиеся ядра, называемые активными ядрами галактик (AGN), которые выбрасывают в окружающее пространство массивные двойные струи, состоящие из заряженной материи, которые движутся со скоростью, близкой к скорости света. Ученые полагают, что AGN подпитываются приливными взаимодействиями между сверхмассивными черными дырами и аккреционными дисками, которые формируются из газа, пыли и звезд, падающих в них.

Читайте также: Стивен Хокинг был прав: черные дыры способны испаряться

Червоточины могут связывать далекие участки Вселенной, подобно тоннелю.

Пиотрович и его коллеги предполагают, что AGN это «устья червоточин», а не сверхмассивные черные дыры. Если это действительно так, то эти галактические ядра могут быть связаны друг с другом через пространство и время, что может привести к падению материи через оба устья связанной пары AGN. На самом деле идея о том, что AGN могут оказаться червоточинами, возникла еще в 2005 году, но новое исследование первое в своем роде, предлагающее новый способ возможного обнаружения легендарных тоннелей.

Так или иначе, ближайший подобный объект находится в миллионах световых лет от Млечного Пути, так что мы при всем желании не сможем проверить слова ученых на практике. Тем не менее, обнаружение доказательств существования червоточин даже издалека стало бы настоящим прорывом в нашем понимании Вселенной. Более того, обнаружение червоточин также поможет ученым больше узнать о черных дырах. А как вы думаете, можно ли путешествовать сквозь черные дыры и червоточины и кто из великих ученых прошлого и настоящего все-таки прав? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Могут ли первичные черные дыры являться источником темной материи?

15.01.2021 00:20:40 | Автор: admin

Черные дыры скрывают в себе множество тайн. Теперь исследователи полагают, что некоторые из них могут являться источником темной материи и даже содержать внутри себя целые вселенные.

Черные дыры странные. Эти удивительные объекты, существование которых было окончательно доказано и вещественно подтверждено в 2019 году, представляют собой область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что объекты, движущиеся со скоростью света (и даже кванты самого света) не могут ее покинуть. Но не все черные дыры одинаковы: исследователи полагают, что существуют первичные черные дыры объекты, которые предположительно образовалась в момент начального расширения Вселенной, когда еще не было ни звезд ни галактик. Именно к ним приковано внимание международной команде астрофизиков из Физико-математического института имени Кавли (Япония), которые выдвинули крайне необычное предположение о роли первичных черных дыр в структуре Вселенной: исследователи предположили, что первичные черные дыры могут отвечать за всю темную материю Вселенной или некоторую ее часть, за некоторые из наблюдаемых гравитационно-волновых сигналов, а также служить зародышами сверхмассивных черных дыр, расположенных в центре нашей и других галактик.

Самое интересное, однако, заключается в том, что согласно новой странной теории, первичные черные дыры могут содержать свернутые вселенные. Авторы работы, опубликованной в журнале Physical Review Letters еще в октябре 2020 года, полагают, что вся наша Вселенная для стороннего наблюдателя может выглядеть как любая другая черная дыра. По мнению команды астрофизиков, эти крошечные дочерние вселенные, существующие внутри первичных черных дыр, могли отделиться от основной Вселенной после Большого взрыва. Напомню, что главная идея теории дочерней вселенной заключается в том, что наша Вселенная могла разделиться на несвязанные между собой части из-за эффектов квантовой гравитации.

Читайте также: Физики полагают, что параллельные вселенные существуют и скоро это можно будет доказать

Тайны первичных черных дыр

В ходе работы команда астрофизиков с головой погрузилась в изучение первичных черных дыр, которые, как считается, образовались как часть ранней Вселенной, когда еще не было ни звезд, ни галактик. Для изучения этих экзотических объектов исследователи использовали камеру Hyper Suprime-Cam (HSC) огромного 8,2-метрового телескопа Subaru, расположенного вблизи вершины горы Мауна-Кеа на Гавайях. Subaru способен получать изображения всей галактики Андромеды каждые несколько минут, помогая ученым наблюдать сто миллионов звезд за один раз.

В ходе работы ученые рассмотрели ряд сценариев, особенно связанных с «инфляцией» периодом быстрого расширения Вселенной после Большого взрыва. Исследователи подсчитали, что в процессе инфляции космический климат созрел для создания первичных черных дыр различной массы. Интересно, что некоторые из них отражают характеристики, свойственные темной материи.

Первычные черные дыры могут являться ключом к величайшим загадкам космологии.

Мы до сих пор не знаем, из чего состоит темная материя, но, поскольку известно, что черные дыры существуют, вопрос о том, может ли темная материя состоять из черных дыр, которые могли образоваться до того, как образовались звезды и галактики, естественнен, — сказал в интервью изданию Motherboard астрофизик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор исследования Александр Кусенко.

Еще один способ, с помощью которого могли образоваться первичные черные дыры теория дочерней вселенной. В пресс-релизе исследования авторы научной работы отмечают, что «младенческая или дочерняя Вселенная в конечном итоге разрушилась бы, а огромный выброс энергии привел бы к образованию черной дыры». Что также интересно, гибель некоторых больших дочерних вселенных, вряд ли осталась бы незамеченной. Согласно теория гравитации, разработанной Альбертом Эйнштейном, такая вселенная может восприниматься наблюдателями по-разному. Если бы вы были внутри нее, то увидели бы расширяющуюся Вселенную. Но окажись вы снаружи, эта дочерняя вселенная выглядела бы как черная дыра.

Еще больше увлекательных статей о том, как устроена наша Вселенная и что могут скрывать черные дыры, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Если следовать этой логике мультивселенной, то вполне возможно, что, хотя первичные черные дыры кажутся нам черными дырами, их истинная структурная природа может быть скрыта их «горизонтами событий» границами, окружающими черные дыры, из которых не может вырваться даже свет. Внутри этих объектов, по мнению Кусенко, могут также находиться крошечные вселенные, лишенные материи, которые начали и не смогли сформироваться, когда наша собственная вселенная быстро расширялась.

Эффекты квантовой гравитации, возможно, породили дочерние вселенные. Не исключено также, что мы с вами как раз живем в одной из таких вселенных.

Следует отметить, что, хотя это и странно и, кажется, противоречит здравому смыслу, это далеко не первая научная работа, отображающая подобные идеи. Исследование, проведенное ранее в 2020 году, показало, что так называемые «заряженные» черные дыры могут включать в себя бесконечно повторяющиеся фрактальные вселенные различных размеров, включая миниатюрные, которые могут растягиваться и деформироваться во всех направлениях.

Более того, тема Мультивселенной сегодня настолько популярна, что в 2020 году стала главной темой научно-популярного фестиваля Geek Picnic, о чем я подробно рассказывала в этой статье. Всем любителям мультивсерса рекомендую к прочтению.

Как отмечают участники международной команды, стоящей за исследованием, в будущем астрофизики продолжат наблюдения с помощью телескопа Subary, а значит, возможно, нас ожидают удивительные открытия. Так что будем надеяться, что совместные усилия исследователей прольют столь необходимый свет на природу темной материи, дочерних вселенных и других, не менее. интригующих вопросов о нашей Вселенной.

Подробнее..

Что находится вокруг черной дыры в центре Млечного Пути?

08.06.2020 16:01:53 | Автор: admin

Чтобы показать это, ученым потребовалась помощь суперкомпьютера NASA

Помимо множества планет и других космических объектов, галактика Млечный Путь скрывает в своем центре гигантскую черную дыру, которая почти в 5 миллионов раз массивнее нашего Солнца! Несмотря на то, что по сравнению с другими подобными объектами эта черная дыра под названием Стрелец A* довольно спокойная, она постоянно притягивает звезды, пыль и другую материю в свои ближайшие окрестности, формируя сверхплотный звездный мегаполис. Благо находится она очень далеко от Земли, и для нас эта черная дыра безобидна. По этой же причине о природе таинственной аномалии на сегодняшний день мало что известно. Поэтому астрономы решили бросить все силы и даже привлекли суперкомпьютер, чтобы создать модель окрестностей этой сверхмассивной черной дыры. Хотели когда-нибудь оказаться рядом с таким объектом? Теперь у вас есть эта возможность.

Что находится в центре Млечного Пути

Группа астрономов из Чили разработала новую компьютерную модель, с помощью которой можно посмотреть, как менялось окружение гигантской черной дыры на расстоянии до 3 световых лет за последние 500 лет. С помощью данных, которые были собраны во время наблюдений за последние годы с помощью космических и наземных телескопов, они воссоздали реальный вид того, что находится рядом с гигантской черной дырой в центре Млечного Пути. Вся информация была обработана с помощью суперкомпьютера NASAHEC (High End Computing), который и создал конечный вариант модели.

Чтобы наблюдать за космическими объектами было еще интереснее, ученые внесли некоторые изменения: например, в модели размер черной дыры был увеличен вдесять тысяч раз, иначе ее было бы очень сложно заметить. Также для лучшего понимания астрономы окрасили главные космические явления. Так, потоки рентгеновского излучения, возникающие при столкновении мощных звездных ветров друг с другом или с облаками газа, показали синим и голубым цветами. А красным и желтым выделили звездные ветра, содержащие более холодный газ. Если синий и красный цвета в какой-то области накладываются друг на друга, она окрашивается в фиолетовый.

Посмотреть, как выглядит центр нашей галактики и гигантская черная дыра внутри нее, можно на 4-минутном ролике, который выпустило американское аэрокосмическое агентство NASA.

А те, у кого есть шлем виртуальной реальности, могут установить приложение Galactic Center VR, которое доступно бесплатно в магазинах Steam и Viveport VR (последний используется для шлемов виртуальной реальности HTC).

Черная дыра в центре Млечного Пути

На самом деле почти все (если не вообще все) галактики обладают черными дырами в центре. И мы пока плохо понимаем, как они растут и развиваются поскольку это происходит с непропорционально высокой скоростью. Хотя Стрелец А* содержит массу более 5 миллионов солнц, это все равно мелкий горошек по сравнению с гигантскими ультрамассивными черными дырами, масса которых может достигать миллиарда солнц! Некоторые из них настолько велики, что ученые не могут даже определить верхний предел величины черных дыр.

Черная дыра это область пространства-времени, где гравитационное притяжение настолько огромно, что покинуть эту весьма специфическую область не может даже свет. Самая близкая к Земле черная дыра находится в тройной звездной системеHR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет.

Думаете, они растут миллиарды лет? Не совсем. Астрономы пришли к мнению, что черные дыры вырастают буквально за день в космическом эквиваленте.

Черная дыра (кадр из к/ф Интерстеллар)

Что касается черной дыры Стрелец А*, ученые сильно продвинулись в ее изучении за последние несколько лет. Например, в августе 2019 года в ходе наблюдений стало известно, что объект за несколько часов стал ярче в 75 раз! А в начале этого года заметили, что вокруг центральной черной дыры нашей галактики вращаются несколько необычных объектов они выглядят как продолговатые сгустки газа в несколько раз массивнее Земли.

Несмотря на свои небольшие по космическим меркам размеры, обнаруженные объекты ведут себя как маленькие звезды, способные пройти в опасной близости от края черной дыры, не будучи при этом разорванными в клочья. Каким образом? Ученые считают, что это и звезды, и сгустки газа одновременно!

