Я вижу черную дыру? Мы в один день?

Замысловатые дворцы черные дыры столкнулись две фундаментальные теории, описывающие наш мир. Существуют ли черные дыры на самом деле? Похоже, что да. Можно ли решить фундаментальные проблемы, которые возникают при ближайшем рассмотрении черных дыр? Неизвестно. Чтобы понять, что мы имеем дело с учеными, придется немного погрузиться в историю исследования этих необычных объектов. И мы начнем с того, что все силы которые есть в физике, есть одно, что мы не понимаем вообще: сила тяжести.

Тяжести — точка пересечения фундаментальной физики и астрономии, граница, где вы сталкиваетесь с двумя наиболее фундаментальной теории, описывающие наш мир: квантовая теория и теория пространства-времени и гравитации Эйнштейна, она Общей Теорией Относительности.

Черные дыры и гравитацию

Эти две теории кажутся несовместимыми. И это даже не проблема. Они существуют в разных мирах, квантовая механика описывает очень мал, а общая теория относительности описывает очень большие.

Только когда вы попадете в чрезвычайно малых масштабах и крайней тяжести, эти две теории сталкиваются, и как-то один из них окажется неверным. В любом случае, это следует из теории.

Но есть во Вселенной одно место, где мы могли увидеть проблему и, возможно, даже решить: на границе черной дыры. Именно здесь мы встречаемся с самым крайним тяжести. Только вот есть одна проблема: никто никогда не «видел» черную дыру.

Что такое черная дыра?

Представьте, что все драмы в физическом мире, разворачивается в театре пространства-времени, а гравитация-это единственная сила, которая реально меняет театр, в котором играет.

Сила тяжести правит Вселенной, однако, не может даже быть силой в традиционном смысле. Эйнштейн описал его как следствие деформации пространства-времени. А может, она просто не укладывается в Стандартную модель физики элементарных частиц.

Когда очень большая звезда взрывается в конце своей жизни, ее самая внутренняя часть коллапсирует под действием собственной гравитации, чтобы поддерживать давление, действующее против силы тяжести уже не хватит топлива. В конце концов, гравитация все еще способна обеспечить питание такой.

Рушится дело и никакая сила в природе не может покинуть этот развал.

За бесконечное время, звезда схлопнется в бесконечно малую точку: сингулярности, или назовем это черная дыра. Но в последний раз, конечно, звездное ядро коллапсирует в нечто, что имеет ограниченный размер, и еще есть огромная масса в бесконечно малой области. И будет также называют черной дырой.

Черные дыры не всасывают все вокруг

Примечательно, что идея о том, что черная дыра-это неизбежно всасывается все в себе, это неправильно

На самом деле, независимо от того, вы вращаться вокруг звезды или черной дыры, образовавшейся от звезды, это не имеет значения, если масса осталась прежней. Старый добрый центробежной силы и свой угловой момент будет держать вас в безопасности, и не позволю тебе упасть.

И только когда вы включаете на своей ракете тормоза, чтобы прервать вращения, вы начнете падать внутрь.

Однако, как только вы начинаете проваливаться в черную дыру, постепенно вы будете разгоняться до более высоких скоростей до скорости света.

Почему квантовая теория и общая теория относительности несовместимы?

На данный момент все превращается в прах, потому что согласно Общей теории относительности ничто не может двигаться быстрее, чем скорость света.

Свет-это основа, используемая в квантовом мире для обмена силами и транспортировки информации в макромире. Свет определяет, насколько быстро вы можете соединять причину и следствие. Если вы двигаться быстрее света, вы сможете ознакомиться с событиями и изменить положение вещей, прежде чем они произойдут. И это имеет два последствия:

  • В момент, когда вы достигаете скорости света, попадающие внутрь, также нужно снять с этой точки на более высокой скорости, что кажется невозможным. Следовательно, общие физические мудрость скажет вам, что ничто не может покинуть черную дыру, преодолев этот барьер, который у нас еще называют «горизонтом событий».
  • Из этого также следует, что они нарушают основные принципы сохранения квантовой информации.

Правда ли это и как нам изменить теорию гравитации (или квантовая физика) это вопросы, на которые искать ответы очень многих физиков. И никто из нас не может сказать, какие аргументы мы подошли к концу.

Существуют ли черные дыры?

Очевидно, все это волнение будет оправдано только в том случае, если черные дыры действительно существуют в этой вселенной. Так существуют ли они?

В прошлом веке доказали, что некоторые двойные звезды с интенсивным рентгеновские лучи на самом деле звезды, коллапсировать в черные дыры.

Кроме того, в центрах галактик, мы часто находим свидетельства огромная, темная масса концентрациях. Это может быть версия сверхмассивные черные дыры, вероятно, образовался в процессе слияния многих звезд и газовых облаков, которые повергли в центре галактики.

Доказательства убедительны, но косвенные. Гравитационные волны давайте хотя бы «услышать» слияние черных дыр, но подпись горизонт событий по-прежнему неуловимым и мы никогда не «видел» черных дыр до сих пор — они просто слишком малы, слишком далекой и, в большинстве случаев, слишком черный.

Выглядит как черная дыра?

Если вы смотрите прямо в черную дыру, вы увидите самую темную тьму вы можете себе представить.

Но ближайшее окружение черной дыры может быть достаточно ярким, потому что газы спирали внутрь замедляется из-за сопротивления магнитных полей, которые они несут.

