Рубрика «чёрные дыры» - 9

Тёмной материи во Вселенной в пять раз больше, чем обычной. Но как это влияет на чёрные дыры?

Одного дня достаточно, чтобы мы выросли, или, наоборот, уменьшились.
— Пауль Клее

Хотите верьте, хотите – нет, но цитата подходит как к чёрным дырам, так и к людям. Иногда чёрная дыра может несказанно прирасти, а иногда – потерять больше массы-энергии, чем приобрела. На этой неделе статья посвящается вопросу Майкла Бута, который затрагивает не только этот аспект чёрных дыр, но и более тёмную их сторону:

Поскольку тёмная материя взаимодействует с барионной только через гравитацию, и поскольку тёмной материи существует в 5 раз больше, чем барионной, 5/6 чёрных дыр должны содержать тёмную материю. Сообщает ли нам эта информация что-либо полезное касательно чёрных дыр?

Отвечая на этот вопрос, нужно рассмотреть много аспектов, так что начнём мы с описания того, что такое чёрная дыра, и с того, что наша планета ею не является.

Спросите Итана №56: состоят ли чёрные дыры из тёмной материи? - 1

Если взять такую планету, как Земля, у неё есть огромное количество гравитационной энергии, удерживающее нас на поверхности. Чтобы убежать от гравитационного поля планеты, нам необходимо достичь огромных скоростей порядка 11 200 м/с. Гравитационное поле в фотосфере Солнца гораздо сильнее, там нужно двигаться со скоростью порядка 618 000 м/с, чтобы вырваться из его гравитационного поля. Это большие скорости, но достижимые.
Читать полностью »

Сегодня научная коллаборация LIGO-Virgo объявила об обнаружении гравитационных волн от второго источника и обнародовала результаты первого научного цикла наблюдений (всего три события за четыре месяца наблюдений). Статья опубликована в Physical Review Letters.

На заре гравитационно-волновой астрономии: второе наблюдение слияния черных дыр - 1

Читать полностью »

Учитывая, что вся эта материя и вся энергия были так тесно собраны в одном месте, и были такими плотными в момент Большого взрыва – почему же Вселенная не реколлапсировала?

“Es ist immer angenehm, über strenge Lösungen einfacher Form zu verfügen.” (Всегда приятно иметь в своём распоряжении точное решение в простом виде)
– Карл Шварцшильд

Даже если бы вы знали все законы физики во всех местах Вселенной в любой момент, этого всё равно было бы недостаточно для предсказания текущего состояния Вселенной. Поскольку, хотя законы физики устанавливают правила эволюции системы, для старта ей всё ещё требуется набор начальных условий. На этой неделе наш выпуск посвящён вопросу Адреаса Лаузера, который спрашивает:

Хотя у меня нет особых сомнений в том, что теория Большого взрыва корректна, или, как вы бы сказали, неплохо аппроксимирует произошедшее, есть одна вещь, о которой я размышляю, когда думаю об этой части космологии. Есть ли объяснение тому, что Вселенная не превратилась сразу в чёрную дыру? Полагаю, что изначальная её плотность была гораздо выше предела Шварцшильда.

Мы уже обсуждали этот вопрос, но вам нужны дополнительные детали и ответ получше, чем я тогда давал. Вернёмся к моменту рождения самой успешной теории гравитации, ОТО, на 100 лет назад.
Читать полностью »

image

Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA официально объявило об окончательном выходе из строя рентгеновского телескопа Hitomi, недавно запущенного на орбиту. 28 апреля попытки вернуть его в строй были прекращены.

Директор подразделения JAXA, занимавшегося запуском спутника, Саку Цунета [Saku Tsuneta], объявил: «Мы заключили, спутник находится в состоянии, не подразумевающем восстановления его функций. Я глубоко извиняюсь за прекращение операции». Также он отметил, что сожалеет о несбывшейся мечте астрономов по изучению глубокого космоса и чёрных дыр, которым должен был заниматься означенный спутник.
Читать полностью »

Нужно быть оптимистом – надеяться, что несколько новых результатов измерений откроют новые территории для теоретиков.
Джим Пиблз

Читатель спрашивает:

что появилось раньше, чёрные дыры в центре спиральных галактик, или же сами галактики?

Недавно мы рассматривали самые большие и самые маленькие чёрные дыры Вселенной, и это даёт нам возможность рассмотреть порядок, в котором формировались разные структуры во Вселенной. Вот как выглядит Вселенная на крупных масштабах:

В данный момент Вселенная содержит от нескольких сотен миллиардов до триллиона галактик, массы которых варьируются от 0,01% Млечного пути до 1000 масс нашей галактики. Скопления расположены в паутиноподобной космической структуре, в ней есть суперкластеры и пересечения нитей, и огромные пустые пространства размером в десятки миллионов световых лет. Видимая часть Вселенной тянется на 46 миллиардов световых лет во всех направлениях от нас.

Но это не всегда было так — даже близко к этому не было. В самом начале всё было однородным. Только по прошествии миллиардов лет Вселенная начала напоминать свой текущий вид.
Читать полностью »

image
На фото слева галактики, у которых чёрные дыры в центре вращаются одинаково, обведены кружками

Астрономы из Кейптаунского университета при помощи радиотелескопа Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) обнаружили в одном из дальних уголков Вселенной необычную картину: несколько сверхмассивных чёрных дыр отправляют джеты радиоизлучения в одном и том же направлении. Скорее всего, такое поведение вызвано влиянием флуктуаций первичной массы, образовавшейся в ранней Вселенной.

Это первое наблюдение подобного рода. Оно стало возможным в результате трёхлетнего наблюдения при помощи радиотелескопа за регионом космоса под названием ELAIS-N1.

Как утверждает один из авторов работы, профессор Эндрю Расс Тэйлор [Andrew Russ Taylor], находящиеся в центрах галактик сверхмассивные чёрные дыры могут испускать джеты в одном направлении лишь в том случае, если все они вращаются в одну сторону.
Читать полностью »

Ученые нашли гигантскую черную дыру в заурядной галактике - 1
Эллиптическая галактика NGC 1600 больше и ярче соседей. Но никто не ожидал найти в ее центре такой крупный объект (фото: ESA)

Астрономы обнаружили черную дыру, масса которой составляет 17 миллиардов масс Солнца в центре ничем не примечательной галактики NGC 1600. Этот объект только немного уступает по массе самому массивному из известных человеку объектов — еще одной черной дыре с массой в 21 миллиард масс Солнца, но этот сверхгигант расположен в скоплении галактик, а не в центре небольшой галактики, находящейся на значительном удалении от соседей. Для ученых обнаружение сверхмассивной черной дыры в NGC 1600, находящейся на расстоянии 200 млн световых лет от Земли в созвездии Эридана, стало большим сюрпризом.

До настоящего момента массивные черные дыры с массами в миллиарды масс Солнца находили в плотных кластерах галактик. До настоящего момента в центре обычных галактик настолько массивные объекты ученые не наблюдали. Возможно, новое открытие является указанием на то, что сверхмассивные черные дыры не являются такой уж редкостью.
Читать полностью »

«Хаббл» изучил кластер с 9 гигантскими звёздами в 100-250 раз массивнее Солнца - 1
Звёздный кластер R136 в туманности Тарантул из Большого Магелланова Облака

Международная группа учёных совместила фотографии, снятые Широкоугольной камерой 3 (WFC3) и данные со спектрографа c высоким разрешением в ультрафиолетовом диапазоне Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) — и впервые изучила молодой звёздный кластер R136 в ультрафиолете.

Полученные результаты, которые вчера опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, поднимают много вопросов о формировании массивных звёзд.
Читать полностью »

image
Оборудование радиообсерватории Аресибо

Пол Шольц [Paul Scholz] из института Макса Планка с коллегами-радиоастрономами при изучении одного из быстрых радиоимпульсов (БР) обнаружили повторяемость импульсов, исходивших из одного конкретного источника. Это открытие разом отбросило несколько теорий возникновения БР, добавив при этом ещё больше загадок учёным.

Быстрые радиоимпульсы, одиночные импульсы длиной в несколько миллисекунд, радиоастрономы впервые засекли в 2007. Группа профессора Дункана Лоримера, в поисках сигналов пульсаров проводила обработку результатов наблюдений шестилетней давности австралийского 64-метрового радиотелескопа Паркс.

Сигнал был единичным, мощным, но очень коротким. Его проверка заняла около пяти лет. С тех пор было зарегистрировано несколько таких сигналов, и теперь учёные убеждены, что их нельзя списать на помехи, сбои в работе оборудования или микроволновки, в которых персонал готовит еду. С очень большой долей вероятности сигналы исходят из глубокого космоса.

Объяснений природе происхождения было предложено несколько: слияние нейтронных звёзд, последний вздох испарившейся благодаря излучению Хокинга чёрной дыры, превращение блицара в чёрную дыру, и т.п. Но все эти объяснения были придуманы до того момента, как учёные обнаружили, что эти сигналы бывают периодическими.
Читать полностью »

image

Симуляция на суперкомпьютере COSMOS, проведённая теоретическими физиками из Кембриджа и Лондонского университета королевы Марии, показала, что чёрные дыры, формирующиеся во Вселенной, имеющей более четырёх измерений, должны распадаться на голые сингулярности. Правда, этому свойству будут подвержены только чёрные дыры особой формы.

Голая сингулярность – это точка бесконечной плотности, вблизи которой общая теория относительности становится несостоятельной, то есть, теряет предсказательную способность.

Английский физик Роджер Пенроуз сформулировал "принцип космической цензуры", гласящий, что «природа питает отвращение к голой сингулярности». Впоследствии физики высказывали и другие гипотезы: Стивен Хокинг уточнил, что сингулярности, если они могут существовать, непременно должны быть скрыты от наблюдателя – например, горизонтом чёрной дыры. Этот принцип был назван «слабой формой космической цензуры».

В нашем четырехмерном пространстве-времени чёрные дыры обладают сферической формой (а также, возможно, могут формироваться объекты в виде кольца с нулевой толщиной, но ненулевым радиусом, под названием «кольцеобразная сингулярность» или «сингулярность Керра»).
Читать полностью »


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