Нови факти за черните дупки

24. 04. 2019
6-та международна конференция по екзополитика, история и духовност

Телескопът EHT (телескоп Event Horizont) дава на учените нова идея за чудовище, наречено Млечния път. Благодарение на тези данни, за първи път погледнем отблизо черната дупка.

Система от радиотелескопи, които са разположени около Земята и я наричат EHT (Телескоп с хоризонтални събития), фокусирани върху няколко гиганта. Стрелец А е супер масивна черна дупка в средата на Млечния път и още по-голяма черна дупка, отдалечена от 53,5 милиона светлинни години в галактиката M87. През април 2017 се присъедини към обсерваториите, за да наблюдава границите на черните дупки, където силата на гравитацията е толкова силна, че дори светлинните лъчи не могат да я напуснат. Почти след две години сравнения учените публикуваха първите снимки на тези наблюдения. Сега учените се надяват, че новите образи могат да ни кажат повече за черните дупки.

Как изглежда една истинска черна дупка?

Черните дупки наистина са достойни за тяхното име. Огромното гравитационно животно не излъчва никаква светлина в нито една част от електромагнитния спектър, така че изглежда не съществува самостоятелно. Но астрономите знаят, че някъде са там за техния вид ескорт. Тъй като гравитационната им сила пулсира в звезден газ и прах, около тях се образуват маси под формата на въртящ се аккреционен диск с техните взаимно съпътстващи се атоми. Тази дейност излъчва "бяла топлина" и излъчва рентгенови лъчи и друго високоенергийно излъчване. Тогава най-„мразените“ наситени черни дупки облъчват всички звезди в околните галактики.

Смята се, че изображението на телескопа EHT на SHTH, Sagittaria A, ще има ярка черна сянка върху придружаващия я диск с акреции от светъл материал. Компютърната симулация и законите на гравитационната физика дават на астрономите добра представа какво да очакват. Поради високата гравитационна сила в близост до черната дупка, акреционният диск ще бъде деформиран около пръстеновидния хоризонт и този материал ще бъде видим зад черната дупка. Полученото изображение вероятно е асиметрично. Гравитацията огъва светлина от вътрешната част на диска към Земята по-силно от външната част и прави пръстена по-лек.

Прилагат ли се законите на общата теория на относителността около черна дупка?

Точната форма на пръстена може да бъде решена чрез най-разочароващия поглед в теоретичната физика. Двата стълба във физиката са теорията на Айнщайн за общата относителност, която контролира масивни и гравитационно мощни обекти като черна дупка и квантова механика, която контролира странния свят на субатомни частици. Всяка теория работи в своя собствена област. Но те не могат да работят заедно.

Физикът Лия Медеирос от Университета в Аризона в Тусон казва:

- Общата теория на относителността и квантовата физика са несъвместими една с друга. Ако общата теория на относителността се прилага в областта на черната дупка, тогава тя може да означава движение напред за теоретиците на физиката ”.

Тъй като черните дупки са най-екстремната гравитационна среда във Вселената, те са най-добрата среда за теста за гравитационна теория. Това е като да хвърляш теории срещу стената и да го предсказваш и разрушаваш. Ако общата теория на относителността е вярна, учените очакват, че черната дупка ще има специфична сянка и по този начин кръгла форма, освен ако теорията на Айнщайн не е приложима, тогава сянката ще има различна форма. Лия Медеирос и нейните колеги са приложили компютърна симулация към различни сенки на черната дупка 12 000, които може да се различават от теориите на Айнщайн.

Л. Медериос казва:

"Ако открием нещо различно (алтернативи на теориите за гравитацията), то ще бъде като коледен подарък."

Дори и малкото отклонение от общата теория на относителността би помогнало на астрономите да определят това, което виждат от онова, което очакват.

Дали мъртвите звезди, наречени пулсари, обграждат черна дупка по млечния път?

Друг начин да се тества общата теория на относителността около черните дупки е да се наблюдава как се движат звездите около тях. Когато светлината от звездите тече в полето на екстремното привличане на черната дупка в близост до нея, светлината е "опъната" и по този начин изглежда по-червена. Този процес, наречен "червена, гравитационна смяна" и общата теория на относителността, беше приет. Миналата година астрономите го наблюдаваха близо до района на SgrA. Засега добра новина за теорията на Айнщайн. Още по-добър начин да се потвърди това явление е да се извърши същото изпитване на пулсарите, които се въртят бързо и преместват звездното небе с лъчи на радиация през редовни интервали и изглеждат пулсиращи.

Червената гравитационна смяна би нарушила редовната метрономна операция и като ги наблюдаваше, щеше да има по-точен тест на теорията на общата теория на относителността.

Скот Рансън от Националната астрономическа обсерватория в Шарлотсвил казва:

„За повечето хора, наблюдаващи района на SgrA, би било мечта да открият пулсари или пулсари, обикалящи около черна дупка. Много много интересни и много подробни тестове на общата теория на относителността могат да бъдат предоставени от пулсарите. "

Въпреки внимателното наблюдение обаче, пулсар не е намерен в орбита около района на SgrA. Отчасти защото галактическият прах и газ разпръскват лъчите си и е труден за насочване. Но EHT все още осигурява най-добрия изглед на центъра на радиовълните, така че S.Ransom и колегите му се надяват, че ще могат да направят това. "Това е като риболовна експедиция, чийто шанс за улов е много малък, но си заслужава", казва С.Рансом.

Пулсар PSR J1745-2900 (оставен на илюстрация) е открит в 2013. Тя обикаля точно в 150 светлинни години около черна дупка в центъра на галактиката. Но е твърде далеч от нея, за да провежда точни тестове за обща относителност. Самото съществуване на този пулсар дава на астрономите надежда да използват EHT, за да открият повече и по-близки пулсари по-близо до черната дупка.

Как черните дупки произвеждат струи?

Някои черни дупки са гладни улуци и привличат огромни количества газ и прах, докато други са придирчиви. Никой не знае защо е така. SgrA изглежда е обезпокоен ядящ с изненадващо тъмен диск, въпреки масовата равна на милиони слънчеви маси на 4. Друга цел, насочена от EHT, черната дупка в галактиката M87 е лакомия. Тя тежи като 3,5 до 7,22 милиарди слънца. Освен това в допълнение към огромния акумулиращ диск в околността той също струи поток от заредени субатомни частици в рамките на 5 000 светлинни години.

Институт по радиоастрономия в Бон той казва:

"Малко е противоречие да се смята, че черна дупка изобщо изключва нещо."

Хората обикновено мислят, че черната дупка просто поглъща. Много черни дупки произвеждат струи, които са по-дълги и по-широки от цели галактики и могат да достигнат милиарди светлинни години от черната дупка.

Естественият въпрос е какво може да бъде мощен източник на енергия, който излъчва струи в такива огромни разстояния. Благодарение на EHT най-накрая можем да проследим тези събития за първи път. Можем да изчислим величината на магнитното поле на черната дупка в галактиката M87, защото те са свързани със силите на струите. Чрез измерване на свойствата на джетовете, когато те са близо до черна дупка, тя помага да се определи откъде произлизат струи - от вътрешността на диска, или от друга част на диска или от самата черна дупка.

Тези наблюдения могат също да изяснят дали струи идват от черна дупка или от бързо течащ материал в диска. Тъй като струи могат да носят материал от центъра на галактиката в междугалактичния регион, това може да обясни въздействието върху развитието и растежа на галактиките. И дори там, където се раждат планетите и звездите.

Т. Кричбаум казва:

„Важно е да се разбере еволюцията на галактиките от ранното образуване на черни дупки до раждането на звездите и в крайна сметка до раждането на живота. Това е много голяма история и, изучавайки струите от черни дупки, ние само леко допълваме малките частици от великия пъзел на живота. "

Забележка за издателя: Тази история беше актуализирана от 1 April 2019 чрез усъвършенстване на масата на черната дупка M 87: масата на галактиката е 2,4 трилиони маса на Слънцето. Самата черна дупка има маса като няколко милиарда слънца. Добавянето, симулацията на черна дупка е пример за потвърждение на теорията на Айнщайн за общата относителност, а не за неговото опровержение.

Подобни статии