Из-за магнитного трения газ разогревается до огромных температур в десятки миллиардов градусов и испускают ультрафиолетовое и рентгеновское излучения.

Altragracia электронов, взаимодействуя с магнитным полем в Газе, начать производить интенсивное радиоизлучение. Таким образом, черные дыры могут светиться, а могут быть окружены огненным кольцом, излучающих на разных длинах волн.

Кольцо огня черный-черный центр

И еще, в центре горизонта событий подхватывает, как хищная птица, каждый фотон, который получает слишком близко.

Потому что пространство искривлено огромной массы черной дыры, траектории света также сгибаются и даже форма почти концентрические окружности вокруг черной дыры, как и серпантины вокруг глубокой долине. Этот эффект кольца света была разработана в 1916 году известный математик Давид Гильберт за несколько месяцев после того, как Альберт Эйнштейн завершил свою Общую теорию относительности.

После неоднократных обход черной дыры, некоторые из лучей свет не может вырваться, а другой будет в горизонт событий. Этот замысловатый путь света вы можете буквально посмотреть на черную дыру. И «ничего», которые появятся на ваш взгляд, будет горизонт событий.

Если вы сделали черную дыру, вы бы увидели черную тень, окруженная светящимся туманом свет. Мы называем эту функцию тени черной дыры.

Примечательно, что эта тень, похоже, больше, чем можно было бы ожидать, если мы возьмем в качестве отправной точки диаметром горизонта событий. Причина в том, что черная дыра действует как гигантская линза, усиливая себя.

Тени среды будет представлен крошечный «фотон кольцо» из-за света, которая вращается вокруг черной дыры навсегда. Кроме того, вы увидите несколько колец света, которые происходят вблизи горизонта событий, впрочем, сконцентрированы вокруг тень черной дыры из-за эффекта линзирования.

Фантазия или реальность?

Может ли черная дыра быть сплошная фикция, которая заключается в том, что компьютер может моделировать? Или вы можете видеть это на практике? Ответ: может быть.

Во Вселенной существует два относительно близко друг к другу сверхмассивных черных дыр, которые являются настолько большими и рядом, что их тени могут быть записаны при помощи современных технологий.

В центре нашего Млечного Пути черные дыры на расстоянии 26,000 световых лет с массой 4 миллиона раз больше массы Солнца и черной дыры в гигантской эллиптической галактики М87 (Мессье 87) с массой 3-6 миллиардов солнечных.

М87 в тысячу раз больше, но в тысячу раз тяжелее, и в тысячу раз больше, так что оба объекта имеют приблизительно одинаковый диаметр тени в проекции на небо.

Увидеть зерно горчицы в Нью-Йорк из Европы

По стечению обстоятельств, простая теория излучения, предсказал, что для обоих объектов излучение, генерируемое вблизи горизонта событий будет излучать в радиодиапазоне 230 Гц и выше.

Большинство из нас сталкиваются с этими частотами, только когда надо пройти через сканер в современный аэропорт. Черная дыра постоянно катится в нем.

Это излучение очень коротких длин волн порядка миллиметров, которая легко поглощается водой. Для того, чтобы телескоп мог наблюдать за космическими миллиметровые волны, он должен быть размещен высоко на горе сухой, чтобы избежать поглощения излучения в земной тропосфере.

На самом деле, нам нужно миллиметровый телескоп, который сможет увидеть объект размером с горчичное зерно в Нью-Йорке, будучи где-то в Нидерландах. Этот телескоп будет в тысячу раз зорко космического телескопа «Хаббл», и для миллиметрового диапазона волн, размер такого телескопа будет от Атлантического океана и более.

Виртуальный телескоп размером с Землю

К счастью, нам не нужно, чтобы покрыть Землю с одного radiomarelli, потому что мы можем построить виртуальный телескоп с таким же разрешением, комбинируя данные, полученные с телескопов в разных горах по всей Земле.

Этот метод называется методом апертурного синтеза и интерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Идея довольно старая и проверенная нескольких десятилетий, но только сейчас стало возможным использовать на высоких частотах радио.

Первые успешные эксперименты показали, что структура горизонта событий можно отведать на таких частотах. Теперь есть все необходимые для этого эксперимента в больших масштабах.

Работы уже ведутся

Проект BlackHoleCam — европейский проект итоговое изображение, измерения и понимания астрофизических черных дыр. Европейский проект является частью глобального сотрудничества — Телескоп горизонта событий консорциум, в который входят более 200 ученых из Европы, Америки, Азии и Африки. Вместе они хотят сделать первую фотографию черной дыры.

В апреле 2017 года, они наблюдали центра галактики М87 и с восьми телескопов на шести различных горах в Испании, Аризона, Гавайи, Мексика, Чили и Южного полюса.

Все телескопы были установлены точные атомные часы для точной синхронизации их данных. Ученые зафиксировали несколько петабайты сырых данных из-за удивительно хорошую погоду по всему миру в то время.

Фото черной дыры

Если ученые смогут увидеть горизонт событий, они будут знать, что проблемы, которые возникают на стыке квантовой теории и Общей теории относительности-это не абстрактные, а вполне реальные. Возможно, тогда они могут быть решены.

Это можно сделать, если получить более четкое изображение тени черных дыр, или трек звезды и пульсары в свой путь вокруг черной дыры, используя все доступные методы для изучения этих объектов.

Возможно, черные дыры будут наши экзотические лаборатории в будущем.

admin
ales7474@mail.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *