Гаргантюа черная дыра: «Интерстеллар» с точки зрения науки | Кино

Взгляд в бездну

Согласно сообщению Европейской южной обсерватории, 10 апреля астрофизики сообщат о важных результатах работы Телескопа горизонта событий — крупной сети радиотелескопов. Этот международный проект затевался с целью детального исследования непосредственных окрестностей сверхмассивных черных дыр, расположенных в центрах каждой галактики, в том числе и Млечного Пути. Ожидается, что совместная работа многих телескопов позволит разглядеть саму черную дыру, точнее ее тень. Как менялось наше представление об образе черных дыр, что в этом контексте означает «увидеть» и как здесь помогут радиотелескопы?

Безусловно, наиболее распространенным в массовой культуре изображением черной дыры является образ Гаргантюа в фильме «Интерстеллар», за научную достоверность которого отвечал известный американский астрофизик Кип Торн. Получившаяся картинка действительно изобилует деталями и проявлениями непривычных оптических эффектов.

Однако по настоянию режиссера Кристофера Нолана научная точность была частично принесена в жертву зрелищности, что, тем не менее, не превращает результат в абсурдное творение компьютерной графики. Будут ли впервые полученные астрономами изображения хотя бы отдаленно напоминать порождение цифровых технологий?

Определение черной дыры гласит: это объект с настолько сильной гравитацией, что даже свет не может отдалиться от него на бесконечное расстояние. Так как скорость света является предельной скоростью движения любого материального объекта, то из черной дыры не может выбраться никакое тело. Сама концепция таких объектов тесно связана с современным взглядом на гравитацию — общей теорией относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна — и представлением тяготения в ней через искривление пространства-времени.

Черные дыры в некотором смысле остаются объектами гипотетическими, но астрономы практически не сомневаются в их реальности, так как получено огромное количество косвенных свидетельств их существования, начиная от наблюдений тесных двойных систем и до гравитационных волн.

Однако непосредственных наблюдений черных дыр до сих пор не существовало.

Это связано в первую очередь с их чрезвычайно малым размером и большой удаленностью: так, силуэт сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, согласно оценкам, должен быть виден под углом около 10 микросекунд дуги. Также существуют дополнительные осложнения: находящиеся рядом объекты могут мешать наблюдениям, а распространяющийся сквозь космическую среду сигнал будет поглощаться или рассеиваться, искажая изображение.

Тем не менее, ученые давно задумались над вопросом о том, как могла бы выглядеть черная дыра, — ведь в смысле гравитации это объект с экстремальными свойствами, у которого должны происходить необычные явления.

В частности, притяжение черной дыры будет значительно искривлять траектории лучей света в окрестности, а время будет течь иначе с точки зрения удаленного наблюдателя. Также изучение теней черных дыр позволит исследовать ряд фундаментальных вопросов, таких как точность предсказаний теории Эйнштейна в случае настолько сильных полей, корректность текущего понимания механизмов выделения энергии в их окрестности и многие другие, в том числе связанные с экзотическими теориями вроде кротовых нор.

Первое научно обоснованное изображение черной дыры получил французский астрофизик Жан-Пьер Люмине (Jean-Pierre Luminet) в 1979 году. Так как сама черная дыра по определению не может быть источником света, на изображении показано свечение газа, вращающегося вокруг черной дыры и постепенно падающего в нее — аккреционного диска. На месте самой черной дыры оказывается темнота — тень.

На этой картинке, сделанной при помощи математических выкладок, расчета на раннем компьютере IBM 7040 и туши, уже заметны основные необычные эффекты: видимый почти с ребра светящийся газовый диск оказывается искривлен из-за действия гравитации на траектории лучей света, а все изображение несимметрично, так как с одной стороны значительно усилено из-за движения вещества в сторону наблюдателя, а с противоположной стороны — ослаблено.

Однако это раннее изображение не учитывает рассеяния на межзвездной среде и сделано для всех длин волн одновременно. Настоящие телескопы регистрируют лишь небольшую часть электромагнитного спектра. Более того, работающие в разных диапазонах приборы значительно отличаются друг от друга по оптическим параметрам, таким как разрешающая способность. Оказывается, что единственным подходящим для подобных наблюдений инструментом является сеть радиотелескопов, а наилучшими объектами — сверхмассивные черные дыры в центрах Млечного Пути и галактики M87.

Центральный объект нашей Галактики, Стрелец A* или Sgr A* — достаточно яркий и компактный источник радиоизлучения. Он излучает и в инфракрасной, рентгеновской и других частях спектра, но в оптическом диапазоне он фактически невидим из-за очень сильного поглощения света межзвездной пылью. Изучать Sgr A* начали еще в середине XX века, но лучше всего понимать его природу мы стали в конце века с открытием звезд на его орбите. Слежение за ними позволило с высокой точностью определить массу центрального тела, которая оказалась равна примерно четырем миллионам солнечных. По современным представлениям, наилучшим кандидатом на роль объекта с такой большой массой и при этом настолько маленького размера является черная дыра. Существует ряд более экзотических вариантов, таких как Q-шары и кротовые норы, но они существуют лишь в специфических теориях и не могут считаться общепризнанными.

Чем же радиотелескопы выгодно отличаются в данном случае? Во-первых, только в случае длинных волн, таких как радиоизлучение, а также миллиметровые и субмиллиметровые волны, на данный момент возможно полноценное объединение приборов в сеть — интерферометр. Во-вторых, в области радиоволн можно подобрать частоту, на которой галактический центр относительно легко просматривается без чрезмерного рассеяния.

Идея интерферометра заключается в том, что один и тот же объект наблюдают несколько инструментов, а затем их данные с указанным точным временем наблюдений сводятся и совместно обрабатываются. Проведя множество таких сеансов при различных расстояниях между принимающими телескопами, можно с высокой точностью восстановить изображение объекта с таким угловым разрешением, как будто его наблюдал инструмент с размером, равным максимальному расстоянию между приемниками.

Наиболее крупный проект подобного типа — это Телескоп горизонта событий, который представляет собой интерферометр, собирающий данные с распределенных по всему земному шару радиотелескопов. Что сможет увидеть этот комбинированный прибор?

Совместные наблюдения должны обладать разрешающей способностью на уровне 15 микросекунд. Диаметр самого горизонта событий Sgr A* — 10 микросекунд, но излучения не должно быть из области размером примерно 53 микросекунды, потому что настолько близко к черной дыре нет устойчивых орбит, все вещество должно быстро поглощаться ей. Следовательно, мы ожидаем увидеть провал в яркости в центре светящегося пятна — это и будет искомая тень черной дыры, такая особенность предсказывается только в случае подобных объектов.

Следующий важный аспект — неизвестная геометрическая ориентация газового диска. Если его плоскость расположена перпендикулярно лучу зрения, то картина должна быть симметричной, а потемнение в центре будет наиболее заметно.

Если же между направлением к наблюдателю и диском будет другой угол, то изображение окажется более сложным, но и потенциально более информативным, так как искажения формы диска будут зависеть от гравитации, что позволит проверить теоретические модели. В случае малого угла между лучом зрения и плоскостью диска связанные со скоростью движения вещества эффекты будут максимальными, что приведет к настолько большой асимметрии, при которой будет наблюдаться только яркое пятно в форме полумесяца сбоку от положения черной дыры.

Еще одним не до конца известным параметром является темп падения вещества на черную дыру в центре Галактики. Существуют оценки этой величины, но весьма неточные, в то время как она определяет степень активности объекта и, в частности, должна быть связана с возможным наличием джетов — узких струй вещества, с большой скоростью двигающихся от черной дыры перпендикулярно плоскости диска. Такие образования также должны вносить значительную асимметрию в распределение яркости.

Не стоит забывать и о рассеянии на межзвездной среде. Телескоп горизонта событий наблюдает в наиболее благоприятной области субмиллиметровых волн, но и в ней расположенные между нами и центром Млечного Пути облака заметно размоют изображение и сделают его менее четким, скрыв детали. Астрономы хорошо осведомлены об этой проблеме и умеют ее частично преодолевать, то есть улучшать качество получаемых данных, учитывая при обработке известные по другим измерениям параметры межзвездной среды и создаваемое ею искажение. Тем не менее, полностью избавиться от этого эффекта не получится.

В любом случае, мы не увидим картинки, подобной той, что была показана в фильме «Интерстеллар». Во-первых, в ней намеренно не учтены некоторые физические эффекты, а во-вторых, на текущем уровне развития техники нам не хватит разрешающей способности.

Научный консультант фильма Кип Торн, ставший нобелевским лауреатом за открытие гравитационных волн, подробно описывает процесс создания визуального образа черной дыры в книге «Интерстеллар: наука за кадром». Там рассказано как о деталях расчетов, так и о решении режиссера картины Кристофера Нолана не использовать максимально достоверное изображение.

Что же ученые хотят узнать от подобных измерений? Во-первых, как уже говорилось, это позволит протестировать общую теорию относительности и получить очередное, в некотором смысле, наиболее прямое доказательство существования черных дыр.

Во-вторых, ученые хотят лучше разобраться почему одни черные дыры являются центрами колоссальных источников излучения — квазаров, — в то время как другие, в том числе Стрелец A*, ведут себя исключительно скромно и спокойно. С этим связаны как свойства аккреционных дисков из падающего вещества, так и наличие джетов.

В-третьих, будущие более детальные наблюдения помогут проверить экзотические гипотезы, например гипотезу о кротовых норах. В таком случае в центре изображений, где в классическом случае должна быть чернота горизонта событий, могут быть видны отдельные точечные или продолговатые источники — образы объектов с другой стороны туннеля в пространстве-времени.

Тимур Кешелава

8. Внешний вид Гаргантюа. Интерстеллар: наука за кадром

8. Внешний вид Гаргантюа. Интерстеллар: наука за кадром

ВикиЧтение

Интерстеллар: наука за кадром
Торн Кип Стивен

Содержание

8.  Внешний вид Гаргантюа

Черные дыры не светятся, поэтому увидеть Гаргантюа можно лишь постольку, поскольку черная дыра влияет на излучения от других объектов. В «Интерстеллар» эти объекты – аккреционный диск (см. главу 9) и галактика, в которой находится Гаргантюа, включая туманности и насыщенное звездное поле.

Гаргантюа отбрасывает черную тень на звездное поле, а также отклоняет идущие от звезд лучи света, искажая для камеры узор звездного неба. Это искажение – эффект гравитационного линзирования, который мы уже обсуждали в главе 3.

На рис. 8.1 показана быстровращающаяся черная дыра (пусть это будет Гаргантюа) на фоне звездного поля, как бы она выглядела при наблюдении из экваториальной плоскости. Полностью черная область – это тень Гаргантюа. С наружной стороны тени можно увидеть очень тонкое кольцо звездного света, «огненное кольцо», яркость которого я усилил, чтобы граница тени стала заметнее. Снаружи огненного кольца видна плотная звездная россыпь с узором в виде концентрических оболочек, узором гравитационного линзирования.

Рис. 8.1. Звездное поле вокруг быстровращающейся черной дыры, подобной Гаргантюа, искаженное эффектом гравитационного линзирования. При наблюдении издалека угловой диаметр тени в радианах[40] составит девять радиусов Гаргантюа, деленных на расстояние от наблюдателя до Гаргантюа (Компьютерная модель студии Double Negative, специально для этой книги.)

Когда камера вращается вокруг Гаргантюа, смена ракурса в сочетании с гравитационным линзированием порождает постоянные метаморфозы светового узора. Одни звезды будто бы стремительно летят, другие – медленно плывут, а третьи – стоят на месте: посмотрите видеоролик на сайте Interstellar.withgoogle.com.

В этой главе я расскажу обо всех составляющих внешнего вида Гаргантюа. Начну я с тени и огненного кольца, а затем поведаю о том, каким образом были получены изображения черной дыры в «Интерстеллар».

Напомню, что считаю Гаргантюа быстровращающейся черной дырой, поскольку это необходимо, чтобы вызвать огромные расхождения по времени с Землей, с которыми сталкивается экипаж «Эндюранс» (см. главу 6). Однако в случае дыры, которая вращалась бы действительно быстро, зрителей могло бы смутить уплощение в левой части тени Гаргантюа (рис. 8.1), а также необычное перетекание звездного поля и вид аккреционного диска, поэтому для отображения Гаргантюа в фильме Кристофер Нолан и Пол Франклин решили взять скорость вращения в 60 процентов от максимальной, см. последний параграф главы 9.

Внимание, содержание следующих трех параграфов может потребовать тщательного осмысления; однако не беспокойтесь: вы можете пропустить их без ущерба для понимания остальных частей книги!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

56. Изменяется ли внешний вид Юпитера?

56. Изменяется ли внешний вид Юпитера? Юпитер — это газовая планета. В основном она вся состоит из атмосферы. То, что вы видите снаружи, является структурой облаков. Она очень динамичная и всегда изменяющаяся.Быстрое вращение планеты стягивает облака в пояса и группы:

6. Анатомия Гаргантюа

6. Анатомия Гаргантюа Если мы знаем массу черной дыры и скорость ее вращения, то, воспользовавшись законами теории относительности, мы можем узнать и все остальные ее свойства: размер, силу гравитационного притяжения, насколько сильно ее горизонт событий вытянут

Масса Гаргантюа

Масса Гаргантюа Планета Миллер (о которой я подробно расскажу в главе 17) находится настолько близко к Гаргантюа, насколько это возможно без того, чтобы планете угрожала гибель. Мы знаем об этом, поскольку экипаж, находясь там, тратит очень много «земного времени» –

Вращение Гаргантюа

Вращение Гаргантюа Когда Кристофер Нолан сказал мне, какое замедление времени на планете Миллер ему нужно – один час там на семь земных лет, – я был ошарашен. Я полагал это невозможным, о чем и сказал Крису. «Это не обсуждается», – отрезал он. Что ж, не в первый

Анатомия Гаргантюа

Анатомия Гаргантюа Узнав массу и скорость вращения Гаргантюа, я использовал уравнения Эйнштейна, чтобы рассчитать ее анатомию. Так же как и в главе 5, здесь мы рассмотрим только внешнюю анатомию, отложив внутреннее строение (особенно сингулярность) Гаргантюа до глав

15. Внешний вид червоточины в «Интерстеллар»

15. Внешний вид червоточины в «Интерстеллар» В «Интерстеллар» считается, что червоточину создала сверхразвитая цивилизация, скорее всего, обитающая в балке. Поэтому мы с Оливером Джеймсом[56], создавая инструментарий для компьютерного изображения червоточины,

Как «ручки настройки» влияют на внешний вид червоточины

Как «ручки настройки» влияют на внешний вид червоточины Так же как в случае с Гаргантюа (см. главу 8), я воспользовался законами теории относительности, чтобы вывести уравнения для траекторий световых лучей, проходящих вблизи червоточины и сквозь нее, и разработал

Вид Гаргантюа с планеты Миллер

Вид Гаргантюа с планеты Миллер Когда в фильме «Рейнджер» приближается к планете Миллер, мы видим в небе Гаргантюа, которая занимает 10 градусов обзора (в 20 раз больше, чем Луна, если смотреть на нее с Земли!) и окружена ярким аккреционным диском (рис. 17.9). Как бы

18. Вибрации Гаргантюа

18. Вибрации Гаргантюа Пока Купер и Амелия Брэнд находятся на планете Миллер, Ромилли остается на «Эндюранс» и изучает черную дыру Гаргантюа. Он надеется, что точные данные позволят ему больше узнать о гравитационных аномалиях. Но более всего (как мне кажется) он

28.

 Внутрь Гаргантюа

28. Внутрь Гаргантюа Немного о смене убеждений В 1985 году, когда Карл Саган решил отправить свою героиню Элинор Эрроуэй (актриса Джоди Фостер) к звезде Вега через черную дыру, я сказал ему: нет! Она погибнет внутри черной дыры, безжалостная сингулярность растерзает ее

Глава 8. Внешний вид Гаргантюа

Глава 8. Внешний вид Гаргантюа Многие физики моделировали гравитационное линзирование звездного поля черными дырами, как это делалось для «Интерстеллар»; информацию об этом можно найти в интернете. Особенно впечатляют работы Алена Риасуэло, см.: www2.iap.fr/users/riazuelo/interstellar.

Глава 15. Внешний вид червоточины в «Интерстеллар»

Глава 15. Внешний вид червоточины в «Интерстеллар» Мы с командой Пола Франклина подробно расскажем о нашей работе над визуализацией червоточины в одной или нескольких статьях, которые планируем выложить по адресу

Глава 18.

Вибрации Гаргантюа

Глава 18. Вибрации Гаргантюа Об открытии Билла Пресса касательно вибрации черных дыр и о выведенных Саулом Теукольским уравнениях, описывающих эти вибрации, см. [Торн 2009. С. 293–297]. Также см. научную статью [Yang et al. 2013] о вибрациях черных дыр и их особенностях, отображенных

Глава 8. Внешний вид Гаргантюа

Глава 8. Внешний вид Гаргантюа Уравнения для орбитального движения лучей света вокруг Гаргантюа, которые я предоставил Оливеру Джеймсу из Double Negative, – вариант уравнений из приложения A в [Levin, Perez-Giz 2008]. Уравнения для изменения сечения пучков света – вариант уравнений

Глава 15. Внешний вид червоточины в «Интерстеллар»

Глава 15. Внешний вид червоточины в «Интерстеллар» По решению Кристофера Нолана червоточина в «Интерстеллар» имеет диаметр в несколько километров. Угловой диаметр червоточины (в радианах) при наблюдении с Земли равен ее диаметру, деленному на расстояние от Земли,

Миллер (планета) | Interstellar Wiki

Планета Миллера, вращающаяся вокруг Гаргантюа

Планета Миллера — планета и первая планета в системе, вращающаяся вокруг Гаргантюа. Планета Миллера получила свое название от доктора Лауры Миллер, которая приземлилась на планету со своей капсулой лазаря и активировала маяк «большой палец вверх». Это также первое место для экипажа Endurance .

Содержание

• 1 Предыстория
• 2 География
• 3 Спекуляция
  • 3.1 Каталожные номера

Предыстория

География

Рейнджер 1 мягко приземляется на планету Миллера.

Планета Миллера представляет собой водный мир, покрытый кажущимся бесконечным мелководным океаном. Описывается, что гравитация планеты «наказывает» на 130% от земной, заставляя людей-астронавтов двигаться медленно и с некоторыми трудностями на ее поверхности. Время на поверхности планеты Миллера течет очень медленно по сравнению со временем, прожитым Ромилли, и временем, прожитым на Земле. Ромилли подсчитал, что один час на планете Миллера равен семи годам на Земле. Из-за близости планеты к Гаргантюа огромная гравитация черной дыры заставляет планету сотрясаться массивными приливными волнами высотой до 4000 футов. На Миллере нет никаких признаков суши, которой может не быть из-за огромного количества воды на планете.

Доктор Амелия Брэнд описывает планету как «стерильную» в соответствии с выводами данных доктора Лауры Миллер. Океан описывался как пахнущий дистиллированной водой, вылитой на раскаленные камни, — минеральный запах, но не соленой воды. ^[1] Волны и мелководье, бесплодные океаны не могли бы поддерживать среду, в которой могла бы существовать развитая жизнь (тем более цивилизация). Также возможно, что содержание минералов в океане не подходит для микробов и других простых форм жизни, несмотря на наличие необходимых углеводородов, воды и звездного света. Третья причина термина «стерильный» может заключаться в том, что планета просто не существовала достаточно долго, чтобы на ней могла развиться жизнь.

Догадка

Приливная волна приближается к планете Миллера.

• Несмотря на огромную приливную волну, Дойл, возможно, выжил в столкновении, но потерял сознание, учитывая, что его скафандр выглядел неповрежденным. Даже если бы спасательная команда со станции Купер была отправлена ​​к Миллеру (и если коэффициент замедления времени составляет ровно 1 час за 7 лет), для Дойла прошло бы около 9 часов, но для всех остальных прошло бы 64 года. Но если Дойл действительно выживет и будет спасен, он будет страдать от шока в будущем, учитывая, что в общей сложности прошло более 65 лет, пока он был на планете Миллера. В период 9часов Дойл наверняка столкнется со многими приближающимися волнами, прежде чем спасательный корабль сможет его найти, что значительно снизит его шансы на выживание.
• Одна из главных причин, по которой Планета Миллера не втягивается в черную дыру, несмотря на ее близость, заключается в том, что Кип Торн убедился, что Гаргантюа — это быстро вращающаяся черная дыра — и оказывается, что физика вращающихся черных дыр отличается от не -вращающиеся. Огромная скорость вращения Гаргантюа означает, что существует единственная стабильная орбита сразу за горизонтом событий Гаргантюа, которая очень стабильна. Также было заявлено, что планета Миллера для сторонних наблюдателей обращается вокруг Гаргантюа каждые 1,7 часа. На планете Миллера это означает, что планета делает десять оборотов в секунду вокруг Гаргантюа, что обычно превышает скорость света. Но поскольку вращение Гаргантюа заставляло пространство вращаться вокруг себя подобно ветру, планета Миллера не движется быстрее света относительно своего пространства, поскольку законы физики говорят, что вы не можете двигаться быстрее скорости света относительно пространства, но само пространство не ограничено. по ограничению скорости. Таким образом, за счет искривления и скручивания пространства возможно путешествие быстрее скорости света. Однако Гаргантюа должен был бы заполнить половину неба, чтобы оказаться так близко.
• Замедление времени на Планете Миллера из-за гравитационных сил Гаргантюа было бы равносильно движению планеты через пустое пространство со скоростью примерно 99,99999998% скорости света.
• Согласно книге Кипа Торна «Наука о межзвездном пространстве », планета Миллера имеет форму футбольного мяча, один конец которой постоянно направлен на Гаргантюа. Волны — это буквально приливные волны, так что это не волны приближаются к вам, это планета вращается под вами, и неподвижные волны врезаются в вас. Но поскольку планета не вращается, волны не врежутся в вас. К счастью, планеты, заблокированные приливом, могут раскачиваться вперед и назад, и Торн использовал это как научно точную лазейку для объяснения приливных волн на планете, заблокированной приливом. Кроме того, поскольку вода на Миллере в основном сосредоточена в волнах, у вас могут быть океаны высотой по колено, как показано в фильме.
• Возможно, что волна, убившая Лору Миллер, была той самой волной, которую Купер видит удаляющейся от места, где они приземлились, потому что Бранд упомянул, что Миллер, вероятно, умер за несколько минут до их прибытия.
• Интенсивные волны Миллера сравнимы с приливными бурями на Земле. Это явление возникает, когда передняя кромка океанских приливов достаточно сильна, чтобы противостоять течениям воды в реках и заливах. Наблюдение ряби на планетарном океане Миллера, движущейся в направлении, противоположном огромным волнам, является доказательством наличия приливной волны. Как и в случае с Поророкой реки Амазонки, приливные бури Миллера разрушили любой узнаваемый массив суши на планете.

Ссылки

1. ↑ Interstellar, The Official Novelization, Ch. 19

Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.

Гигантская черная дыра, масса которой в 30 миллиардов раз превышает массу Солнца, является одной из крупнейших когда-либо обнаруженных

При покупке по ссылкам на нашем сайте мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Представление художника о черной дыре, искривляющей вокруг себя пространство-время. Астрономы использовали это явление, называемое гравитационным линзированием, для обнаружения одной из самых больших черных дыр, когда-либо обнаруженных во Вселенной. (Изображение предоставлено ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann) 900:02 Астрономы открыли одну из самых больших черных дыр из когда-либо обнаруженных — сверхмассивное чудовище, примерно в 30 миллиардов раз превышающее массу Солнца — с помощью пространственно-временного трюка, предсказанного Альбертом Эйнштейном.

Колоссальная черная дыра, скрывающаяся в 2,7 миллиардах световых лет от Земли в самой яркой галактике скопления галактик Abell 1201, была выдана гигантской дугой искривленного света от фоновой галактики, которая была растянута и смазана черным огромное гравитационное поле дыры.

Космический монстр существует «на верхнем пределе того, насколько большими, по нашему мнению, теоретически могут стать черные дыры», заявили обнаружившие его астрономы в заявлении . Но это мог быть только первый из многих космических гигантов, которых команда смогла обнаружить в ночном небе с помощью этой техники. Обнаружение сверхмассивных черных дыр — это только первый шаг к выяснению того, как эти звери вырастают такими большими, написали исследователи в статье, опубликованной 28 марта в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 9.0072 .

Связанные: Редкая черная дыра, масса которой в 1 миллиард раз превышает массу Солнца, может перевернуть наше представление о формировании галактик

Общая теория относительности Эйнштейна описывает, как массивные объекты искажают ткань пространства-времени. Эйнштейн объяснил, что гравитация создается не невидимой силой, а просто нашим опытом искривления и искажения пространства-времени в присутствии материи и энергии.

Это искривленное пространство, в свою очередь, устанавливает правила движения энергии и материи. Согласно одному из самых известных предсказаний общей теории относительности, свет, проходящий через чрезвычайно искривленную область пространства-времени, движется, что, возможно, неудивительно, по кривой — деформируясь и скручиваясь в гигантском кривом зеркале, пока не появляется в виде вытянутой дуги, называемой 9.0071 Кольцо Эйнштейна . Астрономы могут использовать этот эффект, известный как гравитационное линзирование, для обнаружения тусклых небесных объектов, которые иначе нельзя было бы увидеть.

«Большинство самых больших черных дыр, о которых мы знаем, находятся в активном состоянии, когда материя, притянутая близко к черной дыре, нагревается и высвобождает энергию в виде света, рентгеновских лучей и другого излучения», — автор исследования. Джеймс Найтингейл , астрофизик из Даремского университета в Великобритании, говорится в заявлении. «Однако гравитационное линзирование позволяет изучать неактивные черные дыры [которые не питаются и, следовательно, не излучают свет], что в настоящее время невозможно в далеких галактиках».

Истории по теме

После того, как они заметили искривленную дугу света вокруг неактивной черной дыры, исследователи использовали информацию о том, как она растягивала свет, чтобы реконструировать размер черной дыры. Сделав снимки с высоким разрешением с помощью космического телескопа Хаббла и загрузив их измерения в суперкомпьютер DiRAC COSMA8, исследователи смоделировали, насколько массивной должна быть черная дыра, чтобы преломлять свет в той степени, в которой он есть.

Они обнаружили, что бегемот имеет колоссальную массу в 30 миллиардов солнечных, что примерно в 8000 раз больше, чем сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Самая большая черная дыра из когда-либо обнаруженных составляет TON 618, что составляет примерно 40 миллиардов солнечных масс.

Изучение таким образом более массивных черных дыр могло бы помочь ученым понять, как эти космические гиганты выросли до таких невероятных размеров, а также выяснить, как эти монстры влияют на эволюцию Вселенной.

«Этот подход может позволить нам обнаружить намного больше черных дыр за пределами нашей локальной вселенной и показать, как эти экзотические объекты эволюционировали в далеком прошлом», — сказал Найтингейл.

Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров.

Бен Тернер — штатный писатель Live Science из Великобритании. Он занимается физикой и астрономией, а также другими темами, такими как технологии и изменение климата. Он окончил Университетский колледж Лондона со степенью в области физики элементарных частиц, прежде чем стать журналистом. Когда он не пишет, Бен любит читать литературу, играть на гитаре и смущать себя шахматами.

1. 1

   Следы возрастом 300 000 лет показывают, что вымершие люди отправились на семейную прогулку на берегу озера среди гигантских слонов и носорогов тысяч лет

2. 3

   Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил свидетельства наличия звезд-монстров размером с 10 000 солнц, скрывающихся на заре времен задокументировано», — говорится в исследовании.

   No related posts.