Рубрика «чёрные дыры» - 7

Может оказаться, что неуловимая субстанция не состоит из каких-то новых частиц

image

Когда 11 февраля 2016 года докладчик проекта aLIGO (Advanced Laser Interferometric Gravitational Wave Observer) объявил об обнаружении гравитационных волн, я был поражён. Конечно, мы ожидали, что aLIGO в какой-то момент выдаст нам что-нибудь интересное, но мы думали о предварительных результатах. Мы считали, что проект после сложных и трудных подсчётов в течение нескольких месяцев выдаст нам некий слабый сигнал, чуток подымающийся над шумом.

Но нет, графики, показанные в тот роковой день февраля, были настолько ясными и недвусмысленными, что доказывать ничего не пришлось. Своими глазами я мог видеть волновую форму, которую нельзя было спутать ни с чем – это слияние двух чёрных дыр, в результате которого в окружающее пространство-время отправились гравитационные волны.

И это было ещё не всё. Чёрных дыр, увиденных aLIGO, вообще не должно было существовать. Мы знаем о существовании чёрных дыр с массами в миллион или триллион раз превышающими массу Солнца, и мы видели небольшие чёрные дыры массой, сравнимой с солнечной. Но масса чёрных дыр, увиденных aLIGO, была в 30-60 раз больше солнечной. Некоторые из моих коллег утверждают, что чёрные дыры среднего размера, обнаруженные aLIGO, могут оказаться той самой тёмной материей, что скрывается от нас уже почти 50 лет.
Читать полностью »

image

Червоточины. Межгалактические возможности срезать путь. Туннель через пространство-время, позволяющий отважным путешественникам скакать между звёздными системами, даже не приближаясь к скорости света.

Червоточины – рабочая лошадка научно-фантастических межзвёздных цивилизаций в книгах и кино, поскольку они решают надоедливую проблему художественного произведения: «если придерживаться физики, то 99,999999% всей нашей истории будет такой же интересной, как наблюдение за спящими людьми».

Но можно ли сделать это? Реально свернуть и согнуть пространство-время, создать удобный туннель и реализовать все наши галактические мечты?

Коротко говоря: маловероятно.
Подробнее: под катом.
Читать полностью »

image
Странные свойства сверхпроводящих купратов не описываются известными методами квантовой механики, но могут быть связаны со свойствами чёрных дыр из высших измерений

В соответствии с современной квантовой теорией вселенную пронизывают энергетические поля, а энергетическое волнение на этих полях, называемое «частицами», если оно больше похоже на точку, или «волнами», если оно более размазано, служит строительными кирпичиками материи и действующих сил. Новые открытия заставляют предполагать, что этот взгляд на волны/частицы лишь поверхностно описывает компоненты вселенной.

Если представлять каждое энергетическое поле, заполняющее пространство, как поверхность пруда, а волны и частицы – как возмущения этой поверхности, то новые доказательства говорят о существовании под поверхностью скрытого живого мира.
Читать полностью »

Отвечая на вопросы о параллельных мирах, физикам необходимо аккуратно различать интерпретации этой идеи. В инфляционной космологии есть идея «мультивселенной», в квантовой механике – «множественность миров» или «ветви волновой функции», в теории струн – «параллельные браны». Но в последнее время люди всё чаще задумываются о том, не могут ли первые две идеи исходить из одной основной. (Браны, с моей точки зрения, всё-таки совершенно отдельное понятие).

На первый взгляд, это безумие – или, по крайней мере, мне так сначала показалось. Когда космологи рассуждают о мультивселенной, они используют отчасти поэтический термин. На самом деле имеются в виду разные регионы пространства-времени, находящиеся так далеко, что мы не можем их наблюдать, но всё же принадлежащие тому, что мы хотели бы называть «вселенной». В инфляционной космологии эти отдалённые регионы могут быть относительно самодостаточными – как называет их Алан Гут, «карманными вселенными». Если скомбинировать это с теорией струн, то появляющиеся локальные законы физики у разных карманных вселенных могут быть очень разными. У них могут появиться разные частицы, разные силы и даже другое число измерений. Поэтому их вполне разумно считать отдельными вселенными, даже если все они – часть одного и того же пространства-времени.
Читать полностью »

Массивная черная дыра за 10 лет полностью «съела» соседнюю звезду - 1

Ученые из НАСА на днях опубликовали информацию о массивной черной дыре, которая постепенно «откусывает по кусочку» от соседней звезды. Это самый долгий срок наблюдений за подобным процессом за всю историю астрономии. Исследователи обнаружили черную звезду при помощи космической рентгеновской обсерватории «Чандра», спутника Swift и XMM-Newton.

Когда крупные объекты вроде звезд приближаются к черной дыре слишком близко, та может буквально разорвать звезду на части вследствие события приливного горизонта. Как только светило попадает в гравитационное поле черной дыры, та начинает потихоньку вбирать в себя вещество звезды, отбрасывая часть материи, причем этот процесс может продолжаться долго — десятки лет.
Читать полностью »

Возможно, величайшим открытием Стивена Хокинга, и причиной, по которой он так известен среди физиков, было то, что чёрные дыры не живут вечно.

image

Они излучают свою энергию на чрезвычайно долгих временных промежутках через процесс, открытый в 1974 году и известный, как излучение Хокинга. На этой неделе один из читателей задал следующий вопрос:

С момента открытия излучения Хокинга в научных публикациях оно описывается, как постепенное испарение чёрных дыр из-за спонтанного возникновения запутанных частиц рядом с горизонтом событий. Говорят, что одну частицу засасывает в ЧД, а другая улетает и становится излучением Хокинга. Из-за этого излучения ЧД постепенно теряют массу, и в результате полностью исчезают. Вопрос в том, если одна частица падает в ЧД, а вторая улетает, почему ЧД становится меньше? Не должна ли она наоборот, набирать массу?
Читать полностью »

Чёрные дыры – загадка Вселенной: регионы пространства, в которых очень большая масса концентрируется в таких небольших объёмах, что ничто не может убежать из её гравитационного притяжения, даже свет. Неважно, какую энергию или скорость наберёт объект внутри горизонта событий ЧД, он никогда не сможет вырваться и повлиять на Вселенную снаружи.

image

Именно это и делает вопрос нашего читателя интересным:

Как это возможно, что сверхмассивные чёрные дыры становятся квазарами, когда «пожирают» слишком много и слишком быстро? Можно было бы ожидать, что всю материю просто засосёт внутрь.

Это одно из самых странных явлений, которые можно представить: ЧД, объект, притяжения которого ничто не может избежать, порождает класс ярчайших из всех наблюдаемых объектов.
Читать полностью »

Одним из самых удивительных открытий астрофизики стало обнаружение гигантских чёрных дыр. Оказалось, что чёрные дыры формируются не только из сколлапсировавших ядер очень массивных звёзд, массой до 100 солнечных.

image

Сверхмассивные чёрные дыры, существующие в центрах галактик, имеют массу в миллионы, а иногда и миллиарды раз превышающую солнечную. Такая ЧД существует и в центре нашей Галактики. Пока что её можно было наблюдать лишь косвенно, но это не устраивает нашего читателя, спрашивающего:

Насколько я понимаю, в центре нашей галактики есть массивная чёрная дыра. Как близко нужно подобраться к ней, чтобы увидеть? Я думаю, не нужно быть слишком близко к горизонту событий, но раз вокруг неё есть столько звёзд, а вся пыль и обломки засасываются в ней, вряд ли её можно увидеть с достаточно большого расстояния, даже если находится сверху или снизу плоскости галактики.

Для начала расскажем, откуда нам известно о существовании чёрной дыры в центре нашей Галактики.
Читать полностью »

Физика полна невероятных теорий и идей. Одними из наиболее интересных являются квантовая запутанность и червоточины. Первая, предсказанная квантовой механикой, описывает таинственную связь между удаленными элементарными частицами за рамками стандартных взаимодействий. Вторые, предсказанные Общей теорией относительности (ОТО), представляют собой «туннели», связывающие отдаленные участки пространства-времени. В последнее время появились работы (в частности Хуана Малдацена из Принстона и Леонарда Сасскинда из Стэнфордского университета), предлагающие эквивалентность этих двух, на первый взгляд, абсолютно разных явлений.

image

Читать полностью »

ВВЕДЕНИЕ

В прошлой статье «Замкнутая Вселенная – как это получается, как это объяснить попроще, и почему из нее невозможно выйти» я попытался объяснить в рамках курса общей физики свойства замкнутой Вселенной. То, что наша Вселенная является с очень большой вероятностью замкнутой, следует из данных по измерению постоянной Хаббла, средней плотности вещества, возрасту звезд и уравнений общей теории относительности (далее ОТО). Правда, пока превышение измеренной плотности над критической, при которой Вселенная была бы бесконечной, невелико – всего 2%. Потому дискуссии по этому вопросу лучше отложить до тех пор, пока не будет новых данных. Тем не менее, если для образования замкнутого мира конечного объема (а в самом начале — микроскопического) можно предложить несколько возможных механизмов, то для появления открытой вселенной бесконечных размеров объяснения придумать довольно сложно. Между тем многочисленные экспериментальные подтверждения Большого взрыва доказывают, что начало у Вселенной было. Сейчас мы рассмотрим вопрос, как может возникнуть именно замкнутая вселенная (не обязательно наша), описанная в предыдущей статье. Варианты тут могут быть разные, например, была модель возникновения замкнутого мира в результате квантовой флуктуации. Однако после открытия Хокингом в 1974 г. испарения черной дыры появился менее экзотический механизм. В 1976 г. Я.Б. Зельдович предположил, что в результате испарения возникает замкнутая Вселенная.
Как и в предыдущей статье, предполагается определенный минимум знаний по физике, непременно ОТО, хотя бы в небольшом объеме. Здесь материал намного сложнее, так что необходимых знаний требуется гораздо больше. Школьного курса физики будет недостаточно. Чтение популярных книг по космологии не заменит вузовского курса физики, по каким-то причинам не усвоенного в институте. Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js