Viem, že to tu údajne nie je vítané, ale robím odtiaľto krížový príspevok na priamu žiadosť autora Nikolaja Nikolajeviča Gorkavyho. Existuje určitá šanca, že ich nápad spôsobí revolúciu v modernej vede. A je lepšie si o tom prečítať v origináli ako v prerozprávaní ren-tv alebo tape.ru.
Pre tých, ktorí nesledovali vlákno. Uvažujme dve čierne diery rotujúce okolo seba, povedzme, s hmotnosťou 15 a 20 jednotiek (hmotnosti Slnka). Skôr či neskôr splynú do jednej čiernej diery, no jej hmotnosť nebude 35 jednotiek, ale povedzme len 30. Zvyšných 5 odletí v podobe gravitačných vĺn. Práve túto energiu zachytáva gravitačný teleskop LIGO.
Podstata myšlienky Gorkavyho a Vasilkova je nasledovná. Povedzme, že ste pozorovateľ, sedíte na stoličke a cítite príťažlivosť 35 jednotiek hmotnosti delenej druhou mocninou vzdialenosti. A potom bam - doslova za sekundu sa ich hmotnosť zníži na 30 jednotiek. Pre vás to bude vďaka princípu relativity na nerozoznanie od situácie, keď vás vrhlo do protismeru silou 5 jednotiek, delenou druhou mocninou vzdialenosti. Teda na nerozoznanie od antigravitácie.
UPD: pretože nie každý pochopil predchádzajúci odsek, zvážte myšlienkový experiment podľa analógie navrhnutý v. Ste teda pozorovateľom, ktorý sedí v nádrži, ktorá rotuje na veľmi vysokej kruhovej dráhe okolo ťažiska tejto dvojice čiernych dier. Ako hovoril starý otec Einstein, bez toho, aby ste sa pozreli von z nádrže, nerozoznáte rozdiel medzi obežnou dráhou a len visením niekde v medzigalaktickom priestore. Teraz predpokladajme, že sa zlúčila čierna diera a časť ich hmoty odletela. V tomto ohľade sa budete musieť presunúť na vyššiu obežnú dráhu okolo rovnakého ťažiska, ale už zlúčenej čiernej diery. A budete cítiť tento prechod na inú obežnú dráhu vo vašej nádrži (vďaka kovu), externí pozorovatelia v nekonečne to budú považovať za kopnutie, ktoré vás odtlačilo od ťažiska. /UPD
Ďalej je tu množstvo výpočtov s hroznými tenzormi relativity. Tieto výpočty sú po dôkladnom overení publikované v dvoch článkoch v MNRAS, jednom z najuznávanejších časopisov o astrofyzike na svete. Odkazy na články:, (predtlač s úvodom autora).
A závery sú nasledovné: Veľký tresk nebol, ale bola (a je) Veľká čierna diera. Čo nás všetkých prenasleduje.
Po vydaní dvoch hlavných článkov s matematickými riešeniami bola na programe úloha napísať populárnejší a širší článok, ako aj propagovať oživenú vesmírnu kozmológiu. A potom sa ukázalo, že na druhý článok prekvapivo stihli zareagovať Európania, ktorí ma už v júni vyzvali, aby som urobil 25-minútovú plénu správu o zrýchlení vesmíru s premenlivou hmotnosťou. Vidím to ako dobré znamenie: odborníci sú unavení z „kozmologickej temnoty“ a hľadajú alternatívu.
V súvislosti s vydaním druhého článku poslal otázky aj novinár Ruslan Safin. Trochu skrátená verzia odpovedí bola dnes uverejnená v Yuzhnouralskaya Panorama pod redakčným názvom „Vnútri čiernej diery. Astronóm Nikolaj Gorkavy našiel stred vesmíru.
Po prvé, kvôli pravde musím poznamenať, že to bol Alexander Vasilkov, ktorý si začal aktívne klásť „naivnú“ otázku: Má vesmír stred? - ktorá iniciovala všetky naše ďalšie kozmologické práce. Tak sme spolu hľadali a našli toto centrum. Po druhé, noviny požiadali o našu spoločnú fotografiu, no nečakali, tak ju sem prinášam spolu s celým textom rozhovoru, ktorý Saša prečítal a doplnil podľa jeho komentárov. Tu sme: Alexander Pavlovič Vasilkov vľavo a ja vpravo:
1. Po zverejnení vášho prvého článku s Vasilkovom ste naznačili, že pozorované zrýchlené rozpínanie Vesmíru súvisí s prevahou odpudivých síl nad príťažlivými silami na veľké vzdialenosti. V novom článku prichádzate k inému záveru – o relatívnej zrýchlenej expanzii: zdá sa nám, že sa niečo zrýchľuje, pretože my sami spomaľujeme. Čo ťa viedlo k tejto myšlienke?
V článku z roku 2016 uverejnenom v časopise Journal of the Royal Astronomical Society sme s Alexandrom Vasiľkovom ukázali, že ak sa zmení gravitačná hmotnosť objektu, potom okrem bežného newtonovského zrýchlenia vzniká okolo neho aj ďalšia sila. Klesá nepriamo úmerne k vzdialenosti od objektu, teda pomalšie ako newtonovská sila, ktorá závisí od druhej mocniny vzdialenosti. Preto by mala nová sila dominovať na veľké vzdialenosti. S poklesom hmotnosti objektu nová sila spôsobila odpudzovanie alebo antigravitáciu, so zvýšením - došlo k ďalšej príťažlivosti, hypergravitácii. Bol to rigorózny matematický výsledok, ktorý upravil známe Schwarzschildovo riešenie a bol získaný v rámci Einsteinovej teórie gravitácie. Záver je použiteľný pre hmotu akejkoľvek veľkosti a je vyrobený pre stacionárneho pozorovateľa.
Ale pri diskusii o týchto výsledkoch sme verbálne vyjadrili ďalšie hypotézy - skôr nádeje, že nájdená antigravitácia je zodpovedná za expanziu vesmíru aj za zrýchlenie jeho expanzie v očiach sprevádzajúcich pozorovateľov, teda vás a mňa. Pri práci na druhom článku, ktorý vyšiel vo februári tohto roku v tom istom časopise a už bol priamo venovaný kozmológii, sme zistili, že realita je ťažšia ako naše nádeje. Áno, nájdená antigravitácia je zodpovedná za Veľký tresk a zjavnú expanziu Vesmíru – tu sme mali v našich predpokladoch pravdu. Ukázalo sa však, že jemné zrýchlenie kozmologickej expanzie zistené pozorovateľmi v roku 1998 nesúvisí s antigravitáciou, ale s hypergravitáciou z nášho článku z roku 2016. Výsledné rigorózne matematické riešenie jednoznačne naznačuje, že toto zrýchlenie bude mať pozorovateľné znamenie len vtedy, keď bude nejaká časť hmoty vesmíru rásť, nie klesať. V našom kvalitatívnom uvažovaní sme nebrali do úvahy, že dynamika kozmologického rozpínania vyzerá veľmi odlišne z pohľadu stacionárneho pozorovateľa a pre sprevádzajúcich pozorovateľov sediacich v rozpínajúcich sa galaxiách.
Matematika, ktorá je múdrejšia ako my, vedie k nasledujúcemu obrazu vývoja vesmíru: v dôsledku splynutia čiernych dier a prechodu ich hmoty do gravitačných vĺn sa hmotnosť kolabujúceho vesmíru posledného cyklu prudko znížila - a vznikla silná antigravitácia, ktorá spôsobila Veľký tresk, teda novodobú expanziu Vesmíru. Táto antigravitácia sa potom znížila a nahradila ju hypergravitácia v dôsledku rastu obrovskej čiernej diery, ktorá vznikla v strede vesmíru. Zvyšuje sa v dôsledku absorpcie gravitačných vĺn pozadia, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu v dynamike vesmíru. Práve tento rast Veľkej čiernej diery spôsobil natiahnutie pozorovateľnej časti vesmíru okolo nás. Tento efekt bol pozorovateľmi interpretovaný ako zrýchlenie expanzie, ale v skutočnosti ide o nerovnomerné spomalenie expanzie. Ak totiž v kolóne áut zadné auto zaostáva za predným, môže to znamenať zrýchlenie prvého auta aj brzdenie zadného auta. Z matematického hľadiska vplyv rastúcej Veľkej čiernej diery spôsobuje, že sa vo Friedmanových rovniciach objavuje takzvaná "kozmologická konštanta", ktorá je zodpovedná za pozorované zrýchlenie recesie galaxií. Výpočty kvantových teoretikov sa líšili od pozorovaní o 120 rádov, ale vypočítali sme to v rámci klasickej teórie gravitácie – a dobre sa zhodovali s údajmi Planckovho satelitu. A záver, že hmota Vesmíru teraz narastá, poskytuje výbornú príležitosť na zostavenie cyklického modelu Vesmíru, o ktorom snívalo niekoľko generácií kozmológov, no neprišiel do úvahy. Vesmír je obrovské kyvadlo, v ktorom sa čierne diery menia na gravitačné vlny a potom nastáva opačný proces. Tu hrá kľúčovú úlohu Einsteinov záver, že gravitačné vlny nemajú žiadnu gravitačnú hmotnosť, čo umožňuje vesmíru zmeniť svoju hmotnosť a vyhnúť sa nezvratnému kolapsu.
2. Ako sa objavila rastúca Veľká čierna diera, ktorá je zodpovedná za relatívne zrýchlené rozpínanie vesmíru?
Povaha tmavej hmoty, ktorá napríklad spôsobila zrýchlenú rotáciu galaxií, je záhadou už takmer storočie. Najnovšie výsledky observatória LIGO, ktoré zachytilo niekoľko gravitačných vĺn zo spájania masívnych čiernych dier, poodhalili závoj tajomstva. Niekoľko výskumníkov predložilo model, podľa ktorého sa temná hmota skladá z čiernych dier, pričom mnohí veria, že k nám prišli z posledného cyklu vesmíru. Čierna diera je skutočne jediným makroskopickým objektom, ktorý nemôže byť zničený ani stlačením vesmíru. Ak čierne diery tvoria väčšinu baryonickej hmoty vesmíru, potom keď sa vesmír stlačí na veľkosť niekoľkých svetelných rokov, tieto čierne diery sa navzájom aktívne spoja a značnú časť svojej hmoty vyhodia do gravitačných vĺn. . V dôsledku toho celková hmotnosť Vesmíru prudko klesne a na mieste, kde sa oblak malých dier spája, zostane obrovská čierna diera s veľkosťou rádovo svetelný rok a s hmotnosťou biliónov slnečné hmoty. Je nepostrádateľným výsledkom kolapsu Vesmíru a splynutia čiernych dier a po Veľkom tresku začína rásť, absorbuje gravitačné žiarenie a akúkoľvek hmotu okolo. Mnohí autori, vrátane Penrosea, pochopili, že takáto superdiera sa objaví vo fáze kolapsu vesmíru, ale nikto nevedel, akú dôležitú úlohu hrá táto Veľká čierna diera v dynamike následného rozpínania vesmíru.
3. Ako ďaleko od nás a kde presne (v akej časti oblohy) sa nachádza? Aké má parametre?
Veríme, že vo vzdialenosti asi päťdesiat miliárd svetelných rokov. Celý rad nezávislých štúdií hovorí o anizotropii rôznych kozmologických javov – a mnohé z nich poukazujú na oblasť oblohy v blízkosti tmavého súhvezdia Sextants. V kozmológii sa dokonca objavil pojem „diablova os“. Podľa aktuálnej hodnoty zrýchleného rozpínania vesmíru sa dá odhadnúť veľkosť Veľkej čiernej diery na miliardu svetelných rokov, čo dáva jej hmotnosť 6 * 10^54 gramov alebo miliardy biliónov slnečných hmôt – tj. , od svojho vzniku narástla miliardkrát! Ale aj túto informáciu o hmote Veľkej čiernej diery sme dostali s oneskorením miliárd rokov. V skutočnosti je Veľká čierna diera už oveľa väčšia, ale ako veľmi je ťažké povedať, je potrebný ďalší výskum.
4. Je možné s pomocou existujúcich prístrojov vidieť ak už nie samotný LBH, tak aspoň nepriame znaky naznačujúce jeho prítomnosť v tejto časti Vesmíru z takej vzdialenosti, v ktorej sa tento LBH nachádza? Za akých podmienok bude k dispozícii na priame štúdium?
Po preštudovaní zrýchlenia expanzie vesmíru a toho, ako závisí od času, určíme vývoj parametrov Veľkej čiernej diery. Anizotropia kozmologických efektov sa prejavuje v rozložení CMB fluktuácií po oblohe, v orientácii osí galaxií a v množstve ďalších javov. Aj toto sú spôsoby štúdia Veľkej čiernej diery na diaľku. Budeme to tiež študovať priamo, ale neskôr.
5. Čo by sme videli, keby sme mohli letieť do tohto BCH? Dá sa do nej ponoriť bez ohrozenia života? Čo nájdeme pod jeho povrchom?
Čo sa týka vnútra čiernych dier, aj v učebniciach je množstvo protichodných informácií. Mnoho ľudí si myslí, že na okraji čiernych dier nás slapové sily určite roztrhajú na malé stužky - dokonca sa objavilo aj slovo „špagetifikácia“. V skutočnosti sú slapové sily na okraji veľmi veľkej čiernej diery úplne neviditeľné a podľa rigoróznych riešení Einsteinových rovníc je proces prekročenia hranice čiernej diery pre padajúceho pozorovateľa zanedbateľný. Verím, že pod povrchom Veľkej čiernej diery uvidíme takmer rovnaký Vesmír – tie galaxie, ktoré sa doň ponorili skôr. Hlavným rozdielom bude zmena v ustupovaní galaxií k ich konvergencii: všetci výskumníci sa zhodujú, že všetko vo vnútri čiernej diery padá do stredu.
6. Ak táto čierna diera narastie, jedného dňa do seba nasaje všetku zvyšnú hmotu. čo sa stane potom?
Hranica Veľkej čiernej diery pôjde na hranicu pozorovateľného Vesmíru a jej osud nás prestane vzrušovať. A vesmír vo vnútri diery vstúpi do druhej fázy svojho cyklu - keď expanziu nahradí kontrakcia. Nie je v tom nič tragické, pretože kontrakcia bude trvať približne toľko miliárd rokov, ako expanzia. Inteligentné bytosti tohto kolobehu Vesmíru pocítia problémy o desiatky miliárd rokov, keď teplota žiarenia kozmického mikrovlnného pozadia stúpne natoľko, že sa planéty prehrievajú v dôsledku teplej nočnej oblohy. Možno pre niektorých mimozemšťanov, ktorých slnko zhasne, to bude, naopak, záchrana, aj keď dočasná - na sto miliónov rokov. Keď sa súčasný vesmír scvrkne na niekoľko svetelných rokov, opäť stratí svoju hmotu, čo spôsobí Veľký tresk. Začne sa nový cyklus expanzie a v strede vesmíru sa objaví nová veľká čierna diera.
7. Kedy by podľa vás mala nastať táto udalosť (zrútenie vesmíru do BCH)? Je tento časový interval rovnaký pre všetky cykly expanzie/kompresie alebo sa môže zmeniť?
Myslím si, že kozmologické cykly sledujú s dobrou presnosťou určité obdobie súvisiace s celkovou hmotnosťou a energiou vesmíru. Ťažko povedať, v akom presnom štádiu nášho cyklu sa nachádzame – na to potrebujeme postaviť špecifické kozmologické modely s daným počtom baryónov, čiernych dier, gravitačných vĺn a iných typov žiarenia. Kedy nás predbehne okraj rastúcej Veľkej čiernej diery? Výpočty ukazujú, že určite vstúpi do režimu superluminálnej expanzie - to neporušuje teóriu relativity, pretože hranica čiernej diery nie je hmotným objektom. Ale táto nadsvetelná rýchlosť znamená, že naše stretnutie s touto hranicou Veľkej čiernej diery sa môže stať kedykoľvek - z niektorých pozorovaní, ktoré sú obmedzené rýchlosťou svetla, nebudeme schopní odhaliť jej priblíženie. Aby som predišiel panike, opakujem: nevidím v tom nič tragické, ale kozmológovia si začnú všímať, ako sa červený posun vzdialených galaxií zmení na modrý. Ale na to musí mať svetlo z nich čas, aby sa k nám dostalo.
8. Aké pozorovacie a teoretické údaje hovoria v prospech vami navrhovaného kozmologického modelu alebo ho možno dokonca robia povinným?
Klasické Friedmannove rovnice sú založené na princípe izotropie a homogenity. Konvenčná kozmológia teda v zásade nemohla brať do úvahy anizotropné efekty, o ktorých mnohí pozorovatelia hovoria. Upravené Friedmanove rovnice získané v práci Vasilkova a I z roku 2018 zahŕňajú anizotropné efekty, pretože Veľká čierna diera je v určitom smere. Otvárajú sa tak možnosti na štúdium týchto účinkov, čo potvrdí aj samotnú teóriu. Nebudujeme novú kozmológiu, jednoducho vkladáme chýbajúce dynamické pramene do dobre rozvinutej klasickej kozmológie, ktorá vznikla v polovici 20. storočia, počnúc dielom Gamowa a jeho skupiny. Kriesime túto klasickú kozmológiu tým, že ju robíme súčasťou bežnej fyziky. Teraz neobsahuje žiadne predpoklady o kvantovej gravitácii, o extra priestorových rozmeroch a o temných entitách ako „inflácia“, „vákuové fázové prechody“, „temná energia“ a „temná hmota“. Funguje iba v rámci Einsteinovej klasickej a dobre testovanej teórie gravitácie, pričom používa iba známe zložky vesmíru, ako sú čierne diery a gravitačné vlny. Keďže dobre vysvetľuje pozorované javy, je to absolútne povinné – podľa princípov vedy. Existuje veľa kozmologických modelov, ale realita je len jedna. Oživená klasická kozmológia je nápadne elegantná a jednoduchá, a preto verím, že sme sa naučili skutočný spôsob existencie vesmíru.
Pojem čierna diera pozná každý – od školákov až po starších ľudí, používa sa v vedeckej a beletrii, v žltých médiách a na vedeckých konferenciách. Ale nie každý vie, čo presne tieto diery sú.
Z histórie čiernych dier
1783 Prvú hypotézu o existencii takého javu ako čierna diera predložil v roku 1783 anglický vedec John Michell. Vo svojej teórii spojil dva výtvory Newtona – optiku a mechaniku. Michellova myšlienka bola takáto: ak je svetlo prúdom drobných častíc, tak ako všetky ostatné telesá, častice by mali zažiť príťažlivosť gravitačného poľa. Ukazuje sa, že čím je hviezda hmotnejšia, tým ťažšie je pre svetlo odolávať jej príťažlivosti. 13 rokov po Michellovi predložil francúzsky astronóm a matematik Laplace (s najväčšou pravdepodobnosťou nezávisle od svojho britského kolegu) podobnú teóriu.
1915 Všetky ich diela však zostali až do začiatku 20. storočia nevyžiadané. V roku 1915 Albert Einstein publikoval Všeobecnú teóriu relativity a ukázal, že gravitácia je zakrivenie časopriestoru spôsobené hmotou a o niekoľko mesiacov neskôr ju nemecký astronóm a teoretický fyzik Karl Schwarzschild použil na riešenie konkrétneho astronomického problému. Skúmal štruktúru zakriveného časopriestoru okolo Slnka a znovu objavil fenomén čiernych dier.
(John Wheeler vymyslel termín „čierne diery“)
1967 Americký fyzik John Wheeler načrtol priestor, ktorý sa dá pokrčiť ako kus papiera do nekonečne malého bodu a označil ho ako „čierna diera“.
1974 Britský fyzik Stephen Hawking dokázal, že čierne diery, hoci pohlcujú hmotu bez návratu, môžu vyžarovať žiarenie a nakoniec sa odpariť. Tento jav sa nazýva „Hawkingovo žiarenie“.
2013 Najnovšie výskumy pulzarov a kvazarov, ako aj objav žiarenia kozmického mikrovlnného pozadia konečne umožnili popísať samotný pojem čiernych dier. V roku 2013 sa plynový oblak G2 dostal veľmi blízko k čiernej diere a je pravdepodobné, že ho pohltí, pričom pozorovanie jedinečného procesu poskytuje skvelé príležitosti na nové objavy vlastností čiernych dier.
(Masívny objekt Sagittarius A *, jeho hmotnosť je 4 milióny krát väčšia ako Slnko, čo znamená zhluk hviezd a vytvorenie čiernej diery)
2017. Skupina vedcov zo spolupráce niekoľkých krajín s teleskopom Event Horizon Telescope, ktorá spájala osem ďalekohľadov z rôznych miest zemských kontinentov, uskutočnila pozorovania čiernej diery, ktorá je supermasívnym objektom a nachádza sa v galaxii M87, v súhvezdí Panna. Hmotnosť objektu je 6,5 miliardy (!) hmotností Slnka, giganticky krát väčšia ako masívny objekt Sagittarius A *, pre porovnanie, priemer je o niečo menší ako vzdialenosť od Slnka po Pluto.
Pozorovania sa uskutočňovali v niekoľkých etapách, počnúc jarou 2017 a počas obdobia 2018. Množstvo informácií sa vypočítalo v petabajtoch, ktoré sa potom museli dešifrovať a získať skutočný obraz ultra vzdialeného objektu. Predskenovanie všetkých údajov a ich spojenie do jedného celku preto trvalo ďalšie celé dva roky.
2019Údaje boli úspešne dekódované a zobrazené, čím sa vytvoril vôbec prvý obraz čiernej diery.
(Vôbec prvá snímka čiernej diery v galaxii M87 v súhvezdí Panna)
Rozlíšenie obrazu vám umožňuje vidieť tieň bodu, z ktorého niet návratu v strede objektu. Obraz bol získaný ako výsledok interferometrických pozorovaní s extra dlhou základnou čiarou. Ide o takzvané synchrónne pozorovania jedného objektu z viacerých rádioteleskopov, vzájomne prepojených sieťou a umiestnených v rôznych častiach zemegule, nasmerovaných jedným smerom.
Čo sú to vlastne čierne diery?
Lakonické vysvetlenie javu znie takto.
Čierna diera je časopriestorová oblasť, ktorej gravitačná príťažlivosť je taká silná, že ju nemôže opustiť žiadny objekt, vrátane svetelných kvánt.
Čierna diera bola kedysi masívnou hviezdou. Pokiaľ termonukleárne reakcie udržujú v jeho útrobách vysoký tlak, všetko zostáva normálne. No časom sa zásoby energie vyčerpajú a nebeské teleso sa vplyvom vlastnej gravitácie začne zmenšovať. Konečným štádiom tohto procesu je kolaps hviezdneho jadra a vytvorenie čiernej diery.
- 1. Vyvrhnutie prúdu čiernej diery vysokou rýchlosťou
- 2. Disk hmoty vyrastie do čiernej diery
- 3. Čierna diera
- 4. Podrobná schéma oblasti čiernej diery
- 5. Veľkosť nájdených nových pozorovaní
Najbežnejšia teória hovorí, že podobné javy sú v každej galaxii, teda aj v strede našej Mliečnej dráhy. Obrovská gravitácia diery je schopná udržať okolo seba niekoľko galaxií, čo im bráni v pohybe od seba. "Oblasť pokrytia" môže byť rôzna, všetko závisí od hmotnosti hviezdy, ktorá sa zmenila na čiernu dieru, a môže byť tisíce svetelných rokov.
Schwarzschildov polomer
Hlavnou vlastnosťou čiernej diery je, že akákoľvek hmota, ktorá sa do nej dostane, sa už nikdy nemôže vrátiť. To isté platí pre svetlo. Vo svojom jadre sú diery telesá, ktoré úplne absorbujú všetko svetlo, ktoré na ne dopadá a nevyžarujú svoje vlastné. Takéto predmety sa môžu vizuálne javiť ako zrazeniny absolútnej tmy.
- 1. Hmota sa pohybuje polovičnou rýchlosťou svetla
- 2. Fotónový krúžok
- 3. Vnútorný fotónový kruh
- 4. Horizont udalostí v čiernej diere
Na základe Einsteinovej Všeobecnej teórie relativity, ak sa teleso priblíži ku kritickej vzdialenosti od stredu diery, už sa nemôže vrátiť. Táto vzdialenosť sa nazýva Schwarzschildov polomer. Čo presne sa deje v tomto okruhu, nie je s určitosťou známe, ale existuje najbežnejšia teória. Predpokladá sa, že všetka hmota čiernej diery je sústredená v nekonečne malom bode a v jeho strede je objekt s nekonečnou hustotou, ktorý vedci nazývajú singulárna porucha.
Ako spadne do čiernej diery
(Na obrázku čierna diera Strelca A * vyzerá ako extrémne jasný zhluk svetla)
Nie je to tak dávno, v roku 2011, vedci objavili oblak plynu a dali mu jednoduchý názov G2, ktorý vyžaruje nezvyčajné svetlo. Takáto žiara môže spôsobiť trenie v plyne a prachu spôsobené pôsobením čiernej diery Sagittarius A * a ktoré sa okolo nej otáčajú vo forme akréčného disku. Stávame sa tak pozorovateľmi úžasného fenoménu pohlcovania oblaku plynu supermasívnou čiernou dierou.
Podľa nedávnych štúdií sa najbližšie priblíženie k čiernej diere uskutoční v marci 2014. Môžeme si znovu vytvoriť obraz o tom, ako sa toto vzrušujúce predstavenie bude odohrávať.
- 1. Keď sa oblak plynu prvýkrát objaví v údajoch, pripomína obrovskú guľu plynu a prachu.
- 2. Teraz, od júna 2013, je oblak od čiernej diery vzdialený desiatky miliárd kilometrov. Padá do nej rýchlosťou 2500 km/s.
- 3. Očakáva sa, že oblak prejde čiernou dierou, ale slapové sily spôsobené rozdielom v príťažlivosti pôsobiacej na prednú a zadnú hranu oblaku spôsobia, že sa bude stále viac predlžovať.
- 4. Po rozbití oblaku sa väčšina z neho s najväčšou pravdepodobnosťou spojí s akrečným diskom okolo Sagittarius A*, čím sa v ňom vygenerujú rázové vlny. Teplota vystúpi na niekoľko miliónov stupňov.
- 5. Časť oblaku spadne priamo do čiernej diery. Nikto presne nevie, čo sa s touto látkou stane, ale očakáva sa, že v procese pádu bude vyžarovať silné prúdy röntgenového žiarenia a nikto iný ju neuvidí.
Video: čierna diera pohltí oblak plynu
(Počítačová simulácia toho, koľko z oblaku plynu G2 zničí a spotrebuje čierna diera Sagittarius A*)
Čo je vo vnútri čiernej diery
Existuje teória, ktorá tvrdí, že čierna diera vo vnútri je prakticky prázdna a všetka jej hmota je sústredená v neuveriteľne malom bode umiestnenom v jej samom strede – singularite.
Podľa inej teórie, ktorá existuje už pol storočia, všetko, čo spadne do čiernej diery, ide do iného vesmíru umiestneného v samotnej čiernej diere. Teraz táto teória nie je hlavná.
A je tu aj tretia, najmodernejšia a húževnatá teória, podľa ktorej sa všetko, čo spadne do čiernej diery, rozpúšťa vo vibráciách strún na jej povrchu, ktorý je označený ako horizont udalostí.
Aký je teda horizont udalostí? Pohľad do čiernej diery nie je možné ani pomocou supervýkonného teleskopu, pretože ani svetlo, ktoré sa dostane do obrovského kozmického lievika, nemá šancu vrátiť sa späť. Všetko, čo sa dá nejako zvážiť, je v jeho bezprostrednej blízkosti.
Horizont udalostí je podmienená čiara povrchu, spod ktorej nemôže uniknúť nič (ani plyn, ani prach, ani hviezdy, ani svetlo). A toto je veľmi tajomný bod, odkiaľ niet návratu v čiernych dierach vesmíru.
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. HREBENY
Skúsme vrátiť čas. Pred začiatkom života, pred Zemou, pred narodením Slnka a formovaním galaxií, predtým, ako sa začalo rozlievať svetlo. A to bolo pred 13,8 miliardami rokov.
Ale čo predtým? Mnohí fyzici tvrdia, že „pred“ vôbec neexistuje. Veria, že samotný čas začal v okamihu Veľkého tresku a všetko, čo sa stalo predtým, sa nehodí do vedeckej oblasti. Podľa tohto pohľadu nikdy nebudeme schopní pochopiť, aká bola realita pred Veľkým treskom, z akých zložiek sa sformovala a prečo sa to stalo, že vznikol náš vesmír.
Sú však vedci, ktorým sú cudzie konvencie, a tí s nimi nesúhlasia. Títo ľudia budujú zložité teórie o tom, že v prchavom okamihu pred Veľkým treskom sa všetka energia a hmota rodiaceho sa vesmíru scvrkla do nereálne hustého, no dosť obmedzeného zrna. Môžete to nazvať „Semeno novej reality“.
Títo excentrickí fyzici veria, že Semeno bolo nepredstaviteľne malé, pravdepodobne biliónkrát menšie ako akákoľvek elementárna častica, ktorú môže človek pozorovať. A predsa, práve toto zrno sa stalo impulzom pre vznik všetkého ostatného: iných častíc, galaxií, našej slnečnej sústavy a ľudí. Ak naozaj chcete čokoľvek nazvať časticou Boha, potom je toto Semeno tým najlepším kandidátom na takéto meno.
A ako potom vzniklo toto Semeno? Myšlienka, ktorú predložil Nikodim Poplavsky z University of New Haven, je taká, že semeno našej reality vzniklo v prvotnej peci čiernej diery.
Reprodukcia multivesmíru
Predtým, ako sa dostaneme hlbšie, stojí za to pochopiť, že v posledných rokoch mnohí záujemcovia o túto problematiku dospeli k záveru, že náš vesmír nie je ani zďaleka jediný. Môže to byť len malá časť obrovského multivesmíru, jedna zo svetelných gúľ na skutočnej nočnej oblohe.
Nikto nevie, ako sú tieto vesmíry navzájom prepojené a či vôbec takéto spojenie existuje. Hoci spor, ktorý na túto tému vzniká, je špekulatívny a nepreukázateľný, stále existuje jedna zaujímavá myšlienka, ktorá hovorí, že Semeno každého vesmíru je veľmi podobné semenu rastliny. Malý kúsok vzácnej hmoty, kompaktne stlačený a ukrytý pod ochrannou škrupinou.
To veľmi presne vysvetľuje udalosti, ktoré sa odohrávajú vo vnútri Čiernej diery. Všetky čierne diery sú pozostatky obrovských hviezd, ktorým došlo palivo a ich jadrá sa zrútili. Keď gravitačné sily stlačia všetko s úchvatnou a stále narastajúcou silou. Potom teplota stúpne na 100 miliárd stupňov, atómy sa rozpadajú a elektróny sú roztrhané na kusy. A potom sa táto kaša ešte viac stiahne.
Teraz je hviezda Čierna diera. A to znamená, že sila jeho príťažlivosti je taká obrovská, že z nej nemôže uniknúť ani lúč svetla. Hranica medzi vonkajšou a vnútornou časťou čiernej diery sa nazýva horizont udalostí. V strede takmer každej galaxie, vrátane našej Mliečnej dráhy, ak sa pozriete pozorne, môžete nájsť masívne čierne diery, ktoré sú miliónkrát väčšie ako naše Slnko.
Otázky bez dna
Použitím Einsteinovej teórie na určenie toho, čo sa deje na dne čiernej diery, určite narazíme na koncept singularity, podľa ktorého existuje nekonečne hustý a nekonečne malý bod. A to odporuje samotnej prírode, v ktorej akoby nekonečno neexistovalo... Problém spočíva v samotných Einsteinových vzorcoch, ktoré sú ideálne na výpočty týkajúce sa väčšiny časopriestoru, ale vôbec nefungujú v kvantovej škále neuveriteľné sily, ktoré riadia zrod vesmírov a žijú vo vnútri čiernych dier.
Teoretickí fyzici ako Dr. Poplavsky tvrdia, že hmota v čiernej diere prichádza do bodu, kedy ju už nie je možné stlačiť. Toto malé semeno váži ako miliarda hviezd, ale na rozdiel od singularity je stále celkom skutočné.
Poplavsky verí, že kontrakcia sa zastaví, pretože čierne diery sa točia veľmi rýchlo a možno pri tejto rotácii dosahujú rýchlosť svetla. A toto malé a ťažké semienko, ktoré má neskutočné axiálne krútenie, stlačené a skrútené, možno prirovnať k pružine diabla z tabatierky. Zrazu môže toto semeno vyklíčiť a urobiť to s mohutným pukom. Takéto prípady sa nazývajú Veľký tresk alebo, ako to radšej hovorí Poplavsky, Veľký odraz.
Inými slovami, môže sa ukázať, že Čierna diera je tunel medzi dvoma vesmírmi s jedným koncom. Čo zase znamená, že ak spadnete do Čiernej diery, okamžite sa ocitnete v inom vesmíre (presnejšie v tom, čo z vás zostane). Ten druhý vesmír nemá nič spoločné s naším; diera je len spojovacím článkom, ako spoločný koreň, z ktorého vyrastajú dva stromy.
Takže čo my všetci v našom domovskom vesmíre? Možno sme deti iného, starodávnejšieho veľkého vesmíru. Zárodok vytvorený vo vnútri čiernej diery materského vesmíru mohol pred 13,8 miliardami rokov vykonať veľký odraz, a hoci sa náš vesmír odvtedy rýchlo rozpína, stále môžeme existovať za horizontom udalostí tejto čiernej diery.
Fyzici naznačujú, že náš vesmír existuje vo vnútri čiernej diery 21. novembra 2014
Ako sme sa dohodli. A teraz sa ukazuje, že sa objavila teória, podľa ktorej sa tvrdí, že náš vesmír existuje vo vnútri čiernej diery
Táto zvláštna teória, na ktorej fyzici pracujú už desaťročia, môže objasniť mnohé otázky, na ktoré slávna teória veľkého tresku nevie odpovedať.
Podľa teórie veľkého tresku bol vesmír predtým, ako sa začal rozpínať, v singulárnom stave – to znamená, že v nekonečne malom bode vo vesmíre bola obsiahnutá nekonečne vysoká koncentrácia hmoty. Táto teória nám napríklad umožňuje vysvetliť, prečo sa neuveriteľne hustá hmota raného vesmíru začala vo vesmíre rozpínať obrovskou rýchlosťou a vytvárala nebeské telesá, galaxie a zhluky galaxií.
Zároveň však ponecháva veľké množstvo dôležitých otázok nezodpovedaných. Čo spustilo samotný Veľký tresk?
Čo je zdrojom tajomnej temnej hmoty?
Odpovede na tieto a mnohé ďalšie otázky môže poskytnúť teória, že náš vesmír je vo vnútri čiernej diery. A okrem toho spája princípy dvoch ústredných teórií modernej fyziky: všeobecnej teórie relativity a kvantovej mechaniky.
Všeobecná relativita opisuje vesmír v najväčšom rozsahu a vysvetľuje, ako gravitačné polia masívnych objektov, ako je slnko, deformujú časopriestor. A kvantová mechanika opisuje vesmír v najmenšom meradle – na úrovni atómu. Napríklad berie do úvahy takú dôležitú charakteristiku častíc, ako je spin (rotácia).
Myšlienka je taká, že rotácia častice interaguje s kozmickým časom a dáva mu vlastnosť nazývanú "torzia". Aby ste pochopili, čo je torzia, predstavte si kozmický čas ako ohybnú tyč. Ohýbanie tyče bude symbolizovať zakrivenie kozmického času a krútenie - torzu časopriestoru.
Ak je tyč veľmi tenká, môžete ju ohnúť, ale bude veľmi ťažké zistiť, či je skrútená alebo nie. Torziu časopriestoru je možné vidieť len v extrémnych podmienkach – v raných fázach existencie Vesmíru, alebo v čiernych dierach, kde sa prejaví ako odpudivá sila opačná než gravitačná sila príťažlivosti vyžarujúca zo zakrivenia. časopriestoru.
Ako vyplýva zo všeobecnej teórie relativity, veľmi masívne objekty končia svoju existenciu pádom do čiernych dier – oblastí vesmíru, z ktorých nemôže uniknúť nič, ani svetlo.
Na samom začiatku existencie Vesmíru gravitačná príťažlivosť spôsobená zakrivením priestoru prevýši odpudivú silu krútenia, v dôsledku čoho dôjde k stlačeniu hmoty. Potom však krútenie zosilnie a začne brániť stláčaniu hmoty na nekonečnú hustotu. A keďže energia má schopnosť premeniť sa na hmotu, extrémne vysoká úroveň gravitačnej energie v tomto stave povedie k intenzívnej produkcii častíc, čo spôsobí nárast hmoty vo vnútri čiernej diery.
Mechanizmus krútenia teda naznačuje vývoj pozoruhodného scenára: každá čierna diera by mala dať v sebe vzniknúť novému vesmíru.
Ak je táto teória správna, potom hmota, ktorá tvorí náš vesmír, je tiež prinesená odniekiaľ zvonku. Potom náš
Vesmír musí vzniknúť aj vo vnútri čiernej diery, ktorá existuje v inom vesmíre, ktorý je naším „rodičom“.
V tomto prípade k pohybu hmoty dochádza vždy len jedným smerom, čo zabezpečuje smerovanie času, ktorý vnímame ako pohyb vpred. Šíp času v našom Vesmíre je teda tiež zdedený z „materského“ Vesmíru.
Tu sme hovorili o a tu sme skúmali a učili sa o tom Pôvodný článok je na webe InfoGlaz.rf Odkaz na článok, z ktorého je vytvorená táto kópia -
Čierna diera je vo fyzike definovaná ako oblasť v časopriestore, ktorej gravitačná príťažlivosť je taká silná, že ju nedokážu opustiť ani objekty pohybujúce sa rýchlosťou svetla, vrátane kvánt samotného svetla. Hranica tejto oblasti sa nazýva horizont udalostí a jej charakteristická veľkosť sa nazýva gravitačný polomer, ktorý sa nazýva polomer Čierneho lesa. Čierne diery sú najzáhadnejšie objekty vo vesmíre. Za svoje nešťastné meno vďačia americkému astrofyzikovi Johnovi Wheelerovi. Bol to on, kto v populárnej prednáške „Náš vesmír: známy a neznámy“ v roku 1967 nazval tieto superhusté telesá dierami. Predtým sa takéto objekty nazývali „zrútené hviezdy“ alebo „kolapsy“. Pojem „čierna diera“ sa však zakorenil a zmeniť ho je jednoducho nemožné. Vo vesmíre existujú dva typy čiernych dier: 1 - supermasívne čierne diery, ktorých hmotnosť je miliónkrát väčšia ako hmotnosť Slnka (predpokladá sa, že takéto objekty sa nachádzajú v centrách galaxií); 2 - menej hmotné čierne diery, ktoré sú výsledkom kompresie obrovských umierajúcich hviezd, ich hmotnosť je viac ako tri hmotnosti Slnka; ako sa hviezda zmršťuje, hmota sa stále viac zhutňuje a v dôsledku toho sa gravitácia objektu zvyšuje do takej miery, že ju svetlo nedokáže prekonať. Žiarenie ani hmota nemôžu uniknúť čiernej diere. Čierne diery sú supersilné gravitátory.
Polomer, na ktorý sa hviezda musí zmenšiť, aby sa zmenila na čiernu dieru, sa nazýva gravitačný polomer. Pre čierne diery vytvorené z hviezd je to len niekoľko desiatok kilometrov. V niektorých pároch dvojhviezd je jedna z nich neviditeľná pre najsilnejší ďalekohľad, ale hmotnosť neviditeľnej zložky v takomto gravitačnom systéme sa ukazuje ako extrémne veľká. S najväčšou pravdepodobnosťou sú takýmito objektmi buď neutrónové hviezdy alebo čierne diery. Niekedy neviditeľné zložky v takýchto pároch odtrhávajú hmotu z normálnej hviezdy. V tomto prípade je plyn oddelený od vonkajších vrstiev viditeľnej hviezdy a padá do neznáma kam - do neviditeľnej čiernej diery. Pred pádom do diery však plyn vyžaruje elektromagnetické vlny rôznych vlnových dĺžok, vrátane veľmi krátkych röntgenových vĺn. Navyše, v blízkosti neutrónovej hviezdy alebo čiernej diery sa plyn stáva veľmi horúcim a stáva sa zdrojom silného vysokoenergetického elektromagnetického žiarenia v oblasti röntgenového a gama žiarenia. Takéto žiarenie neprechádza zemskou atmosférou, možno ho však pozorovať pomocou vesmírnych teleskopov. Jeden z pravdepodobných kandidátov na čierne diery sa považuje za silný zdroj röntgenového žiarenia v súhvezdí Labuť.
Načítava...