На самом деле даже самые именитые астрономы не знают и сотой доли процента того, что таит в себе эта черная дыра. Например, возможно ли выбраться из черной дыры, как это сделал герой Мэттью Макконахи в фильме Интерстеллар? В нашем Telegram-чате часто поднимают этот вопрос, и пока никто не смог оспорить, что это действительно возможно. Скорее всего, не так кинематографично, но кто знает, что на самом деле скрывается там, внутри?

Подробнее..

Что будет, если попасть в черную дыру?

01.08.2020 00:02:57 | Автор: admin

Вы вряд ли когда-нибудь захотите отправиться к черной дыре

Сразу огорчу фанатов научной фантастики. На самом деле вы не можете пережить путешествие через черную дыру. И если вы попытаетесь попасть хотя бы в одну из них, как, например, это сделал Мэттью Макконахи в фильме Интерстеллар, вас разорвет на части задолго до того, как вы узнаете, что находится внутри черной дыры. Однако ученые не просто так наблюдают за этими загадочными космическими объектами последние десятки лет. Это позволило ответить на два вопроса: что такое черная дыра, и что (в теории) находится внутри нее.

Что такое черная дыра?

Чтобы в полной мере понять, почему вы не можете просто упасть или запустить свой космический корабль в черную дыру, вы должны сначала понять основные свойства этих космических объектов.

Черная дыра - это место, где гравитация настолько сильна, что никакой свет или что-либо еще не может вырваться наружу.

Черные дыры не просто назвали именно так, поскольку они не отражают и не излучают свет. Они видны только тогда, когда поглощают очередную звезду или газовое облако, которые после этого не могут выбраться за границу черной дыры, называемой горизонтом событий. За горизонтом событий находится крошечная точка сингулярность, где гравитация настолько интенсивна, что она бесконечно изгибает пространство и время. Именно здесь законы физики, какими мы их знаем, нарушаются, а это означает, что все теории о том, что находится внутри черной дыры, являются лишь предположениями.

Этот снимок считается первой фотографией черной дыры M87. Она находится в 55 миллионах световых лет от Земли

Черные дыры кажутся экзотикой большинству из нас, но для ученых, которые на них специализируются, их изучение обычное дело. Физики выдвигали теории о подобных объектах в течение десятилетий после того, как общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказала существование черных дыр. Однако эта концепция не воспринималась всерьез до 1960-х годов, пока ученые не стали свидетелями поглощения звезд черными дырами. Сегодня черные дыры считаются частью звездной эволюции, и астрономы подозревают, что даже в нашей галактике Млечный Путь их миллионы.

Какие бывают черные дыры

Черные дыры бывают разных видов и могут быть смоделированы с различными уровнями сложности. Например, одни могут вращаться, а другие содержать электрический заряд. Так что если вы попали в одну из них (ну, допустим, вас не разорвало в клочья до этого), ваша точная судьба может зависеть от того, с какой именно черной дырой вы столкнетесь.

На простейшем уровне существуют три вида черных дыр: звездные черные дыры, сверхмассивные черные дыры и черные дыры средней массы (реликтовые).

Черные дыры с массой звезд образуются, когда очень большие звезды заканчивают свой жизненный цикл и разрушаются. Реликтовые черные дыры все еще мало изучены, и за все время было найдено только несколько таких объектов. Но астрономы считают, что процесс их образования схож с таковым у сверхмассивных черных дыр.

Сверхмассивные черные дыры обитают в центрах большинства галактик и, вероятно, могут увеличиваться до невероятных размеров. Они в десятки миллиардов раз более массивные, чем наше Солнце за счет поглощения звезд и слияния с другими черными дырами.

После разрушения звезда может стать черной дырой

Звездные черные дыры по размеру могут быть ничтожными по сравнению с их более крупными братьями, но на самом деле они обладают более экстремальными приливными силами, выходящими за пределы их горизонтов событий. Эта разница возникает благодаря особому свойству черных дыр, которое, вероятно, удивит некоторых случайных наблюдателей. Меньшие черные дыры на самом деле имеют более сильное гравитационное поле, чем сверхмассивные. То есть вы скорее заметите изменение в гравитации рядом с небольшой черной дырой.

Что будет, если попасть в черную дыру?

Предположим, вам все же как-то удалось оказаться в космосе рядом со звездной черной дырой. Как ее вообще найти? Единственным намеком на то, что она существует, может быть гравитационное искажение или отражение от звезд, которые находятся рядом.

Но как только вы подлетите ближе к этому странному месту, ваше тело будет растянуто в одном направлении и раздавлено совершенно в другом это процесс, который ученые называют спагеттификацией. Им обозначается сильное растяжение объектов по вертикали и горизонтали (то есть уподобления их виду спагетти), вызванного большой приливной силой в очень сильном неоднородном гравитационном поле. Говоря простыми словами, гравитация черной дыры будет сжимать ваше тело по горизонтали, а в вертикальном направлении тянуть его, словно ириску. Вы не сможете дышать, говорить и читать наш Telegram-чат тем более.

И это еще самая приличная картинка того, что может быть внутри черной дыры

Если бы вы прыгнули в черную дыру солдатиком, гравитационная сила на ваших пальцах была бы намного сильнее, чем та сила, которая тянет вас за голову. Каждый кусочек вашего тела будет вытянут в разном направлении. Черная дыра буквально сделает из вас спагетти.

Можно ли выжить после попадания в чёрную дыру?

Итак, попав в звездную черную дыру, вы, вероятно, не будете сильно беспокоиться о космических тайнах, которые вы можете открыть на другой стороне. Вы будете мертвы за сотни километров до того, как узнаете ответ на этот вопрос.

Этот сценарий не полностью основан на теориях и предположениях. Астрономы стали свидетелями такого приливного разрушения еще в 2014 году, когда несколько космических телескопов поймали звезду, блуждающую слишком близко к черной дыре. Звезда была растянута и разорвана, в результате чего ее часть упала за горизонт событий, а остальная часть была отброшена в космос.

Если преодолеть горизонт событий, можно достичь гравитационной сингулярности

В отличие от падения в звёздную черную дыру, ваш опыт погружения в сверхмассивную или реликтовую черную дыру будет чуть менее кошмарным. Хотя конечный результат, ужасная смерть, все равно останется единственным сценарием. Однако в теории вы сможете пройти весь путь до горизонта событий и сумеете достичь сингулярности, пока еще живы. Если вы продолжите падение к горизонту событий, вы в конечном итоге увидите, как звездный свет сжимается до крошечной точки позади вас, меняя цвет на синий из-за гравитационного синего смещения. И затем будет тьма. Ничего. Изнутри горизонта событий никакой свет из внешней Вселенной не сможет попасть к вашему кораблю. Как и вы больше не сможете вернуться обратно.

Так что Мэтью Макконахи очень повезло, что все в фильме было спецэффектами.

Подробнее..

Что такое гравитационные волны. Когда и как их открыли

22.08.2020 18:09:09 | Автор: admin

Понимание гравитационных волн может дать нам что-то большее, чем просто сами эти волны.

Когда кто-то говорит что-то про гравитационные волны, многим остается только недоумевать и не понимать, что это вообще такое. Если вы этого не знали, расслабьтесь — даже ученые не могут дать на это развернутый ответ. Конечно, в целом они понимают, что это такое и откуда берется, но белые пятна в этой истории все равно еще остаются. Даже то, что несколько лет назад их смогли зафиксировать, не дает развернутого ответа на вопрос, что же это такое. Все из-за того, что они появляются в далеком космосе и уже потом доходят до нас. Примечательно, что предсказал их существование еще Альберт Эйнштейн, а современные ученые только сейчас начинают подбираться к их разгадке. Понимание того, откуда они берутся и что из себя представляют, пусть и примерное, очень интересно. Попробуем рассказать об этом попроще и без лишних сложных формул.

Что такое гравитационные волны

Если говорить грубо, то гравитационные волны — это небольшие искажения пространства и времени. Что-то типа ряби. Причиной их появления становятся события, которые происходят далеко в космосе и имеют действительно эпические масштабы.

О существовании гравитационных волн знали довольно давно, так как еще в 1915 году о них рассказал Альберт Эйнштейн, но одно дело знать, а совсем другое — доказать, показать и объяснить. Этим ученые и занимались почти 100 лет.

Считается, что гравитационные волны, которые были зафиксированы лазерными интерферометрами гравитационно-волновой обсерватории (ЛИГО), образовались от столкновения двух черных дыр, которые превратились в одну большую черную дыру. Зафиксировали гравитационные волны 14 сентября 2015 года.

Лаборатория ЛИГО работает под управлением Калифорнийского технологического института и Массачусетского технологического института. Находится в городах Хэнфорд, штат Вашингтон, и Ливингстон, штат Луизиана, а финансируется за счет средств Национального научного фонда США

Откуда берутся гравитационные волны

Интересно, что событие, которое привело к образованию зафиксированных гравитационных волн, произошло примерно 1,3 миллиарда лет назад, а размер черных дыр, которые тогда столкнулись, был всего в 29 и 36 раз больше нашего Солнца.

Столкновение двух черных дыр вызывает образование гравитационных волн.

Если верить общей теории относительности — а поводов не верить ей становиться все меньше — пара черных дыр, которые вращаются друг вокруг друг друга, уже сами по себе излучают гравитационные волны и тратят на это очень много энергии.

Самые распространенные мифы о гравитации. Что из этого правда?

Сближение черных дыр для столкновения происходит в течение миллиардов лет, но в последние минуты перед столкновением их скорость очень сильно вырастает. В итоге, они ускоряются настолько, что столкновение происходит на скорости равной примерно половине скорости света. Если вспомнить известную формулу, где E=mc2, становится понятно, почему высвобождается так много энергии, если в формуле фигурирует скорость и масса, да еще и в квадрате.

Изучение гравитационных волн

За изучение гравитационных волн даже присуждена нобелевская премия. Получили ее Джозеф Тейлор-младший и Рассел Халс. В 1976 году они обнаружили бинарную систему, в которой орбита пульсара постепенно снижалась со временем и при этом выделялось большое количество энергии. Они смогли доказать, что это и были гравитационные волны. Нобелевскую премию они получили в 1993 году за обнаружение пульсара и объяснение происходящего с ним.

Не надо путать объяснение факта существования гравитационных волн и их обнаружение. ЛИГО именно зафиксировала волны, то есть доказала, что все предыдущие открытия не были ошибкой.

Что такое Общая теория относительности Эйнштейна?

Открытие было сделано далеко не с первой попытки и даже не первой версией ЛИГО. Пришлось сначала провести работы по модернизации до второй версии, которая была намного чувствительнее. Зато гравитационные волны после модернизации были открыты практически сразу, буквально при первом запуске.

Так же одной их причин гравитационных волн называют Большой взрыв.

Работы по модернизации проводились большим количеством исследовательских институтов и лабораторий со всего мира, включая США, Европу и даже Австралию. Изначально финансирование создания ЛИГО началось в 1992 году, хотя впервые подобный проект был предложен группой ученых еще в 1980 году. Многие признавали, что это был большой риск, но все равно верили, что они добьются результата.

На данный момент ЛИГО осуществляет исследования, используя огромное научное сотрудничество (LIGO Scientific Collaboration (LSC)). В группу исследователей входит более 1000 ученых из университетов 15 стран мира.

Что будет, если попасть в черную дыру?

Многие из ученых, которые участвуют в исследованиях, считают открытие гравитационных волн началом новой эры, так как теперь область гравитационно-волновой астрономии стала реальна.

Открытие гравитационных волн позволяет человечеству приступить к исследованиям деформированных частей Вселенной. То есть тех объектов, которые сделаны из искривлений пространства-времени. Столкновение черных дыр и следы этого события являются только началом долгого пути. Главное, что теперь этот путь отрыт и можно идти по нему уверенной поступью.

Большой взрыв мог создать зеркальную антивселенную нашей Вселенной

Как работает LIGO

В основе каждой из двух лабораторий LIGO используется Г-образные интерферометры длиной 4 километра с лазерными лучами, расщепляющимися на два луча, которые движутся туда-сюда внутри трубы. Ее диаметр составляет примерно 1,2 метра и внутри создан почти идеальный вакуум.

Если бы Альберт Эйнштейн сейчас, спустя сто лет после своего открытия увидел бы результаты исследований LIGO, он был бы рад, что оказался прав.

Пучки света нужны для того, чтобы можно было контролировать расстояние между зеркалами, которые расположены в разных концах интерферометра. Теория Эйнштейна гласит, что расстояние между зеркалами будет изменяться на бесконечно малую величину, когда между ними проходит гравитационная волна. Изменения расстояния не должны превышать одной десятитысячной протона. Их-то и надо зафиксировать. Ученые продолжают работать в этом направлении и о самых интересных их открытиях мы расскажем в нашем новостном Telegram-канале.

Ученые обнаружили неизвестный источник гравитационных волн

Обсерватории должны быть именно разнесены на большое расстояние, чтобы определить направление событий, которые и являются причиной гравитационных волн. Заодно так можно убедиться, что волны пришли именно из космоса и не связаны с местными явлениями.

Первое наблюдение гравитационных волн позволило ускорить строительство глобальной сети, состоящей из огромного количества детекторов. Они позволяют не только закрепить результат, но находить еще больше источников гравитационных волн. В будущем это действительно откроет новые возможности, но пока надо подождать и не мешать ученым работать.

Подробнее..

С какой скоростью вращается сверхмассивная черная дыра в центре Млечного пути?

19.10.2020 18:17:18 | Автор: admin

Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути загадка для ученых

Эйнштейн утверждал, что черная дыра определяется тремя свойствами: массой, спином и электрическим зарядом. Заряд черной дыры должен быть близок к нулю, поскольку вещество, захваченное черной дырой, электрически нейтрально. Масса черной дыры определяет размер ее горизонта событий и может быть измерена несколькими способами: от яркости материала вокруг нее до орбитального движения ближайших звезд. Но вот вращение черной дыры изучать гораздо сложнее. На самом деле мы не знаем с какой скоростью вращается сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Мы знаем, что звезды и планеты вращаются вокруг своей оси, и ровно то же самое происходит с черными дырами. Разница лишь в том, что у черных дыр нет физической поверхности, как у звезд и планет. Спин черной дыры, как и ее масса, является пространственно-временным свойством и определяет, как искривляется пространство вокруг черной дыры, таким образом, чтобы измерить спин черной дыры, нужно изучить, как материя ведет себя вблизи нее.

Как вращаются черные дыры?

В ходе исследования, опубликованного в Astrophysical Journal Letters, было измерено вращение некоторых сверхмассивных черных дыр. Все потому, что с помощью нескольких активных черных дыр исследователи могут изучать рентгеновские лучи, испускаемые их аккреционными дисками. Рентгеновский луч света от диска получает импульс энергии от вращения, и, измеряя этот импульс, можно определить спин.

Но есть еще один способ получить прямое изображение черной дыры, как сделали астрономы с той, что находится в центре эллиптической галактики Messier 87 (М87) в созвездии Девы. Кольцо света, которое мы видим на изображении, ярче на стороне, вращающейся к нам. Подробнее о том, как исследователям удалось получить первое в истории изображение черной дыры, читайте в нашем материале.

Тот самый знаменитый снимок черной дыры. Одна сторона на снимке ярче из-за ее вращения.

Еще больше увлекательных статей о том, как астрономы изучают наблюдаемую Вселенную, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Но несмотря на эти потрясающие результаты, спина черной дыры, что вращается в центре галактики Млечный Путь исследователи по-прежнему не знают. Проблема заключается в том, что наша черная дыра не очень активна, и она намного меньше, чем та, что расположилась в центре эллиптической галактики М87. Отчасти именно по этой причине астрономы не могут измерить ее вращение, наблюдая свет вблизи черной дыры. Хорошие же новости заключаются в том, что в новом исследовании ученые предлагают новый способ для измерения спина сверхмассивной черной дыры в самом сердце нашей галактики.

Их метод использует свойство, известное как эффект Лензе-Тирринга (frame dragging), с помощью которого можно наблюдать как прецессия плоскости орбиты пробной массы, обращается вокруг массивного вращающегося тела, либо как прецессия оси вращения гироскопа в окрестностях такого тела. Когда масса вращается, она слегка искривляет пространство вокруг себя. Мы знаем, что это реально, потому что ученые измерили эффект Линзе-Терринга Земли.

Рентгеновские лучи от черной дыры говорят астрономам о ее вращении. Фото: NASA/JPL-Caltech

Вращение черной дыры создает тот же самый эффект, и, измеряя его, можно определить вращение черной дыры. Учитывая, что запустить зонд на орбиту вокруг черной дыры, как это было с Землей, невозможно, новый способ кажется самым настоящим решением проблемы.

Тайны Млечного Пути

Наша галактика скрывает в себе множество тайн, но наибольшее их количество сосредоточено вокруг сверхмассивной черной дыры, рядом с которой вращается большое количество звезд. Кстати, о наиболее интересных из них я писала в этой статье. Орбиты около сорока из этих звезд, известных как S-звезды, проходят по опасной траектории, сближаясь с черной дырой. Однако из-за эффекта Лензе-Тирринга со временем их орбиты должны смещаться. Изначально авторы нового исследования предположили, что измерив эти сдвиги, можно будет измерить спин черной дыры. Астрономы логично полагали, что чем больше спин, тем больше смещение орбиты.

S-звездное скопление, вращающееся вокруг черной дыры в нашей галактике.

Вам будет интересно: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Однако в ходе исследования, после внимательного изучения орбиты S-звезд, эффекта Линзе-Терринга обнаружено не было. Учитывая тот факт, что орбиты этих звезд хорошо известны астрономам, мы знаем, что черная дыра в центре нашей галактики должна вращаться медленно. Таким образом команда определила, что спин черной дыры в самом сердце нашей галактики может быть не более 0,1 по шкале от 0 до 1, что означает, что она вращается менее чем на 10% от максимально возможного спина для черной дыры. Для сравнения, спин черной дыры М87 равен по меньшей мере 0,4.

Подробнее..

Астрономы обнаружили у черных дыр волосы

24.02.2021 22:05:27 | Автор: admin

Ученые обнаружили у черных дыр «волосы»!

С того самого момента, как Альберт Эйнштейн обнаружил в своих уравнениях гравитационные волны, прошло 105 лет мгновение по меркам Вселенной, да и для человечества это не так много. Тем не менее за прошедшее столетие мы узнали о Вселенной столько нового! Намного больше, чем предполагал Эйнштейн. Представьте себе его изумление, застань он обнаружение гравитационных волн или публикацию первого снимка черной дыры. Что уж говорить об открытиях лауреатов Нобелевской премии по физике 2020 года ее удостоились Роджер Пенроуз из Великобритании, Райнхард Генцель из Германии и Андреа Гез из США. Пенроуз математически доказал, что черные дыры должны возникать в обычном для космоса процессе: при взрывах сверхновых. А Генцель и Гез обнаружили сверхмассивный компактный объект в центре Млечного Пути. Небесное тело, открытое лауреатами, стало первым обнаруженным в космосе объектом, который абсолютно точно является черной дырой. Но и это еще не все. Недавно международная группа астрономов доказала, что у вращающихся черных дыр могут существовать волосы, то есть дополнительные параметры, которые зависят от поглощенной материи.

Теорема отсутствия волос

Согласно теореме отсутствия волос, черные дыры можно описать путем решения гравитационных и электромагнитных уравнений Эйнштейна-Максвелла (ОТО), из которых следует, что черные дыры могут иметь всего три характеристики массу, угловой момент (скорость вращения, спин) и электрический заряд. Если эти значения сходятся, то эти черные дыры можно называть близнецами наблюдатель не сможет отличить их друг от друга даже если они будут образованы совершенно разными способами.

Отмечу, что математического доказательства общей теоремы об отсутствии волос не существует, поэтому математики называют ее гипотезой. Так как никакой другой наблюдаемой информации об этих пожирающих свет объектах нет, они кажутся ученым гладкими и уникально «лысыми» некоторые физики говорят, что черные дыры напоминают лысую голову без волос.

Черная дыра область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что даже фотоны не света не могут ее покинуть.

Некоторые физики сравнивают черные дыры с головой без волос. Но, они, возможно, ошибаются.

Результаты нового исследования, однако, ставят под сомнение теорему отсутствия волос или, по крайней мере, ее универсальное применение: с помощью компьютерного моделирования авторы работы продемонстрировали, что «экстремальные» черные дыры те, чей спин или электрический заряд полностью исчерпан действительно имеют несколько тонких «волосков». Авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review D также отмечают, что «волосы» черных дыр однажды можно будет обнаружить с помощью детекторов гравитационных волн (LIGO и VIRGO).

Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в области физики и космологии читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Откуда у черных дыр «волосы»?

На протяжении многих лет ученые искали способы обойти теорему об отсутствии волос с помощью различных лазеек. Исследователи также искали особенности, которые указывали бы на существование неизвестных фундаментальных полей, способных взаимодействовать с черными дырами.

В 2012 году математик Стефанос Аретакис и его коллеги из Университета Торонто предположили, что на горизонте событий некоторых черных дыр могут наблюдаться нестабильности. Эти нестабильности фактически придавали бы некоторым областям горизонта событий черной дыры более сильное гравитационное притяжение, чем другим, что сделало бы идентичные черные дыры различимыми.

Работа Аретакиса и его коллег показала, что свой след в виде возмущения на упрощенной модели невращающейся экстремальной черной дыры может оставить скалярное поле, подарив черной дыре "волосы". Именно "волосы" исследователи назвали зарядом Аретакиса, который различен у каждой черной дыры.

Как пишет Quanta Magazine, сегодня мы знаем о существовании одного скалярного поля поле Хиггса. Поле Хиггса, однако, неустойчиво и быстро распадается, но не другие скалярные поля, связанные с темной материей, темной энергии и различными нитями теории струн. Команда исследователей из Массачусетского университета в своей работе показала, что экстремально вращающиеся черные дыры могут иметь гравитационный эквивалент заряда Аретакиса.

Скалярное поле в некоторых теориях гравитации используется для описания гравитационного поля.

«То, что Аретакис обнаружил с помощью своего математического анализа это то, что на горизонте остался след скалярного поля, — пишут авторы исследования. Это так называемый заряд Аретакиса, и мы обнаружили, что существует аналогичный заряд, связанный с гравитационным полем».

Читайте также: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Физики считают, что гравитационные волосы возникают из-за возмущений в кривизне пространства-времени на горизонте событий черной дыры и зависят от того, как черная дыра была сформирована. Поскольку существуют различия в точных деталях того, как образуется каждая черная дыра, это означает, что у каждой черной дыры будут разные гравитационные «волосы», даже если масса, скорость вращения и заряд черных дыр одинаковы.

Существует также вероятность того, что гравитационные «волосы» могут быть замечены во время слияния черных дыр. То есть если когда-нибудь «волосы» удастся обнаружить, ученые смогут получить ценное понимание физики вне рамок Стандартной модели. Отметим, что авторы нового исследования не опровергли теорему отсутствия волос, но показали, что она применима не ко всем черным дырам.

Подробнее..

Астрономы отметили на карте 25 000 черных дыр

26.02.2021 00:14:32 | Автор: admin

Перед вами подробная карта 25 000 черных дыр, которые, возможно, пожирают планеты и звезды пока вы читаете эти строки.

Теоретическая возможность существования черных дыр следует из решения в 1915 году Карлом Шварцшильдом некоторых уравнений Альберта Эйнштейна. Сегодня мы знаем, что в космосе действительно существуют области пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что никакие объекты, включая фотоны света, не могут их покинуть. В 2016 году команде физиков удалось услышать и записать звук двух черных дыр, сталкивающихся в миллиардах световых лет от Земли это открытие окончательно подтвердило пророчество общей теории относительности Эйнштейна. А всего через три года мир увидел первое изображение тени черной дыры, расположенной в центре галактики Messier 87 (находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от нашей планеты). Поскольку стремительное развитие технологий, сложные современные приборы и зонды исследования космоса позволяют ученым обнаруживать и изучать этих космических монстров, пришла пора нанести их на карту, избавив себя от потенциальной возможности оказаться поблизости к черной дыре. Если мы, конечно, когда-нибудь сможем заплыть так далеко в космический океан.

Как черные дыры поместили на карту?

Несмотря на триумфальные открытия последних лет, черные дыры чрезвычайно сложно обнаружить, особенно если они не испускают никакого излучения. Идентифицировать их можно, когда вокруг черных дыр вращаются такие материалы, как пыль и газ, так как интенсивность процесса аккреции генерирует излучение, которое можно обнаружить с Земли. Недавно, с помощью крупнейшей в мире сети радиотелескопов LOFAR, астрономам наконец удалось обнаружить огромное количество космических монстров.

На сегодняшний день LOFAR единственный радиотелескоп, способный обнаруживать и получать изображения сверхмассивных черных дыр (излучающих частоты ниже 100 мегагерц) с высоким разрешением. Примечательно, что LOFAR состоит из 52 станций, расположенных в девяти странах: Франции, Нидерландах, Польше, Великобритании, Германии, Латвии, Италии, Швеции и Ирландии и является совместным проектом голландского института радиоастрономии ASTRON и университетов Амстердама, Гронингена, Лейдена, Неймегена, а также немецкого консорциума GLOW.

Это интересно: Получена первая карта наблюдаемой Вселенной в рентгеновском излучении

Покрывая всего четыре процента северного неба, LOFAR намеревается нанести на карту всю наблюдаемую область в сверхнизких световых частотах, однако это будет нелегкая задача, поскольку все станции LOFAR базируются на Земле. В попытках обнаружить сверхнизкочастотные радиоволны, ионосфера планеты слой атмосферы Земли, наполненный заряженными частицами представляет собой огромную проблему, искажая низкочастотные сигналы, приходящие из космоса. Из-за этого обнаружение черных дыр, излучающих частоты ниже 5 мегагерц, крайне затруднительно. Сложность задачи усугубляется атмосферными условиями, которые могут меняться время от времени.

Нельзя отрицать, что черные дыры самая разрушительная сила во Вселенной, ведь они поглощают все, что имело неосторожность оказаться поблизости их горизонта событий.

Хотите всегда быть в курсе последних научных открытий в области космологии, физики и астрономии, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!

Чтобы помочь астрономам в определении местоположения этих зловещих объектов, международная группа ученых во главе с исследователями из Нидерландского Лейденского университета недавно представила для публикации в журнале Astronomy & Astrophysics всеобъемлющую карту, точно определяющую местоположение 25 000 сверхмассивных черных дыр.

«C помощью LOFAR нового и удобного инструмента астрономы и астрофизики могут наблюдать ночное небо, покрытое блестящими белыми огнями, каждый из которых самая настоящая черная дыра, освещенная радиоизлучением обреченной материи, поглощаемой и выбрасываемой после близкого столкновения,» пишут авторы научной работы.

Как пишет издание Phys.org, авторы нового исследования наблюдали далекие галактики на радиочастотах от 42 до 66 мегагерц. В целом на уникальную космическую картографию потребовалось более 256 часов наблюдений и дополнительных лет анализа. В ходе исследования были задействованы 52 станции сети LOFAR, расположенные в девяти европейских странах.

«Это результат многолетней работы над невероятно сложными данными», сказал в официальном пресс-релизе руководитель исследования и бывший ученый Лейденского университета Франческо де Гасперин. «Нам пришлось изобретать новые методы преобразования радиосигналов в изображения неба».

Светлые точки на этой карте это не звезды, а сверхмассивные черные дыры одни из самых загадочных объектов во Вселенной.

Читайте также: Знакомьтесь новые телескопы, которые навсегда изменят астрономию

Чтобы набрать данные о черных дырах и поместить каждого кандидата в его предполагаемую галактику, ученые использовали суперкомпьютеры, усиленные новыми алгоритмами для коррекции искажающего эффекта ионосферы каждые четыре секунды. Соавтор исследования Рейну ван Верен из Лейденской обсерватории объясняет, что эффект подобен попытке увидеть мир со дна плавательного бассейна, где на ваше зрение влияют поверхностные волны, отклоняющие световые лучи и изменяющие четкость картинки.

В будущем, с помощью телескопа LOFAR и суперкомпьютеров, астрономы надеются обнаружить объекты радиочастотой ниже 50 мегагерц и нанести на нее все северное небесное полушарие. Будем ждать!

Подробнее..

Астрономы впервые увидели свет от столкновения двух черных дыр

04.07.2020 00:06:21 | Автор: admin

Столкновение двух сверхмассивных черных дыр может выглядеть так

Астрономы впервые увидели всплеск света от столкновения двух черных дыр. Объекты встретились находясь на расстоянии 7,5 миллиардов световых лет от Земли. В момент их встречи в вихре горячей материи, вращающейся вокруг более крупной, сверхмассивной черной дыры, началось слияние. Этот водоворот называется аккреционным диском и вращается вокруг горизонта событий черной дыры места в космосе, в котором сила гравитация настолько сильна, что даже фотоны света не могут ее покинуть. Вот почему ученые никогда не видели столкновения двух черных дыр. В отсутствие света идентифицировать такие слияния можно только обнаружив гравитационные волны рябь в пространстве-времени, создаваемой столкновениями массивных объектов.

Эйнштейн был не прав?

Впервые существование гравитационных волн предсказал Альберт Эйнштейн, но он не думал, что их когда-то удастся обнаружить. Они казались слишком слабыми, чтобы уловить их сигнал на Земле среди всего этого шума и вибрации. В течение 100 лет казалось, что Эйнштейн был прав. Но в 2015 году LIGO и VIRGO детекторы гравитационных волн, расположенные в EGO (Европейская гравитационная обсерватория в Вашингтоне и Луизиане) впервые зафиксировали гравитационные волны: сигналы от слияния двух черных дыр на расстоянии около 1,3 миллиардов световых лет от Земли.

Открытие положило начало новой области астрономии и принесло Нобелевскую премию по физике исследователям, которые работали над проектом. На этот раз ученые сравнили столкновение сверхмассивных черных дыр, так как детектор LIGO впервые обнаружил всплеск света, что раньше казалось невозможным, поскольку черные дыры не излучают свет.

Изображение художником быстро вращающейся сверхмассивной черной дыры, окруженной аккреционным диском. Ключевые особенности черных дыр обозначены красным цветом.
(ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser; Business Insider)

Вам будет интересно: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Исследователи полагают, что сила столкновения двух массивных объектов заставила вновь образовавшуюся черную дыру проскочить через газ аккреционного диска вокруг более крупной черной дыры. В пресс-релизе исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters говорится, что именно реакция газа на ускорение создает яркую вспышку, видимую в телескопы. Команда астрономов Калифорнийского технологического института ожидает увидеть еще один всплеск от той же черной дыры через несколько лет, когда она, согласно прогнозам, снова войдет в аккреционный диск сверхмассивной черной дыры.

Причина, по которой поиск таких всплесков важен, заключается в том, что они помогают в вопросах астрофизики и космологии. Если мы сможем снова обнаружить свет от слияния других черных дыр, то больше узнаем о происхождении этих таинственных объектов.

Соавтор исследования Манси Касливал, доцент астрономии Калифорнийского технологического института.

Оба детектора и LIGO и VIRGO зафиксировали возмущения в пространстве-времени в мае 2019 года. Всего через несколько дней телескопы Паломарской обсерватории недалеко от Сан-Диего заметили яркую вспышку света, исходящую из того же самого места в космосе. Позже исследователи просмотрели архивные изображения этой области неба и заметили всплеск. Вспышка медленно угасала на протяжении месяца. Временная шкала и местоположение совпадали с данными LIGO. В ходе работы команда пришла к выводу, что всплеск, вероятно, является результатом слияния двух черных дыр, однако полностью исключить другие варианты нельзя. Тем не менее, им удалось исключить вероятность того, что всплеск произошел в результате обыкновенных взрывов в аккреционном диске сверхмассивной черной дыры, так как до всплеска, на протяжении 15 лет, диск вел себя относительно спокойно.

С другими теориями о происхождении черных дыр можно ознакомиться на нашем канале в Google News!

Авторы исследования считают, что такие сверхмассивные черные дыры, как эта, постоянно вспыхивают. В то же самое время размер и местоположение этой вспышки впечатляют.

Изучение гравитационных волн

В будущем исследователи ожидают больше подобных открытий. Все потому, что в ближайшие несколько лет должна начать работу новая гравитационно-волновая обсерватория гравитационно-волновой детектор Камиоки (KAGRA). С помощью KAGRA, LIGO и VIRGO ученые рассчитывают сузить поиски местоположения массивных столкновений в три раза. Это также поможет улучшить оборудование телескопов для более точного обнаружения этих событий, вызывающих гравитационные волны и обнаружения испускаемого ими света. Как полагают авторы научной работы, новая глобальная сеть детекторов в конечном итоге может обнаруживать до 100 столкновений в год.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, umnikizdes.ru