Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Общая теория относительности

Танец звезды рядом с черной дырой доказал правоту Эйнштейна

20.04.2020 00:01:38 | Автор: admin

Альберт Эйнштейн снова оказался прав: впервые наблюдения с помощью Большого телескопа Европейской южной обсерватории (ESO) VLT показали, что звезда, которая вращается вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики, движется как предсказано общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна. При этом ее орбита имеет форму «розетки», а не эллипса, как предсказывает ньютоновская теория гравитации. Сверхмассивная черная дыра Стрелец А* расположена в центре Млечного Пути на расстоянии 26 тысяч световых лет от Земли и окружена горячим радиоизлучающим газовым облаком. Так как в данный момент Стрельца A* находится «в спячке» и не поглощает материю, она не выбрасывает энергию и раскаленную материю джеты. По этой причине черная дыра не видна для большинства телескопов, а рядом с ней расположены десятки звезд и крупных облаков газа. Последние 27 лет астрономы вели наблюдения за звездой S2, так как она движется вокруг черной дыры на расстоянии менее 20 миллиардов километров. При этом S2 вращается не по круговой орбите, а процессирует это значит что местоположение самой ближайшей к черной дыре точки меняется с каждым оборотом звезды. В результате этой траектории орбита S2 повторяет форму «розетки».

Альберт Эйнштейн был одним из первых физиков в мире, кто решил построить теорию на базе новых экспериментальных данных

В конце декабря 2019 года астрономы сообщили, что несколько звезд, которые вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры Стрельца А*, навели их на мысли о том, что рядом с черной дырой может расположиться червоточина. Однако сегодня речь идет о звезде под названием S2, которая расположена ближе всех к этому космическому монстру. Подробнее об этом читайте в нашем материале. Тогда же наблюдения установили, что максимальное расстояние, на которое звезда приближалась к черной дыре в мае 2018 года составляло не менее 20 миллиардов километров, а скорость вращения достигала примерно 25 миллионов километров в час. При этом только сейчас ученым удалось подтвердить, что движется S2 согласно ОТО Эйнштейна.

Во время движения S2 разгоняется до 10% от скорости света. Год на поверхности этой звезды длится 9,9 земных лет, а полный оборот по орбите она совершает за 16 лет. Эксперты также обнаружили, что когда звезда подходит максимально близко к черной дыре, она способна разогнаться до 3% от скорости света. А это очень, очень быстро.

Авторы нового исследования напоминают, что этот эффект впервые наблюдался на примере орбиты Меркурия вокруг Солнца. Более того, открытие подтвердило, что масса Стрельца А* в четыре миллиона раз превышает солнечную. Однако так как S2 не единственная звезда, расположенная неподалеку от Стрельца А*, ученые разработали компьютерную симуляцию орбит звезд, которые вращаются рядом с черной дырой в центре нашей галактики. Только взгляните на изображение ниже:

Выглядит как произведение искусства

Хотите быть в курсе последних научных открытий в области высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Google News

Что такое Танец звезды

Как пишут авторы исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysics, Общая теория относительности предсказывает, что связанные орбиты одного объекта вокруг другого не являются замкнутыми, как в ньютоновской теории гравитации, а прецессируют это означает, что положение точки ее наименьшего удаления от сверхмассивной черной дыры меняется с новым оборотом каждый следующий виток орбиты звезды поворачивается по отношению к предыдущему под определенным углом. Вместе все эти витки образуют что-то похожее на «розетку» или цветок, а движение звезды вокруг космического монстра напоминает танец.

Этот эффект, известный как "прецессия Шварцшильда", никогда ранее не измерялся для звезды, расположенной близко со сверхмассивной черной дырой.

Как пишет CNN в ходе работы над исследованием, пока ученые наблюдали за поведением S2, они составили около 330 оценок скорости и положения звезды, используя всего несколько приборов телескопа VLT. Напомню, что впервые этот знаменитый эффект наблюдался на примере орбиты Меркурия вокруг Солнца, что до сих пор являлось первым экспериментальным подтверждением общей теории относительности.

S2 описывает орбиту, по форме напоминающую цветок

Как вы думаете, действительно ли существуют звезды, способные вращаться еще ближе к черной дыре? Поделитесь своим мнением с участниками нашего Telegram-чата и в комментариях к этой статье

Авторы исследования надеются, что в будущем при помощи Чрезвычайно Большого Телескопа ESO (ELT), они смогут увидеть еще более незаметные звезды, которые вращаются еще ближе к черной дыре.

Если повезет, мы сможем обнаружить звезды, которые очень близко подобрались к Стрельцу А*. В будущем это позволит определить параметры вращения таких звезд, или спина.

Андреас Эккарт из университета Кельна.

В этом случае астрономам будут известны два основных параметра масса и спин. Именно они определяют поведение сверхмассивной черной дыры и свойства пространства-времени вокруг нее. Таким образом, нас с вами ждет совершенно другой уровень проверки теории относительности, так что пожелаем исследователям удачи.

Орбита звезды S2 движется так, как и предсказывала ОТО Эйнштейна

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..

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru