В галактике Андромеды исчезла звезда. Что с ней случилось?

В галактике Андромеды исчезла звезда. Что с ней случилось? Исчезновение массивной звезды ознаменовало рождение черной дыры в галактике Андромеды. Изображение: phys.org. Фото.

Исчезновение массивной звезды ознаменовало рождение черной дыры в галактике Андромеды. Изображение: phys.org

В расположенной на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет от Земли галактике Андромеды содержится не менее триллиона звезд. Недавно астрономы обнаружили, что одна из них – массивное светило М31, исчезло без следа. Это странно, так как обычно массивные звезды погибают в результате вспышки сверхновой – яркого события, во время которого наблюдается увеличение яркости небесного тела на 10–20 величин. Таким образом, результаты нового исследования могут изменить наше понимание того, как крупные светила заканчивают свою жизнь и как образуются одни из самых таинственных объектов на просторах Вселенной – черные дыры.

На ночном небе галактику Андромеды можно увидеть невооруженным глазом, как слабое светлое пятнышко. Количество звезд в этой спиральной галактике намного превышает число звезд в Млечном Пути. Более того, галактика Андромеды движется навстречу нашей Галактике со скоростью около 110 километров в секунду. Исследователи полагают, что примерно через 4 миллиарда лет они столкнутся, образовав единую гигантскую эллиптическую галактику. Ранее ученые пришли к выводу, что столкновение уже началось.

Как умирают звезды?

На просторах Вселенной ничто не вечно – умирают даже звезды. Так, массивные светила, примерно в восемь раз тяжелее Солнца, формируются из звездных туманностей, которые превращаются в протозвезды, а затем становятся сверхгигантами. Жизненный цикл этих небесных тел основывается на балансе между внутренней гравитацией и внешним давлением от ядерного синтеза. Когда, в конце жизни звезды, ядерное топливо заканчивается, нарушая баланс, светило коллапсирует взрывом сверхновой.

Как умирают звезды? У возглавляющей Местную Группу галактик галактики Андромеды есть несколько карликовых спутников, включая М32 и М110. Изображение: britannica.com. Фото.

У возглавляющей Местную Группу галактик галактики Андромеды есть несколько карликовых спутников, включая М32 и М110. Изображение: britannica.com

Эти космические события настолько яркие, что могут затмить своим светом всю галактику на несколько месяцев. Вспышки, оставляющие после себя нейтронные звезды или черные дыры, называют сверхновыми с коллапсом ядра или сверхновыми типа II, а происходят они относительно редко: в Млечном Пути, например, одна такая вспышка случается раз в сто лет.

Это интересно: Космическая музыка: как звучат черные дыры

Напомним, нейтронные звезды – это самые плотные объекты во Вселенной, масса которых превышает солнечную в несколько раз. Черные дыры, в свою очередь, представляют собой объекты, сила гравитации которых настолько велика, что ничто, даже свет (не говоря уже о звуке) не может вырваться наружу.

Сверхновая без взрыва

Традиционный процесс гибели звезд, судя по всему, придется пересмотреть. Авторы нового исследования, представленного на сервере препринтов ArXiv, наблюдали за массивным светилом под названием M31-2014-DS1, расположенным в галактике Андромеды и обнаружили, что звезда исчезла без бесследно, а на ее месте сформировалась черная дыра.

В 2014 году массивная звезда М31 начала ярко светиться в среднем инфракрасном диапазоне. Данные наблюдений тогда показали, что ее светимость оставалась стабильной на протяжении тысячи дней, однако в последующие тысячу дней (с 2016 по 2019 год) звезда резко потускнела и исчезла из видимых и ближних инфракрасных наблюдений в 2023 году.

Сверхновая без взрыва. Взрыв сверхновой второго типа. Изображение: ESO. Фото.

Взрыв сверхновой второго типа. Изображение: ESO

Данные наблюдений также показали, что М31 окружена недавно выброшенной пылевой оболочкой, в соответствии со взрывом сверхновой, однако оптических свидетельств вспышки обнаружено не было. Так как подобное поведение не соответствует известным типам переменных звезд, команда астрономов под руководством Кишалая Де из Массачусетского технологического института (MIT) решила разобраться в происходящем.

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области науки и высоких технологий читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Выходит, эта необогощенная водородом звезда, вероятно, достигла конца своей жизни и сразу коллапсировала в черную дыру, минуя стадию сверзновой. В частности, ее первоначальная масса составляла около 20 масс нашего Солнца, а к моменту коллапса – уже 6,7 солнечных масс.

В нормальных условиях массивные звезды коллапсируют в результате нейтронизации, когда электроны соединяются с протонами, образуя нейтроны и испуская нейтрино. Огромный выброс нейтрино создает ударную волну, взрывая звезду. Но когда ударная волна не может преодолеть гравитацию звезды, светило продолжает коллапсировать, превращаясь в черную дыру без взрыва.

Сверхновая без взрыва. По-видимому, иногда массивные звезды не взрываются как сверхновые, а сразу превращаются в черные дыры. Изображение:. Фото.

По-видимому, иногда массивные звезды не взрываются как сверхновые, а сразу превращаются в черные дыры. Изображение:

В частности, на изображении выше проиллюстрировано, как нейтринная ударная волна может затухать, приводя к образованию черной дыры без взрыва сверхновой. Буквой «А» отмечена начальная ударная волна, голубые линии которой обозначают испускаемые нейтрино, а красный круг – ударную волну, распространяющуюся наружу. Буквой «B» отмечено замедление нейтринного удара, а белые стрелки обозначают падающую материю: когда внешние слои проваливаются внутрь, и нейтринный нагрев недостаточно силен, чтобы оживить удар.

Буквой «C» красным пунктиром отмечено рассеивание ударной волны, а четкие белые стрелки свидетельствуют об ускорении коллапса, когда внешние слои быстро разрушаются, а ядро становится все более компактным. Буквой «D» отмечено формирование черной дыры, где синий круг обозначает горизонт событий, а оставшийся материал образует ее аккреционный диск.

Резкое и продолжительное угасание M31-2014-DS1 является исключительным явлением в ландшафте изменчивости массивных, эволюционировавших звезд. В отсутствие каких-либо свидетельств взрыва сверхновой, наблюдения за «исчезнувшим» светилом указывают на признаки гибели звезды, который приводит к коллапсу ядра без вспышки, – заключили авторы научной работы.

Открытие имеет серьезные последствия для астрофизики, ведь если значительная часть массивных звезд заканчивает свою жизнь таким образом, привычное понимание химической эволюции галактик также придется пересмотреть. Сверхновые играют ключевую роль в распространении тяжелых элементов, необходимых для формирования планет и жизни, а отсутствие взрыва означает, что эти элементы остаются внутри черной дыры.

Читайте также: Телескоп «Джеймс Уэбб» сфотографировал взрыв сверхновой. Почему это важно?

Сколько массивных звезд погибают без взрыва?

Отметим, что M31-2014-DS1 – не единственный известный случай. В 2009 году астрономы обнаружили звезду N6946-BH1 в галактике NGC 6946, которая также исчезла без взрыва. Такие данные заставляют ученых пересмотреть статистику: возможно, от 20% до 30% массивных звезд заканчивают свою жизнь без взрыва сверхновой.

Понимание процесса звездной гибели влияет на модели образования галактик, распространение тяжелых элементов во Вселенной и даже на частоту возникновения черных дыр. Таким образом, результаты нового исследования помогут уточнить имеющиеся модели и привести к пересмотру некоторых фундаментальных концепций.

Сколько массивных звезд погибают без взрыва? Новое исследование показывает, что мы, возможно, понимаем природу сверхновых не так хорошо, как думали. Изображение: combopop.com.br. Фото.

Новое исследование показывает, что мы, возможно, понимаем природу сверхновых не так хорошо, как думали. Изображение: combopop.com.br

Команда планирует продолжить наблюдения за М31, чтобы подтвердить полученные выводы. В будущем, по мере развития технологий, таких как более чувствительные телескопы и детекторы гравитационных волн, астрономы смогут обнаружить больше подобных событий и собрать статистически значимые данные. Это поможет ученым лучше понять процессы, ведущие к «неудавшимся» сверхновым.

Не пропустите: Астрономы определили лучшее место и время для жизни в Млечном Пути

Таким образом, исчезновение звезды M31 в галактике Андромеды без взрыва сверхновой бросает вызов традиционным представлениям о смерти массивных звезд и также означает, что в нашей Вселенной, возможно, существует много подобных тихих коллапсов, о которых мы ранее ничего не знали.

Черная дыра в древней галактике слишком быстро поглотила материю

Черная дыра в древней галактике слишком быстро поглотила материю. Данные наблюдений, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» раскрыли тайны формирования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Изображение: phys.org. Фото.

Данные наблюдений, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» раскрыли тайны формирования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Изображение: phys.org

Одни из самых таинственных обитателей космоса, сверхмассивные черные дыры, как правило располагаются в центрах большинства галактик, а их масса составляет десятки и сотни миллиардов масс нашего Солнца. Однако, когда речь заходит о черных дырах, сформированных в ранней Вселенной – то есть в первые сотни и миллиарды лет после Большого взрыва, – астрономы разводят руками: вопрос о том, почему эти объекты достигли огромных размеров за столь короткий промежуток времени до сих пор не имеет ответа. Масла в огонь подлили результаты нового исследования, авторы которого, с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», обнаружили в сердце древней галактики черную дыру малой массы, которая поглощает материю со скоростью, в 40 раз превышающей так называемый предел Эддингтона.

Скопление древних галактик

После того, как космическая обсерватория «Джеймс Уэбб№ приступила к работе, астрономы сообщили об обнаружении немалого количества галактик, которые сформировались вскоре после рождения Вселенной. Например, ранее телескоп наблюдал сразу три далекие галактики, образовавшиеся по меньшей мере через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Эти цифры означают, что свет, запечатленный «Уэббом», шел до него примерно 13,5 миллиардов лет.

Напомним, одним из основных инструментов этого космического телескопа считается инфракрасный спектрограф NIRcam, высокая чувствительность которого позволяет фиксировать излучение, исходящее даже от самых удаленных объектов. Именно с его помощью международная команда исследователей во главе с астрономом Хювон Сух из обсерватории «Джемини» смогла изучить «прожорливую» черную дыру малой массы.

Скопление древних галактик. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволяет наблюдать самые удаленные от нашей планеты объекты. Изображение: rappler.com. Фото.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволяет наблюдать самые удаленные от нашей планеты объекты. Изображение: rappler.com

Результаты исследования, недавно опубликованного в журнале Nature Astronomy, показали, что в центре галактики, сформировавшейся всего через 1,5 миллиарда лет после рождения Вселенной, расположился крайне необычный объект под названием LID-568, который поглощал материю со скоростью, превышающей теоретические пределы. Открытие дарит новую информацию о механизмах быстрого роста черных дыр в ранней Вселенной.

Читайте также: «Джеймс Уэбб» уловил свет самых первых галактик во Вселенной

Отметим, что впервые группу галактик, в которой находится черная дыра, исследователи обнаружили с помощью космической обсерватории NASA «Чандра» в рентгеновском диапазоне. Этих данных, однако, было недостаточно для того, чтобы точно определить местоположение как галактики, так и ее центрального объекта. Справиться с этой задачей, как уже говорилось выше, смог NIRcam, установленный на борту «Уэбба».

Голодный космический «монстр»

Наблюдая за группой древних галактик сначала с помощью «Чандры» а затем «Уэбба», команда астрономов совершила неожиданные открытие – оказалось, что в окрестностях LID-568 присутствуют мощные выбросы газа. Размер и скорость выбросов навели команду на мысль о том, что наблюдаемая ими черная дыра значительно увеличилась в размерах в результате одного масштабного эпизода аккреции (то есть поглощения материи).

Последующий анализ данных показал, что LID-568 чрезвычайно «прожорлива» и поглощала материю со скоростью, в 40 раз превышающей так называемый предел Эддингтона. Последний, как считается, определяет максимальную светимость, наблюдаемую в окрестностях черной дыры и количество материала, который этот космический монстр может поглотить, чтобы сохранять равновесие между гравитационным притяжением и давлением излучения, возникающее от нагревающейся падающей материи.

Голодный космический «монстр». Обнаружить LID-568 было бы невозможно без телескопа «Джеймс Уэбб». Изображение: studyfinds.org. Фото.

Обнаружить LID-568 было бы невозможно без телескопа «Джеймс Уэбб». Изображение: studyfinds.org

Эта черная дыра устроила настоящий пир, показав, что механизм быстрого «питания» выше предела Эддингтона является одним из возможных объяснений того, почему мы наблюдаем массивные черные дыры в ранней Вселенной, — объяснила соавтор нового исследования Джулия Шарвэхтер.

Примечательно, что LID-568 – это черная дыра малой массы, однако новое открытие позволяет предположить, как в ранней Вселенной образуются более массивные космические монстры. Согласно существующим теориям, эти объекты образуются из более малых черных дыр, так называемых «семян», возникающих после гибели первых звезд (легкие семена) или прямого коллапса газовых облаков (тяжелые семена). До недавнего времени эти предположения не были подтверждены данными наблюдений и не могли объяснить, как «семена» превращаются в сверхмассивные черные дыры.

Голодный космический «монстр». Механизм образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной – один из ведущих вопросов астрофизики. Изображение: techexplorist.com. Фото.

Механизм образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной – один из ведущих вопросов астрофизики. Изображение: techexplorist.com

Авторы научной работы отметили, что обнаружение черной дыры малой массы с суперэддингтоновской аккрецией предполагает значительный рост массы объекта в рамках однократного и быстрого поглощения материала (вне зависимости от того, из какого «семени» – тяжелого или легкого – возник LID-568).

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Как черные дыры наращивают массу?

Скорость выбросов газа вокруг центра LID-568, которые команда обнаружила с помощью данных наблюдений, движутся со скоростью около 500–600 км/с и выступают в роли «клапана», предотвращающего дестабилизацию системы путем выхода наружу энергии, генерируемой экстремальной аккрецией. Это совершенно случайное и неожиданное открытие добавило новые, полезные данные к пониманию механизма роста черных дыр в ранней Вселенной.

В будущем открытие LID-568 поможет астрономам объяснить, каким образом вскоре после Большого взрыва во Вселенной сформировались такие масштабные структуры как галактики и сверхмассивные черные дыры. Авторы нового исследования отметили, что также смогут изучить частоту подобных экстремальных космических явлений и их роли в эволюции галактик.

Как черные дыры наращивают массу? Черные дыры большой массы – самые загадочные объекты в космосе. ИЗображение: bigthink.com. Фото.

Черные дыры большой массы – самые загадочные объекты в космосе. ИЗображение: bigthink.com

Это захватывающее время для науки. С каждым новым открытием мы приближаемся к пониманию того, как устроена Вселенная и как она эволюционировала в первые миллиарды лет своего существования, — заключили авторы открытия.

Таким образом, прожорливая черная дыра LID-568 и феноменальная скорость ее аккреции, бросают вызов существующим теориям и позволяет исследователям приблизиться к разгадке одной из наиболее важных проблем астрофизики.

Вам будет интересно: Сверхмассивные черные дыры в соседней галактике вот-вот столкнутся

Необычные галактики, черные дыры и звездные системы

Ранее исследователи физики из Массачусетского технологического института (MIT) и Калифорнийского технологического института обнаружили необычную тройную систему, в центре которой, помимо двух звезд, присутствует черная дыра. Первое светило, как оказалось, находится близко к черной дыре и совершает оборот вокруг нее каждые 6,5 дней, в то время как вторая звезда находится гораздо дальше – ей требуется 70 000 лет, чтобы совершить один полный оборот.

Результаты исследования, опубликованного в журнале Nature, также бросают вызов общепринятым представлениям о том, как формируются черные дыры: факт того, что далекая звезда гравитационно связана с черной дырой, свидетельствует о том, что этот космический монстр образовался не в результате вспышки сверхновой: а в результате прямого коллапса – то есть более мягкого процесса, когда звезда распадается сама на части без взрыва и позволяет любым удаленным объектам оставаться на своей орбите.

Необычные галактики, черные дыры и звездные системы. Тройная звездная система с центральной черной дырой озадачила астрономов. Изображение: thebrighterside.news. Фото.

Тройная звездная система с центральной черной дырой озадачила астрономов. Изображение: thebrighterside.news

Считается, что большинство черных дыр образуются в результате взрывов звезд, однако полученные нами результаты ставят эту теорию под сомнение. Обнаруженная система интересна не только с точки зрения эволюции черных дыр, но и с точки зрения существования во Вселенных подобных тройных систем.

Не пропустите: Чем питаются черные дыры и влияет ли это на их внешний вид

Еще одним впечатляющим открытием за последнее время стала черная дыра, расположенная в сердце древней галактики GS-10578 (или галактики Пабло), которая заморила голодом свой родной «дом», лишив галактику газа, необходимого для образования новых звезд. Отметим, что процесс, останавливающий звездообразование, помогает ученым лучше понять как эволюционировали галактики с течением времени.

Необычные галактики, черные дыры и звездные системы. Сверхмассивная черная дыра в ранней Вселенной заморила голодом родную галактику. Изображение: thebrighterside.news. Фото.

Сверхмассивная черная дыра в ранней Вселенной заморила голодом родную галактику. Изображение: thebrighterside.news

GS-10578 возникла примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва, однако новые звезды в ней практически не образуются. Такие объекты мы называем «мертвыми», – подытожили авторы исследования.

Отметим, что большинство звезд, масса которых примерно в 200 миллиардов раз превышает массу Солнца, сформировались в промежутке между 12,5 и 11,5 миллиардами лет назад. Таким образом, GS-10578 – уникальная для ранней Вселенная галактика.Результаты исследования представлены в журнале Nature Astronomy.

5 научных вопросов, на которые пока нет ответов

5 научных вопросов, на которые пока нет ответов. Существует ряд научных вопросов, на которые ученые не имеют ответа. Источник фото: studyfinds.org. Фото.

Существует ряд научных вопросов, на которые ученые не имеют ответа. Источник фото: studyfinds.org

В последнее время ученые сделали массу невероятных открытий и разгадали множество тайн, заставлявших человечество ломать голову в течение тысячелетий. Тем не менее наука все еще имеет много вопросов, на которые пока нет ответов. Например, в последнее время ученые активно спорят о том, что такое темная материя, из которой, предположительно, состоит большая часть Вселенной. Мы подготовили пять наиболее монументальных и интересных научных вопроса, на которые нет ответа, и в ближайшее время они вряд ли появятся.

Как зародилась жизнь?

Около 3,7 миллиарда лет назад на Земле возникли простейшие одноклеточные организмы. Им предшествовало появление так называемых строительных блоков жизни. Ученые не знают, откуда взялись эти блоки. Согласно одной версии, на нашей планете были все условия для появления этих блоков. Согласно другой версии — строительные блоки жизни были занесены на нашу планету из космоса.

Ученые полагают, что строительными блоками жизни были: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера. В какой-то момент они сформировали РНК. Остается загадкой, почему этих элементов нет в изобилии на других планетах Солнечной системы. Возможно, они были занесены на нашу планету астероидами и метеоритами.

Как зародилась жизнь? Большой взрыв объясняет эволюцию Вселенной, но не ее возникновение. Источник фото: universemagazine.com. Фото.

Большой взрыв объясняет эволюцию Вселенной, но не ее возникновение. Источник фото: universemagazine.com

Как образовалась Вселенная

Мы знаем что Вселенная бесконечна, но в то же время она расширяется. Это сложно осознать человеческим разумом, так как расширение подразумевает наличие пространства, внутри которого это происходит. Однако любое пространство — это и есть вселенная. И как вообще может расширяться бесконечность?

Но главный вопрос заключается в том — как возникла вселенная, и что было до нее? На него не может дать точный ответ ни один ученый. Более того, неизвестно, есть ли у Вселенной начало или она существовала всегда. То есть, вполне возможно, что Вселенная бесконечна не только в пространстве, но и во времени.

Конечно, вы можете возразить и напомнить о Большом взрыве, однако на самом деле эта теория ничего не говорит о Возникновении вселенной, а лишь дает объяснение ее эволюции. Посудите сами — взрыв не может произойти из ничего. Следовательно вселенная существовала до взрыва, пусть и не в такой форме, какой мы ее знаем.

Как образовалась Вселенная. Ученые не знают, что находится внутри черных дыр. Источник фото: naked-science.ru. Фото.

Ученые не знают, что находится внутри черных дыр. Источник фото: naked-science.ru

Что происходит внутри черных дыр

Черные дыры отличаются от других объектов вселенной, таких как планеты и звезды, невероятно сильной гравитацией. Она настолько мощная, что из черной дыры не может вырваться даже свет. При этом для ученых остается загадкой, что находится внутри черной дыры.

Стивен Хокинг предполагал, что свет и все объекты, попадающие в черную дыру, находятся не внутри нее, а задерживаются в горизонте событий. И это очень странно, учитывая то, что горизонт событий находится не внутри черной дыры, а за ее пределами.

Тайны черных дыр раскрыла теория относительности Эйнштейна. Она показала, что эти загадочные объекты возникают при коллапсе массивных звезд. Но что происходит дальше? По мнению Эйнштейна, по мере того, как черная дыра уменьшается, она становится бесконечно плотной. Однако теперь ученые пришли к выводу, что ключом к истинному пониманию является квантовая физика, а не теория относительности.

Что происходит внутри черных дыр. Конец вселенной является такой же загадкой, как и ее начало. Источник фото: naked-science.ru. Фото.

Конец вселенной является такой же загадкой, как и ее начало. Источник фото: naked-science.ru

Каким будет конец вселенной?

Конец вселенной не менее загадочный, чем ее начало. По мнению некоторых ученых, судьба Вселенной зависит от таких неизвестных факторов, как ее форма и плотность. Но может ли быть у Вселенной конец в принципе? Многие астрономы считают, что благодаря темной энергии ее расширение никогда не замедлится и не обратится вспять. Это позволит ей расширяться бесконечно. А если предположить, что у Вселенной нет начала, то, скорее всего она действительно не имеет конца.

На первый взгляд это звучит обнадеживающе, но только не для нас, землян. Ученые знают наверняка, что у нашей планеты, в отличие от Вселенной, конец будет. Все дело в том, что Солнце, как и любые другие звезды, в какой-то момент умрет. Но, прежде чем оно это сделает, уничтожит Землю и другие планеты Солнечной системы. Правда, по мнению ученых, по мере того, как Солнце будет расширяться, пригодным для жизни может стать Плутон.

Каким будет конец вселенной? Существует ли разумная жизнь еще где-нибудь во вселенной? Это еще один вопрос, на который нет ответа. Источник: fishki.net. Фото.

Существует ли разумная жизнь еще где-нибудь во вселенной? Это еще один вопрос, на который нет ответа. Источник: fishki.net

Существует ли во Вселенной другая разумная жизнь?

Ученые уже долгое время пытаются найти ответ на этот вопрос, но пока безрезультатно. Даже если жизнь возникает на каждой одной планете из триллиона, то во вселенной должно быть около миллиарда планет, на которой есть жизнь.

Ученым удалось обнаружить множество экзопланет, которые могут быть пригодными для жизни. Однако по-прежнему нет ни одного доказательства того, что на этих планетах может быть жизнь. Согласно одной из версий, жизнь во Вселенной регулярно возникает и вымирает, однако это происходит в разные периоды времени либо на огромных расстояниях, поэтому разумные существа с разных планет не могут пересекаться друг с другом.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Также существует версия, что разумные существа не могут пересекаться друг с другом из-за “Великого фильтра”. Он может объяснить парадокс Ферми. Подробнее о том, что это такое, и как “Великий фильтр” объясняет этот парадокс, можно узнать по ссылке.

Сверхмассивные черные дыры в соседней галактике вот-вот столкнутся

Сверхмассивные черные дыры в соседней галактике вот-вот столкнутся. Столкновение черных дыр происходит в том числе при слиянии галактик, расположенных вблизи Млечного Пути. Изображение: scientificamerican.com. Фото.

Столкновение черных дыр происходит в том числе при слиянии галактик, расположенных вблизи Млечного Пути. Изображение: scientificamerican.com

Столкновения черных дыр — одни из самых экстермальных событий во Вселенной, происходящие в том числе в ближайших к Земле галактиках. В результате слияния, как правило, образуется одна сверхмассивная черная дыра, наподобие «Стрельца А*, что расположена в центре Млечного Пути. Эти события астрофизики изучают с помощью космических телескопов и наземных обсерваторий. Например, первый в истории снимок черной дыры, расположенной в галактике М87, был получен в 2019 году командой крупнейших в мире детекторов гравитационных волн – LIGO и Virgo. С тех пор исследования в этой области продолжаются. Недавно ученые обнаружили галактику под названием MCG-03-34-64, в которой вот-вот произойдет столкновение сразу нескольких сверхмассивных черных дыр.

Космическая катастрофа

С помощью космического телескопа «Хаббл» (HST) астрофизики обнаружили три яркие, видимые и легкие «горячие точки» внутри пары галактик, которые столкнутся в самом ближайшем будущем. Расстояние от них до нашей планеты составляет примерно 800 миллионов световых лет, что по космическим относительно немного.

Ученые также заметили, что две из трех «горячих точек» находятся на расстоянии всего около 300 световых лет друг от друга, однако расстояние до третьей «точки» выяснить не удалось. Отметим, что космический телескоп «Хаббл» – своего рода пенсионер, – зафиксировал будущее столкновение галактики MCG-03-34-64 с помощью усовершенствованной камеры.

Космическая катастрофа. Астрономы обнаружили сверхмассивные черные дыры вблизи нашей галактики, которые находятся на грани столкновения. Изображение: earth.com. Фото.

Астрономы обнаружили сверхмассивные черные дыры вблизи нашей галактики, которые находятся на грани столкновения. Изображение: earth.com

Когда мы посмотрели на MCG-03-34-64 в рентгеновском диапазоне, то увидели два разделенных мощных источника высокоэнергетического излучения, совпадающих с яркими оптическими точками света, наблюдаемыми с помощью «Хаббла». Сложив эти фрагменты воедино, мы пришли к выводу, что, скорее всего, имеем дело с двумя близко расположенными сверхмассивными черными дырами, – написали астрономы.

Наблюдения показали, что звезды двух галактик, столкнувшихся ранее, перемешались, образовав две огромные черные дыры. Эти объекты затем слились в одну сверхмассивную черную дыру и сформировали совершенно новую галактику.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Исследовательская группа из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института в Кембридже (США) отмечает, что не ожидала увидеть нечто подобное: «Этот вид сверхмассивных черных дыр крайне редко встречается в наблюдаемой Вселенной и свидетельствует о том, что внутри галактики MCG-03-34-64 происходит что-то еще», – заключили они.

Будущее столкновение

В том, что обнаруженные на грани столкновения сверхмассивные черные дыры действительно существуют, сомневаться не приходиться – наблюдения этих объектов сохранились в архивных данных радиотелескопа «Чандра» и очень большого телескопа имени Карла Г. Янского. Мощные радиоизлучения черных дыр доказали, что объекты приближаются друг к другу.

После того, как усовершенствованная камера «Хаббла» зафиксировала три оптических дифракционных всплеска (те самые «горячие точки») в центре MCG-03-34-64, астрофизики смогли предсказать, что столкновение произойдет почти через сто миллионов лет.

Будущее столкновение. Два из трех ярких пятен – это активные источники света и рентгеновского излучения в ядрах галактик. Они указывают на две сверхмассивные черные дыры, расположенные на расстоянии около 300 световых лет друг от друга. Изображение: NASA/ESA/Anna Trindade Falcão/CfA. Фото.

Два из трех ярких пятен – это активные источники света и рентгеновского излучения в ядрах галактик. Они указывают на две сверхмассивные черные дыры, расположенные на расстоянии около 300 световых лет друг от друга. Изображение: NASA/ESA/Anna Trindade Falcão/CfA

Так как каждая из черных дыр находится в центре отдельной галактики, их взаимодействие будет происходить по мере сближения. В конечном итоге они сольются, испуская гравитационные волны, – объясняли авторы открытия.

Астрофизики предполагают (с помощью моделирования и наблюдений), что слияния галактик со сверхмассивными черными дырами является причиной сильной космической активности, когда межзвездный газ устремляется к центрам галактик. Этот межзвездный газ, как отмечают исследователи, также сжимается в других областях, что приводит к всплескам звездообразования.

Больше по теме: Можно ли услышать столкновение черных дыр? Ученые записали музыку космоса

Напомним, что слияния, о которых идет речь, постоянно происходят во Вселенной: модели эволюции галактик в сочетании с данными наблюдений позволяют предположить, что через этот процесс проходят многие сверхмассивные черные дыры, расположенные в галактических центрах. Понимание этих процессов открывает уникальные возможности для лучшего понимания формирования и эволюции как галактик, так и их огромных «сердец».

Эволюция галактик

Хотя мы не можем наблюдать весь процесс космических столкновений, так как на их завершение уходят миллионы лет, астрономы продолжают поиски этих катастрофических событий. Дело в том, что слияния черных дыр играют ключевую роль в формировании и развитии галактик, оказывая влияние на скорость их вращения, активность центральных черных дыр и распределение звезд.

Отметим, что в галактиках с высокой плотностью звезд, например в эллиптических, вероятность столкновений черных дыр выше, а изучение частоты и распределения слияний этих «космических монстров» помогает оценить возраст Вселенной и понять процессы ее расширения. И хотя прямые излучения от столкновений черных дыр уловить трудно, сопутствующие явления (например, излучение аккреционных дисков) дарит астрофизикам дополнительные данные.

Эволюция галактик. Вселенная расширяется с ускорением, однако точные причины, по которым это происходит, неизвестны. Изображение: scientificamerican.com. Фото.

Вселенная расширяется с ускорением, однако точные причины, по которым это происходит, неизвестны. Изображение: scientificamerican.com

Немаловажно и то, что столкновения черных дыр позволяют проверить общую теорию относительности (ОТО) Эйнштейна в экстремальных условиях, а обнаружение новых типов гравитационных волн и вовсе может привести к революции в понимании фундаментальных физических законов.

Это интересно: Где находится самая близкая к Земле черная дыра

Новое поколение телескопов

Несмотря на технические трудности, связанные с обнаружением и изучением столкновения галактик и черных дыр, прогресс в создании новых астрономических инструментов открывает новые возможности для ученых. С их помощью можно будет получить намного больше информации о формировании галактик и других тайнах Вселенной.

Например, телескоп Einstein Telescope относится к новому поколению инструментов и обладает повышенной чувствительностью. В основе его работы лежат успехи лазерно-интерферометрических детекторов Virgo и LIGO.

Еще одна новинка – телескоп LISA – позволит фиксировать гравитационные волны в диапазоне, недоступным наземным детекторам. Запуск этого проекта запланирован на 2034 год. Инструмент позволит детально изучать центры галактик, черных дыр и массивных звезд.

Новое поколение телескопов. Laser Interferometer Space Antenna — проект космического детектора гравитационных волн. Изображение: lisa.nasa.gov. Фото.

Laser Interferometer Space Antenna — проект космического детектора гравитационных волн. Изображение: lisa.nasa.gov

Также интригует запуск телеcкопа «Роман» (он же WFIRST), запланированный на 2027 год. Этот последователь телескопа «Джеймс Уэбб» будет сосредоточен на изучении темной энергии и темной материи, так как его широкополосные камеры позволяют проводить масштабные исследования космических структур.

«Роман» будет делать около 100 тысяч снимков в год. Поле обзора этого инструмента значительно превышает аналогичную у «Хаббла» и «Уэбба», – сообщают исследователи из Центра Годдарда (NASA).

Кроме того, в 2023 году Европейское космическое агентство (ESA) запустило на околоземную орбиту обсерваторию «Евклид» (Euclid), основная миссия которой заключается в изучении природы темной энергии и темной материи путем точного измерения распределения галактик и слабого гравитационного линзирования.

Не пропустите: Какие космические телескопы работают в космосе?

На стадии разработки также находится спектральный телескоп LUVOIR, возможности которого, по прогнозам, превзойдут все современные аналоги. Дело в том, что этот большой ультрафиолетовый оптический инфракрасный телескоп сможет рассмотреть атмосферные слои экзопланет, что важно для поиска признаков жизни за пределами Солнечной системы. В число его научных задач также входит исследование объектов Солнечной системы, звезд, галактик и истории Вселенной.

Новое поколение телескопов. Проект космического телескопа, работающего в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах, разрабатываемый NASA. Изображение: asd.gsfc.nasa.gov. Фото.

Проект космического телескопа, работающего в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах, разрабатываемый NASA. Изображение: asd.gsfc.nasa.gov

Помимо упомянутых ранее астрономических инструментов, в разработке находятся и другие телескопы для поиска экзопланет и изучения их атмосфер. Все эти инновационные новинки позволят значительно расширить наше понимание космоса и Вселенной, а также открыть новые области исследований в астрономии и астрофизике. Будем ждать с нетерпением!

Темная материя состоит из черных дыр. Правда ли это?

Темная материя состоит из черных дыр. Правда ли это? Одной из главных загадок современной физики является природа темной материи. Но как она связана с черными дырами? Изображение: d2r55xnwy6nx47.cloudfront.net. Фото.

Одной из главных загадок современной физики является природа темной материи. Но как она связана с черными дырами? Изображение: d2r55xnwy6nx47.cloudfront.net

Черные дыры – самые таинственные обитатели космоса. Ведь, как бы мы ни старались, мы никогда не узнаем что происходит за горизонтом событий. Эта пугающая темнота, из которой не может выбраться ничто, даже фотоны света. На протяжении многих десятилетий эти космические монстры считались гипотетическими объектами, а доказательство их существования казалось не мыслимым. То же самое можно сказать и о темной материи – гипотетической форме материи, не поддающейся наблюдению и составляющей, по оценкам, около 85% Вселенной. О ее существовании, как некогда о черных дырах, можно судить из-за мощнейшего гравитационного воздействия, которое эта субстанция оказывает на космические объекты, удерживая их вместе. Стоит ли удивляться, что загадочная природа и темной материи и черных дыр наводит ученых на мысль о том, что эти обитатели Вселенной связаны и что темную материю можно обнаружить, наблюдая за космическими монстрами?

Структура черных дыр

Будучи одними из самых загадочных и экзотических объектов во Вселенной, черные дыры образуются в результате коллапса массивных звезд и обладают настолько мощной гравитацией, что даже свет не может покинуть их пределы. К основным элементам структуры черных дыр относятся горизонт событий, сингулярность и аккреционный диск. Но обо всем по-порядку.

Горизонт событий — это граница вокруг черной дыры, попав за которую все – от материи до фотонов света – пропадает навсегда. По сути, горизонт событий представляет собой своеобразную «точку невозврата» – все, что его пересекает, становится частью черной дыры и больше не может взаимодействовать с внешним миром. Радиус горизонта событий называется радиусом Шварцшильда и зависит от массы черной дыры.

Структура черных дыр. Горизонт событий черной дыры – точка невозврата. Изображение: cdn.mos.cms.futurecdn.net. Фото.

Горизонт событий черной дыры – точка невозврата. Изображение: cdn.mos.cms.futurecdn.net

Что же до центра черной дыры, то в этом месте находится сингулярность – точка, в которой плотность материи и кривизна пространства-времени становятся бесконечными. Здесь законы физики, в нашем их понимании, перестают действовать. Материя, поглощенная черной дырой, сжимается до бесконечно малых размеров, создавая огромную гравитационную силу.

Больше по теме: Чем питаются черные дыры и влияет ли это на их внешний вид

Интересно, что наблюдаемыми черные дыры делает аккреционный диск, который состоит из газа и пыли и вращается вокруг нее. Материал в аккреционном диске разогревается до чрезвычайно высоких температур из-за трения и гравитационных сил, излучая в различных диапазонах электромагнитного спектра, включая рентгеновские лучи.

Джеты, вращение и гравитация

Некоторые черные дыры, особенно сверхмассивные (те, что находятся в центрах галактик) могут выбрасывать узкие струи материи, называемые джетами. Эти струи выбрасываются вдоль осей вращения черной дыры и могут простираться на тысячи световых лет. Джеты формируются из материала, который не был поглощен черной дырой и вместо этого ускоряется вдоль ее магнитных полей.

Джеты, вращение и гравитация. Джет — плазменная струя, вырывающаяся из черной дыры в ее центре, — периодически меняет свое направление. Изображение: d182hggomw8pjd.cloudfront.net. Фото.

Джет — плазменная струя, вырывающаяся из черной дыры в ее центре, — периодически меняет свое направление. Изображение: d182hggomw8pjd.cloudfront.net

Существуют также вращающиеся или керровские черные дыры, горизонт событий и структура которых значительно отличаются от их невращающихся собратьев. Такие черные дыры создают эффект «волочения» пространства-времени вокруг себя.

Черные дыры оказывают сильнейшее воздействие на окружающее пространство-время. Они искривляют его так сильно, что это вызывает эффекты, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна, такие как гравитационное линзирование (изгиб света вокруг черной дыры) и замедление времени вблизи горизонта событий.

Еще больше интересных статей о черных дырах и других обитателей Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

И хотя в 2019 году черные дыры перешли из гипотетических объектов в реально существующие, они по-прежнему являются предметом интенсивного изучения, поскольку предоставляют уникальные возможности для проверки наших знаний о гравитации, квантовой механике и структуре Вселенной.

Природа темной материи

О темной материи физики говорят давно и много, ведь согласно наблюдениям и имеющимся данным, она должна существовать. Более того, чтобы объяснить гравитационные аномалии в космосе, темная материя должна быть примерно в 5 раз более распространена во Вселенной, чем обычная видимая материя – так, в нашей галактике темной материи в 15 раз больше, чем обычной.

Природа темной материи. О существовании темной материи исследователи судят по ее гравитационному воздействию на космические объекты. Изображение: static.scientificamerican.com. Фото.

О существовании темной материи исследователи судят по ее гравитационному воздействию на космические объекты. Изображение: static.scientificamerican.com

Проблема, однако, заключается в том, что темную материю по самой своей природе также практически невозможно обнаружить, поскольку она очень слабо взаимодействует с обычной материей, за исключением гравитации. И хотя природа темной материи остается загадкой, большинство исследователей считают, что эта гипотетическая субстанция состоит неизвестных элементарных частиц.

К сожалению, несмотря на десятилетия усилий, ни в одном эксперименте не были обнаружены новые частицы, которые могли бы быть ответственны за темную материю, – говорит Пшемек Мроз из астрономической обсерватории Варшавского университета в Польше.

Мроз – ведущий автор двух статей, недавно опубликованных в журналах Nature и приложении к Astrophysical Journal, в которых проверяется, можно ли объяснить темную материю с помощью другого загадочного класса объектов во Вселенной – черных дыр.

Природа темной материи. Физики хотят понять, как связаны темная материя и черные дыры? Изображение: www.universetoday.com. Фото.

Физики хотят понять, как связаны темная материя и черные дыры? Изображение: www.universetoday.com

Напомним, что с момента обнаружения слияния черных дыр в 2015 году было выявлено около 100 случаев. Эти черные дыры обычно в 20-100 раз тяжелее нашего Солнца, а черные дыры, ранее обнаруженные в Млечном Пути, как правило имеют всего 5-10 солнечной масс. «Объяснение того, почему эти две популяции черных дыр так сильно отличаются друг от друга, является одной из самых больших загадок современной астрономии«, – говорится в статье.

Вам будет интересно: Физики работают над новой теорией гравитации – какую роль в ней играет темная материя?

Как обнаружить темную материю?

В попытках ответить на эти и другие вопросы, исследователи предположили, что более крупные черные дыры, обнаруженные в ходе экспериментов LIGO и Virgo, являются первичными черными дырами, образовавшимися в ранней Вселенной. Поскольку детекторы гравитационных волн используются для обнаружения новых черных дыр, физики предполагают, что такие первичные черные дыры могут составлять значительную часть, если не всю, темной материи. Более того, несмотря на то, что черные дыры не излучают свет, эту теорию можно проверить.

Следствием общей теории относительности Эйнштейна является то, что массивные объекты могут искривлять свет вокруг себя. Этот эффект называется гравитационным линзированием. Когда массивный объект, например черная дыра, оказывается между Землей и другими объектами, такими как галактики, эти галактики увеличиваются в размерах и их яркость увеличивается.

Как обнаружить темную материю? Чем больше масса объекта, вызывающего гравитационное линзирование, тем дольше увеличивается яркость тел за ним. Изображение: spacegid.com. Фото.

Чем больше масса объекта, вызывающего гравитационное линзирование, тем дольше увеличивается яркость тел за ним. Изображение: spacegid.com

Отметим, что линзирование объектами размером с Солнце длится несколько недель. Но гравитационное линзирование черных дыр массой более 100 масс Солнца продолжалось бы несколько лет.

Не пропустите: Квантовый мир: как связаны стерильные нейтрино и темная материя?

Идея о том, что гравитационное линзирование может помочь в изучении темной материи, была впервые выдвинута в 1980-х годах польским астрофизиком Богданом Пачиньским. Эксперименты показали, что черные дыры размером меньше Солнца могут составлять менее 10% темной материи. Но эти первые эксперименты не были чувствительны к линзированию в более длительных временных масштабах.

Брешь в теории

Теперь же астрономы из эксперимента по оптическому гравитационному линзированию (OGLE) представили новые результаты 20-летнего наблюдения за 80 миллионами звезд в близлежащем Большом Магеллановом облаке. Если бы темная материя в Млечном Пути состояла только из черных дыр, исследователи ожидали бы увидеть 258 случаев микролинзирования. Вместо этого их результаты показали только 13.

Брешь в теории. На диаграмме показаны галактики с желтыми точками. Ожидаемые и наблюдаемые явления микролинзирования массивными объектами в направлении Большого Магелланова облака, видимые сквозь гало Млечного Пути. Изображение: phys.org. Фото.

На диаграмме показаны галактики с желтыми точками. Ожидаемые и наблюдаемые явления микролинзирования массивными объектами в направлении Большого Магелланова облака, видимые сквозь гало Млечного Пути. Изображение: phys.org

Это указывает на то, что массивные черные дыры могут составлять не более нескольких процентов темной материи. Если быть точным, то черные дыры массой в 10 солнечных масс могут содержать не более 1,2% темной материи. На черные дыры массой в 100 солнечных масс приходится 3,0% темной материи, а на черные дыры массой в 1000 солнечных масс – 11% темной материи, – объясняет Мроз.

Полученные в ходе исследования данные показывают, что первичные черные дыры не могут составлять значительную долю темной материи, и одновременно объясняют наблюдаемые скорости слияния черных дыр, измеренные LIGO и Virgo. Так или иначе, тайна, связанная с тем, что составляет большую часть темной материи, остается нераскрытой.

Что такое водопад за горизонтом событий черных дыр?

Что такое водопад за горизонтом событий черных дыр? Физики подтвердили, что ткань пространства-времени совершает «финальное погружение» на краю черной дыры. Изображение: symmetrymagazine.org. Фото.

Физики подтвердили, что ткань пространства-времени совершает «финальное погружение» на краю черной дыры. Изображение: symmetrymagazine.org

Одними из самых загадочных обитателей Вселенной являются черные дыры – объекты с гравитацией такой силы, что ничто, даже свет, не может вырваться из их «объятий». Долгие годы ученые лишь предполагали о существовании черных дыр а Альберт Эйнштейн и вовсе был убежден, что эти космические обитатели навсегда останутся невидимыми для нас. К счастью, открытие гравитационных волн в 2017 году изменило все: как бы парадоксально это не звучало, но черные дыры оказались одними из самых ярких объектов на просторах Вселенной. Все потому, что материя, притягиваемая черной дырой, создает видимое излучение – именно эту «тень» поглощаемой материи мы видим на облетевших весь мир снимках черных дыр. Но как именно материя погружается в черную дыру и что в этот момент происходит с самой тканью пространства-времени? Недавно физики нашли ответ на этот вопрос, подтвердив одно из ключевых предсказаний Эйнштейна о так называемых «водопадах» черных дыр. Рассказываем что это такое и какое значение имеет для дальнейших исследований.

Альберт Эйнштейн вновь оказался прав: на краю черных дыр есть область, в которой материя больше не может оставаться на орбите и вместо этого "падает" внутрь.

Космическая лаборатория

Черные дыры – это области в космосе, где преобладает гравитация. Эти невидимые гиганты образуются, когда массивные звезды, исчерпав свое ядерное топливо, разрушаются под действием собственного огромного веса. Возникающее в результате этого гравитационное притяжение настолько велико, что ни один объект (и даже фотон) не способен покинуть горизонт событий (точку невозврата).

Черные дыры бывают разных размеров: от черных дыр звездной массы, которые в несколько раз массивнее Солнца, до сверхмассивных черных дыр, скрывающихся в сердцах галактик. Репутация у этих объектов довольно устрашающая, однако на самом деле черные дыры играют решающую роль в формировании Вселенной – они влияют на эволюцию и формирование галактик, а также являются своего рода уникальной лабораторией для проверки понимания фундаментальных законов физики.

Космическая лаборатория. Масса сверхмассивных черных дыр превышает массу Солнца в миллионы и миллиарды раз. изображение: Nasa.com. Фото.

Масса сверхмассивных черных дыр превышает массу Солнца в миллионы и миллиарды раз. изображение: Nasa.com

Несмотря на то, что основной рацион черных дыр состоит из газа и пыли, эти космические обитатели поглощают все, что оказывается поблизости, включая планеты, спутники и даже звезды. Это, однако, не означает, что черные дыры сродни космическим пылесосам – чтобы расти и питаться им на самом деле необходим большой яркий диск материи вокруг них.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Как черные дыры поглощают материю?

Сотрудник Университета Мейнут в Великобритании Джон Риган в интервью Live Science рассказал, что черные дыры могут «дрейфовать по галактикам» и лишь немногие из них в конечном итоге оказываются в плотной среде, богатой газом и пылью, где они могут начать набирать массу.

Вероятность того, что маленькая черная дыра окажется в такой среде довольно мала, поскольку большинство черных дыр образуются в областях космоса, где практически нет газа для питания, – говорит Риган.

Как черные дыры поглощают материю? Аккреционный диск черной дыры ярко светится. Изображение: images.interestingengineering.com. Фото.

Аккреционный диск черной дыры ярко светится. Изображение: images.interestingengineering.com

Более того, когда эти космические монстры окружены газом и пылью, они не сразу начинают притягивать к себе и немедленно поглощать. Вместо этого материя образует вокруг черной дыры плоскую, быстро движущуюся структуру – аккреционный диск. Внутри аккреционного диска материя сильно нагревается под действием гравитации и ярко светятся. Это делает обнаружение аккреционных дисков одним из самых простых способов для астрономов разглядеть черные дыры.

Больше по теме: Чем питаются черные дыры и влияет ли это на их внешний вид

Черные дыры растут, когда материал быстро вращающегося диска постепенно перемещается от внешнего края диска к внутреннему краю, ближайшему к черной дыре. Оттуда он постепенно «подается» к горизонту событий черной дыры — точке, из которой не может вырваться ничто, даже фотоны самого света.

Водопады черных дыр

Недавно астрономы представили первое наблюдательное доказательство ключевого предсказания теории гравитации Эйнштейна относительно “водопадов” черных дыр, скрывающихся по всей Вселенной. Исследование подтверждает существование «погружающейся области» вокруг черных дыр, где материя перестает вращаться вокруг дыры и вместо этого падает прямо внутрь под воздействием мощнейших из когда-либо обнаруженных гравитационных сил.

Исследование проводилось под руководством доктора Эндрю Маммери и его коллег-физиков из Оксфордского университета в рамках их продолжающегося изучения самых таинственных обитателей космоса. Команда использовала рентгеновские данные, собранные с помощью космических телескопов NuSTAR (массив ядерных спектроскопических телескопов НАСА) и Neutron star Interior Composition Explorer (NICER), для изучения небольших черных дыр, расположенных относительно близко к Земле.

Водопады черных дыр. Черные дыры – самые загадочные обитатели космоса. Изображение: Nasa.com. Фото.

Черные дыры – самые загадочные обитатели космоса. Изображение: Nasa.com

Это интересно: Как узнать что находится внутри черных дыр? И причем тут гравитационные волны?

Напомним, что теория гравитации Эйнштейна в отличие от теории Ньютона, предсказывает, что частицы не могут безопасно перемещаться по круговым орбитам достаточно близко к черной дыре. Вместо этого они быстро “устремляются” к ней со скоростью, близкой к скорости света. Работа, опубликованная в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества, знаменует собой первый случай, когда ученые смогли продемонстрировать как именно это происходит.

Наше исследование – это первый взгляд на то, как плазма, отделившаяся от внешнего края звезды, в конечном итоге попадает в центр черной дыры – процесс, происходящий в системе, удаленной от нас примерно на десять тысяч световых лет, – поясняет Маммери.

В галактике много черных дыр и теперь у астрономов есть новый мощный метод их использования для изучения самых сильных известных гравитационных полей. Теория Эйнштейна предсказывала, что такое окончательное падение произойдет, однако ученые впервые смогли продемонстрировать, что это происходит на самом деле.

Не пропустите: Обладают ли черные дыры квантовыми свойствами?

Что происходит внутри черных дыр?

Подтверждение существования «водопадов» черных дыр знаменует собой новое захватывающее событие в изучении этих космических объектов. По словам Маммери, «последний выброс плазмы происходит на самом краю черной дыры и показывает, что материя реагирует на гравитацию в максимально возможной форме».

Астрофизики уже давно пытаются понять, что происходит вблизи поверхности черной дыры, изучая диски вещества, вращающиеся вокруг них. Вот почему существование «водопадов», где невозможно остановить окончательное погружение в черную дыру, было предметом дискуссий на протяжении многих десятилетий. Обнаружение Оксфордской командой этой области с помощью рентгеновских телескопов и данных с Международной космической станции (МКС) разрешает этот спор и открывает новые возможности для исследований.

Что происходит внутри черных дыр? Телескопы – лучшие помощники в изучении Вселенной. Изображение: static.scientificamerican.com. Фото.

Телескопы – лучшие помощники в изучении Вселенной. Изображение: static.scientificamerican.com

В то время как новое исследование сосредоточено на небольших черных дырах, расположенных ближе к Земле, вторая исследовательская группа из Оксфордского университета участвует в европейской инициативе по созданию нового телескопа под названием Africa Millimetre Telescope. Ожидается, что этот телескоп значительно расширит возможности по получению прямых изображений черных дыр, как в центре нашей галактики, так и далеко за ее пределами.

Кстати, черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Теперь ученые намерены впервые наблюдать и снимать на видео горизонты событий больших черных дыр, которые, как полагают, притягивают вещество из космоса к своему центру по спирали при вращении. Такие черные дыры представляют собой почти невообразимые источники энергии, а их наблюдение стало бы еще одной важной вехой в нашем понимании этих удивительных космических объектов.

Гений Эйнштейна

Поскольку мы продолжаем расширять границы понимания черных дыр, невероятные открытия, сделанные командой физиков Оксфордского университета, служат свидетельством непреходящей силы теории гравитации Эйнштейна.

Таким образом, доказав существование «водопадов» или «области погружения» черных дыр и обнаружив самые мощные гравитационные силы в галактике, исследователи доказали востребованность новых методов для изучения самых экстремальных условий (и объектов) во Вселенной.

Гений Эйнштейна. Теперь изучение черных дыр вышло на новый уровень. Изображение: cdn.mos.cms.futurecdn.net. Фото.

Теперь изучение черных дыр вышло на новый уровень. Изображение: cdn.mos.cms.futurecdn.net

Ну а с появлением таких ультрасовременных телескопов, как Africa Millimeter Telescope, мы стоим на пороге новой эры в исследованиях черных дыр, которая обещает раскрыть секреты этих загадочных космических монстров и приблизить нас к пониманию фундаментальных законов, управляющих Вселенной.

В космосе произошел крупнейший взрыв – его отголоски достигли Земли

В космосе произошел крупнейший взрыв – его отголоски достигли Земли. В космосе произошел самый яркий гамма-всплеск за всю историю наблюдений. Фото.

В космосе произошел самый яркий гамма-всплеск за всю историю наблюдений

9 октября 2022 года в космической темноте вспыхнул самый яркий взрыв за всю историю наблюдений. Гамма-всплеск, получивший название GRB 221009A, произошел примерно в 2,4 миллиардах световых лет от Земли и был настолько мощным, что стал причиной больших колебаний электрического поля ионосферы Земли, о чем говорится в недавно опубликованном исследовании. Ученые из Университета Аквилы и Национального института астрофизики в Италии предоставили доказательства изменения электрического поля ионосферы на расстоянии около 500 километров. Новая работа, опубликованная в журнале Nature Communications, проливает свет на сложные взаимодействия между космическими явлениями и слоями атмосферы Земли, предлагая ценную информацию о последствиях экстремальных астрофизических событий на нашей планете.

Гамма-всплески (GRB) – это кратковременные вспышки гамма-излучения, наиболее энергичного компонента электромагнитного спектра. За ним следует рентгеновское излучение.

Что такое гамма-всплески?

Гамма-всплески (gamma ray-bursts, GRB) – это самые мощные взрывы во Вселенной, которые представляют собой краткие вспышки высокоэнергетического света. Считается, что они являются результатом самых взрывоопасных событий на космических просторах, включая рождение черных дыр и столкновения нейтронных звезд. По данным NASA, гамма-всплески, длящиеся от нескольких миллисекунд до нескольких минут, могут быть в сотни раз ярче обычной сверхновой.

Первое наблюдение гамма-всплеска состоялось 2 июля 1967 года с помощью американского спутника Vela 4A, входящему в серию космических аппаратов для обнаружения рентгеновского и гамма-излучения (изначально предназначенных для мониторинга любых ядерных испытаний). В период с 1971 по 1973 год ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории изучали несколько гамма-всплесков, обнаруженных спутниками Vela, и определили, что гамма-всплески имеют «космическое происхождение». С тех самых пор исследователи очарованы этими массивными космическими взрывами и их источниками.

Что такое гамма-всплески? Гамма-всплеск от черной дыры. Фото.

Гамма-всплеск от черной дыры

Гамма-всплески – это космические лаборатории, которые позволяют нам изучать состояния материи и физику, которые невозможно воспроизвести на Земле, – объясняет Брендан О’Коннор, научный сотрудник Центра космологии Макуильямса при Университете Карнеги-Меллон.

Как объясняют специалисты по изучению массивных космических взрывов, гамма-излучение, связанное с гамма—всплесками, создается коллимированной струей материала, движущейся почти со скоростью света – так называемыми релятивистскими скоростями — что позволяет изучать механизмы излучения релятивистских частиц. Так, местоположения гамма-всплесков информируют исследователей о формировании и эволюции галактик и звезд на протяжении всей истории Вселенной.

Читайте также: Ученые зафиксировали самый мощный космический взрыв со времен Большого взрыва

Источники гамма-всплесков

Астрофизики отмечают, что источник (или причина) гамма-всплеска зависит от его длительности. Так, гамма-всплески, которые длятся менее двух секунд, являются результатом слияния двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Более длительные гамма-всплески, которые могут длиться часами, происходят во время коллапса массивных звезд (т.е. рождения черных дыр).

Источники гамма-всплесков. Гамма-всплески возникают в результате струй частиц, ускоренных примерно до 99,9% скорости света. Фото.

Гамма-всплески возникают в результате струй частиц, ускоренных примерно до 99,9% скорости света.

По словам профессора Рэдбудского университета Эндрю Левана, за несколько секунд гамма-всплеск может испустить столько энергии, сколько Солнце выделит за все 9 миллиардов лет своей жизни. Исследователи также отмечают, что гамма-всплески тесно связаны с галактиками, в которых происходит интенсивное звездообразование.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

В прошлом считалось, что гамма-всплески способны убить всю жизнь в галактике, однако эта теория сегодня опровергнута. Все потому, что энергия гамма-всплесков напоминает лучи, подобно тем, что исходят от маяка. Это, однако, не значит, что они полностью безопасны. Так, эксперты Европейского космического агентства (ЕКА) полагают, что все, что попадает в радиус 200 световых лет от излучения, испарится.

Самый мощный взрыв во Вселенной

Среди множества зарегистрированных на сегодняшний день гамма-всплесков, самым мощным является GRB 221009A, произошедший в созвездии Стрельца 9 октября 2022 года, а его излучение шло до Земли 1,9 млрд лет. Этот мощнейший взрыв длился около семи минут и был обнаружен более чем через 10 часов после первоначального наблюдения. Вспышку зафиксировали сразу несколько космических обсерваторий, включая Swift и Fermi (NASA), а также Integral (ЕКА).

Вспышка света от новорожденной черной дыры, находящейся в миллиардах световых лет от нашей планеты, ударила по Земле с такой силой, что потрясла верхние слои атмосферы, – сообщают авторы нового исследования.

Теперь же, через год после крупнейшего в истории наблюдений гамма-всплеска, с помощью спутниковых наблюдений и специально разработанной аналитической модели, ученые доказали, что GRB 221009A оказал глубокое влияние на проводимость ионосферы Земли, вызвав сильное возмущение не только в нижней части ионосферы, но и в верхней (на высоте около 500 километров).

Самый мощный взрыв во Вселенной. Световое эхо от гамма-всплеска, создаваемое светом, проходящим сквозь толстый слой пыли по мере его приближения к нам, создает эффект «расширяющегося кольца». Фото.

Световое эхо от гамма-всплеска, создаваемое светом, проходящим сквозь толстый слой пыли по мере его приближения к нам, создает эффект «расширяющегося кольца».

И хотя вероятность событий на уровне вымирания из-за гамма-всплесков считается незначительной, астрофизики признают потенциальные риски, связанные с их огромной мощностью. Но какой именно эффект на ионосферу оказал GRB 221009A и стоит ли беспокоиться?

Это интересно: Обнаружен странный повторяющийся сигнал исходящий из центра Млечного Пути

Влияние гамма-всплеска на ионосферу Земли

Напомним, что ионосфера – ионизированная часть верхних слоев атмосферы Земли, расположенная на высотах примерно от 50 до 1000 км, является важнейшей областью, в которой атмосфера соприкасается с космосом. Ионосфера играет жизненно важную роль в защите нашей планеты от экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца, так как ионизирует атмосферные атомы и молекулы, создавая пучок свободных электронов.

Ионосфера также отражает радиоволны, которые мы используем для связи и навигационных систем. Так, во время вспышек на Солнце исследователи фиксируют изменения в нижних слоях ионосферы, что и произошло в случае с «самым мощным взрывом на просторах Вселенной» – по словам авторов научной работы, последствия GRB 221009A сравнимы с последствиями солнечной вспышки.

Влияние гамма-всплеска на ионосферу Земли. Эффект от мощнейшего в истории гамма-всплеска стал причиной возмущения земной ионосферы. Фото.

Эффект от мощнейшего в истории гамма-всплеска стал причиной возмущения земной ионосферы

Вам будет интересно: Астрономы определили лучшее место и время для жизни в Млечном Пути

К счастью, беспокоиться о последствиях мощнейшего гамма-всплеска не стоит – земная атмосфера поглотила его до того, как последнее приблизилось к поверхности. Подобные гамма-всплески, тем не менее, могут взаимодействовать с атмосферой на больших высотах.

Так как ранее влияние гамма-всплесков на всю ионосферу изучено не было, мы использовали спутниковые данные и впервые смогли обнаружить и измерить вариации электромагнитного поля на больших высотах ионосферы, – говорится в работе.

Эффект, все же, был огромным: зафиксированное воздействие на ионосферу сохранялось около 10 часов. Эти данные, по словам исследователей, могут помочь им лучше понять и смоделировать воздействие отдаленных взрывов на атмосферу Земли – и предсказать, что могло бы произойти, если бы один из них произошел поблизости.

Влияние гамма-всплеска на ионосферу Земли. Гамма-всплеск произршел в созвездии Стрельца примерно в 2,4 млрд световых лет от нашей планеты. Фото.

Гамма-всплеск произршел в созвездии Стрельца примерно в 2,4 млрд световых лет от нашей планеты

«Беспрецедентный поток фотонов, связанный с GRB 221009A, оказал сильное влияние на проводимость ионосферы Земли», – пишут исследователи. Отметим, что фотоны гамма-излучения обладают энергией, в миллиард-триллион раз превышающей энергию видимых фотонов, и испускаются в результате высокоэнергетических событий.

Атмосфера Земли, стабильность ионизации которой имеет решающее значение для эволюции и выживания жизни, подвергается воздействию космических взрывов, которые производят высокоэнергетические гамма-всплески (GRB).

Фактически, огромное изменение электрического поля ионосферы, вызванное сильным изменением проводимости ионосферы, было обнаружено в верхней части ионосферы (507 километров), но никто… ничего не заметил. Разве наш маленький защитный атмосферный пузырь не прекрасен?

Где находится самая близкая к Земле черная дыра

Где находится самая близкая к Земле черная дыра. Найти черную дыру в космосе сложно, но ученые способны даже на такое. Фото.

Найти черную дыру в космосе сложно, но ученые способны даже на такое

По расчетам ученых, в галактике Млечный путь может существовать до 100 миллионов черных дыр. Это места с настолько мощной гравитацией, что попадающие в них объекты никогда не возвращаются обратно. Черные дыры притягивают к себе даже фотоны света, которые считаются самыми быстрыми объектами во Вселенной — будучи мощными поглотителями света, черные дыры всегда темные, из-за чего и получили название. Из-за отсутствия какого-либо свечения и формы, ученые не могут увидеть черные дыры при помощи телескопов напрямую, поэтому изучать их очень сложно. Самая близкая к Земле черная дыра была найдена астрономами в 2023 году, и это очень важное открытие. Может ли найденный объект затянуть нас в себя и стать причиной конца человечества?

Что такое черная дыра простыми словами

Чтобы понять, что из себя представляют черные дыры, лучше сначала вспомнить, что такое скорость света. Под этим термином понимают быстроту движения фотонов света — она составляет 299 792 458 метров в секунду. Во Вселенной нет ничего, что может двигаться быстрее света.

Что такое черная дыра простыми словами. В галактике Млечный путь может быть до 100 миллионов черных дыр, но во Вселенной их несчетное количество. Фото.

В галактике Млечный путь может быть до 100 миллионов черных дыр, но во Вселенной их несчетное количество

Черные дыры — это места с настолько сильной гравитацией, что под ее влияние попадают даже скоростные фотоны света. Считается, что черные дыры возникают после того, что сверхмассивные звезды останавливают термоядерные процессы и гаснут. Когда звезда гаснет, она начинает сжиматься до размеров нейтронной звезды. В результате сгорания звезды образуется невероятно большое количество массы с высокой плотностью, которая искажает пространство. У образованной черной дыры есть горизонт событий — граница, из которой объекты не могут выбраться обратно.

Что такое черная дыра простыми словами. Черные дыры искажают пространство и время. Фото.

Черные дыры искажают пространство и время

Статья в тему: Что произойдет, если рядом с Землей появится черная дыра?

Что происходит внутри черной дыры

Каждая черная дыра разная, у них разные размеры и свойства. Это настолько сложный объект, что его устройство сложно представить даже самым умным людям на Земле. То, что происходит с объектами внутри черной дыры, ученые предполагают только путем сложных вычислений.

Считается, что даже очень крупные объекты попадают в черную дыру очень быстро — речь идет о секундах. Каждая «жертва» черной дыры меняет свою форму и для него пространство и время перестают существовать как отдельные явления. Согласно теории «вращающегося вихря», объекты в черной дыре становятся длинными и выглядят как лапша, которая кружится в центре кастрюли.

Что происходит внутри черной дыры. Считается, что внутри черных дыр объекты вытягиваются. Фото.

Считается, что внутри черных дыр объекты вытягиваются

Предположений о том, что находится внутри черных дыр, очень много. Некоторые ученые считают, что там находятся другие Вселенные, но в более сжатой форме. Подробно об этой идее рассказывала моя коллега Любовь Соковикова в статье «Можно ли путешествовать по Вселенной с помощью черных дыр?».

Как узнать что находится внутри черных дыр? И причем тут гравитационные волны?

Как ученые открывают черные дыры

Все черные дыры находятся далеко от Земли и, к тому же, являются невидимыми для телескопов. Несмотря на это, астрономы разработали сразу несколько способов охоты на них — благодаря им уже подтверждено существование нескольких десятков черных дыр. В начале статьи мы говорили, что их около 100 миллионов штук, но это всего лишь результат сложных вычислений, потому что современные ученые физически не смогли бы открыть так много космических объектов.

Как ученые открывают черные дыры. Обнаружить черные дыры напрямую невозможно, потому что они практически невидимы. Фото.

Обнаружить черные дыры напрямую невозможно, потому что они практически невидимы

Астрономы способны заподозрить о существовании черной дыры, ориентируясь на искажении света от находящихся рядом с ними звезд. Иногда соседние звезды начинают попадать под воздействие черной дыры, раскаляться и выделять мощное излучение, которое можно заметить через телескоп. Также на наличие черной дыры может указывать слабое колебание находящихся рядом звезд.

Вам будет интересно: В космосе есть астероид из золота — он может сделать всех людей миллиардерами

Самая близкая черная дыра

На протяжении многих лет самой близкой к Земле черной дырой считалась HR 6819, расположенная в 1 000 световых лет от нас. Но результаты научных исследований показали, что это двойная звездная система без черной дыры.

Также кандидатом на звание самой близкой к Земле черной дыры являлся объект, который располагается в созвездии Единорога рядом со звездой V723 Mon. Он может находиться на расстоянии 1 120 световых лет.

Самая близкая черная дыра. Единорог также привлекает ученых тем, что может быть самой маленькой известной науке черной дырой. Фото.

Единорог также привлекает ученых тем, что может быть самой маленькой известной науке черной дырой

По данным Space.com, самой близкой к Земле черной дырой является Gaia BH1. Она находится в 1 560 световых годах от нас, в созвездии Змееносца. Она была открыта при помощи европейского телескопа Gaia и наземной обсерватории Gemini на Гавайях. Эти же аппараты открыли черную дыру Gaia BH2, которая находится на расстоянии 3 800 световых лет, в созвездии Центавра.

Самая близкая черная дыра. К сожалению, как выглядит черная дыра Gaia BH1 мы можем представлять только в фантазиях. Фото.

К сожалению, как выглядит черная дыра Gaia BH1 мы можем представлять только в фантазиях

Самой известной черной дырой, пожалуй, является Стрелец A*. Он располагается в самом центре галактики Млечный путь, на расстоянии 26 670 световых лет от нас. В 2022 году моя коллега Любовь Соковикова рассказала, что на новом изображении черной дыры Стрелец А* видны сгустки энергии. Не стоит путать это изображение с самой первой фотографией черной дыры в истории, которая была сделана в 2019 году — на ней изображена тень черной дыры Messier 87.

Самая близкая черная дыра. Сверхмассивная черная дыра Messier 87. Фото.

Сверхмассивная черная дыра Messier 87

Хотите еще больше интересных статей? Подпишитесь на наш Дзен-канал, где также открыты комментарии!

Ни одна, даже самая близкая на данный момент черная дыра не может стать причиной гибели Земли — в космических масштабах они находятся рядом, но не настолько, чтобы как-то на нас воздействовать. К гибели нашей планеты может привести только прямое столкновение с черной дырой, и ученые считают, что в ближайшие миллиарды лет это невозможно. Когда-нибудь Солнце погаснет, но не факт, что она превратится в черную дыру, потому что для этого должны совпасть определенные факторы.

Чем питаются черные дыры и влияет ли это на их внешний вид

Чем питаются черные дыры и влияет ли это на их внешний вид. Когда объект, такой как звезда, попадает в черную дыру, он подвергается процессу, называемому «вырыванию приливов». Это означает, что гравитационное притяжение черной дыры разрывает звезду на атомы, прежде чем они достигнут горизонта событий. Фото.

Когда объект, такой как звезда, попадает в черную дыру, он подвергается процессу, называемому «вырыванию приливов». Это означает, что гравитационное притяжение черной дыры разрывает звезду на атомы, прежде чем они достигнут горизонта событий.

Мы – это то, что мы едим – новое исследование показывает, что данное правило распространяется и на черные дыры. Эти загадочные объекты скрывают множество тайн и собирают вокруг себя множество теорий. Даже то, как они “кушают” до конца неизвестно. Когда сверхмассивные черные дыры в центрах галактик откачивают газ из своего окружения, перегретый газ излучает на длинах волн в диапазоне от рентгеновского излучения до радио. Такой процесс поглощения принято называть аккрецией, пожирая ближайшую материю для наращивания массы – в этом черные дыры мастера. Таким образом недавнее исследование показывает влияние поглощаемых газов на аккреционный диск.

Чем питаются Черные Дыры?

Черные дыры – это объекты во Вселенной, которые славятся своей огромной массой и сильным гравитационным полем. Однако, как и любые другие объекты, они нуждаются в источнике питания. Но что же именно питает черные дыры и как они удовлетворяют свою потребность в энергии?

Чем питаются Черные Дыры? Существуют доказательства того, что в центре каждой галактики находится супермассивная черная дыра. Фото.

Существуют доказательства того, что в центре каждой галактики находится супермассивная черная дыра.

Может быть интересно – обладают ли черные дыры квантовыми свойствами.

Черные дыры могут питаться различными веществами, но наиболее распространенным источником питания для черных дыр является газ и пыль, которые находятся вблизи диска аккреции. Это такая область, где газ и пыль вращаются вокруг черной дыры в результате ее сильного гравитационного поля. Диск аккреции может быть очень горячим и светящимся, именно благодаря ему черная дыра становится видимой для нас.

Когда газ и пыль в диске аккреции приближаются к черной дыре, они начинают быстро вращаться и нагреваться до очень высоких температур. В результате процесса аккреции возникает огромное количество энергии, которая выделяется в виде яркого света и рентгеновского излучения. Черные дыры, питающиеся газом и пылью, называются активными галактическими ядрами и могут иметь очень яркое излучение.

Однако не все черные дыры питаются газом и пылью. Существуют черные дыры, которые находятся в состоянии покоя и не поглощают ничего. Такие черные дыры называются неактивными или голодными. Кроме того, некоторые из них могут питаться звездами, которые приближаются к ним на расстояние, достаточное для того, чтобы их гравитация стала сильнее, чем у звезды. В этом случае звезда начинает разрушаться под воздействием сил гравитации и поглощается.

Как состав газа влияет на свойства черной дыры

Ученые решили рассмотреть вопрос изменения состава газа, начав с простой модели, которая помогла оценить эффекты изменения от чистого водорода к чистому гелию. Для этого команда использовала данные телескопа Event Horizon, сфокусировавшись на двух галактиках в качестве эталонов. Они корректировали параметры модели до тех пор, пока смоделированный поток не стал соответствовать наблюдаемому.

Как состав газа влияет на свойства черной дыры. Черные дыры могут служить «машинами времени» в теории относительности Эйнштейна, где они могут вызывать кривизну пространства-времени, позволяя путешествовать во времени в будущее. Однако, это остается объектом дебатов и не было доказано экспериментально. Фото.

Черные дыры могут служить «машинами времени» в теории относительности Эйнштейна, где они могут вызывать кривизну пространства-времени, позволяя путешествовать во времени в будущее. Однако, это остается объектом дебатов и не было доказано экспериментально.

Читайте также: Космическая музыка – как звучат черные дыры.

Результаты расчетов показали, что с увеличением количества гелия электроны должны иметь более высокую температуру, плазма должна быть менее плотной, а магнитное поле должно быть слабее, чтобы получить тот же поток излучения. Другими словами, изменение состава газа приводит к изменению других физических свойств системы, чтобы сохранить количество излучения. Эти изменения могут повлиять на другие наблюдаемые свойства, такие как поляризация или ориентация излучаемых световых волн.

Поляризация – это процесс, когда электромагнитные волны колеблются в определенной плоскости, в отличие от случайного колебания в разных направлениях. В контексте света, поляризация означает разделение световых волн на определенные направления колебаний, что приводит к изменению их характеристик. Поляризация может происходить как естественным образом (например, при распространении света в воздухе), так и быть искусственно созданной (например, при использовании поляризационных фильтров). Этот эффект имеет много применений в нашей жизни, включая создание трехмерных изображений в кино и телевидении, улучшение качества связи в беспроводных сетях и многие другие технологии.

Варианты аккреции и их влияние на внешний вид

Чтобы исследовать изменения поляризации и других наблюдаемых свойств, ученые использовали результаты этих простых систем для обоснования более сложных моделей движения частиц на высоких скоростях и создания смоделированных изображений. Ученые рассмотрели два крайних случая — один, в котором газ, окружающий сверхмассивную черную дыру, представляет собой чистый водород, и другой, в котором это чистый гелий. Команда также исследовала две предложенные модели того, как происходит аккреция газа — одна, в которой вещество образует аккреционный диск, который постоянно подает вещество в черную дыру, и другая, в которой вещество подается случайными всплесками.

Варианты аккреции и их влияние на внешний вид. Если вы приблизитесь к черной дыре, то гравитационное поле будет настолько сильным, что вы начнете растягиваться вдоль направления, связанного с черной дырой, в явлении, называемом «спагеттификацией». Фото.

Если вы приблизитесь к черной дыре, то гравитационное поле будет настолько сильным, что вы начнете растягиваться вдоль направления, связанного с черной дырой, в явлении, называемом «спагеттификацией».

А чтобы черная дыра не добралась до вас – обязательно подписывайтесь на наш Telegram и Дзен, ведь мы публикуем только актуальные новости из мира науки!

Авторы обнаружили, что состав газа влияет на наблюдаемую нами поляризацию, причем модель, основанная только на гелии, имеет более упорядоченный характер поляризации. Кроме того, изменение как состава газа, так и метода аккреции (стационарный или случайный) приводит к сложным результатам, включая изменение того, где в диске генерируется излучение. Эти результаты показывают, что присутствие гелия может влиять на электромагнитное излучение, испускаемое черной дырой, предполагая, что будущие модели должны рассматривать состав аккрецированного газа как важную переменную.

Ученые обнаружили ранее невиданное событие – убегающую сверхмассивную черную дыру

Ученые обнаружили ранее невиданное событие – убегающую сверхмассивную черную дыру. Сколько еще ученым предстоит обнаружить удивительного в космосе? Фото.

Сколько еще ученым предстоит обнаружить удивительного в космосе?

Одна из самых загадочных тайн космоса – это, несомненно, черные дыры. Это области, где гравитация настолько сильна, что ни одно излучение не может покинуть их. Ученые до сих пор не могут понять, что происходит внутри черных дыр и как они воздействуют на окружающее пространство. Тем не менее даже с ними происходят события, которые делают их еще более загадочными. Недавно было обнаружено явление, которое доказывает это. Взаимодействие трех очень массивных черных дыр привело к ранее неизвестному явлению — сверхмассивная черная дыра движется с огромной скоростью и оставляет за собой след из новообразованных звезд. Это происходит, когда черная дыра движется через межгалактическое пространство и сталкивается с газом, вызывая образование новых звезд впереди. Но самое удивительное в том, что данный объект был обнаружен случайно.

Причудливый мост длиной 200 000 световых лет

Каждый объект в мире имеет свое значение, даже самые мелкие вещи, которые мы можем легко упустить из виду. Это подтвердил астроном Питер ван Доккум во время изучения фотографий, сделанных космическим телескопом «Хаббл». Сначала он не заметил неопознанный след на одном из снимков, думая, что это всего лишь ошибка. Однако, после более тщательного анализа, выяснилось, что это на самом деле космический объект – ряд молодых голубых звезд, простирающихся на протяжении 200 000 световых лет. Этот объект находился на полпути между бегущей черной дырой-гигантом и галактикой, из которой он был изгнан. Считается, что черная дыра сжимает газ, который затем конденсируется и образует звезды. Это уникальное явление во вселенной, которое никогда ранее не наблюдалось в других ее уголках, и подчеркивает важность внимательного изучения даже самых “мелких” деталей в космосе.

Причудливый мост длиной 200 000 световых лет. Пожирающий все на своем пути объект, может дарить жизнь, мир крайне удивителен. Фото.

Пожирающий все на своем пути объект, может дарить жизнь, мир крайне удивителен

Особенность бегущей черной дыры

Межгалактическое пространство скрывает огромный объект, который перемещается с умопомрачительной скоростью. К примеру, всего за четырнадцать минут он способен преодолеть расстояние от Земли до Луны. Этот объект является черной дырой массой более 20 миллионов Солнц и оставил за собой длинный след новых звезд, простирающийся на 200 000 световых лет и превышающий в два раза диаметр Млечного Пути. Ученые полагают, что данное явление произошло в результате столкновения трех массивных черных дыр.

Интересно отметить, что черные дыры обычно уничтожают все объекты, которые попадают в их поле притяжения. Но, как выяснили ученые, существует черная дыра, которая идет как бы против этого шаблона и помогает создавать новые звезды, собирая газ перед собой. Этот феномен является уникальным и ученые до сих пор пытаются понять, как он работает.

Особенность бегущей черной дыры. Среди полной пустоты образовался путь “жизни”. Фото.

Среди полной пустоты образовался путь “жизни”

За черной дырой находится область газа, которая начинает охлаждаться и образовывать новорожденные звезды. Также “проход”, который она образует за собой – светлее, чем галактика, от которой он протягивается, что указывает на то, что след может содержать большое количество новых звезд. Черная дыра находится на конце «коридора», который простирается до родительской галактики, а на его краю можно заметить светящийся узел ионизированного кислорода. Ученые предполагают, что газ может быть нагрет движением черной дыры, либо это может быть излучение от аккреционного диска, который образуется вокруг черной дыры. Точный механизм этого процесса пока остается загадкой.

Этот удивительный объект в космосе является предметом постоянного исследования и вызывает у ученых множество вопросов.

Что заставило черную дыру убегать?

Нелегко заставить такого гиганта бежать, но ученые полагают, что только крупное столкновение черных дыр может вызвать подобное явление. В данном случае две галактики соединились, объединив две сверхмассивные черные дыры в их центрах. Однако внезапное появление третьей черной дыры-чужака запустило цепочку хаотических событий. Одна из черных дыр лишила две другие – импульса и была изгнана из галактики-хозяина. Однако до сих пор неизвестно, кто изгнал кого: возможно, пара черных дыр осталась неизменной, или новая черная дыра-чужак заменила одну из них, находившихся в первоначальном соединении, и вышвырнула ее старого партнера.

Что заставило черную дыру убегать? Страшно представить, какие события происходят при столкновении черных дыр. Фото.

Страшно представить, какие события происходят при столкновении черных дыр

В итоге одиночная черная дыра двинулась в одном направлении, а две другие ушли в противоположном. На другом конце галактики-хозяина находится интересный объект, который, возможно, является также убегающей черной дырой. Это можно подтвердить дополнительными наблюдениями, проводимыми при помощи космического телескопа NASA Джеймс Уэбб и рентгеновской обсерватории Чандра, так как в центре галактики не обнаружено признаков активности черной дыры.

Дальнейшая судьба бегущего гиганта

Космический телескоп, который будет запущен НАСА в честь Нэнси Грейс Роман, предоставит широкий обзор Вселенной. В качестве обзорного телескопа, он сможет обнаружить еще больше редких и удивительных «звездных полос» в других уголках Вселенной. Изучение этого объекта поможет нам лучше понять взаимодействия, происходящие в нашей Вселенной.

А чтобы не пропустить больше новостей из мира науки – присоединяйтесь к нашему сообществу в Telegram или же Дзен.

Как узнать что находится внутри черных дыр? И причем тут гравитационные волны?

Как узнать что находится внутри черных дыр? И причем тут гравитационные волны? Во Вселенной происходи множество космических катастроф, например, столкновение сверхмассивных черных дыр. Фото.

Во Вселенной происходи множество космических катастроф, например, столкновение сверхмассивных черных дыр

Когда Купер – главный герой знаменитого «Интерстеллар», пересекает горизонт событий черной дыры и попадает в четырехмерное пространство, то ̶з̶а̶с̶т̶р̶е̶в̶а̶е̶т̶ ̶в̶ ̶к̶о̶м̶н̶а̶т̶е̶ ̶с̶в̶о̶е̶й̶ ̶д̶о̶ч̶е̶р̶и̶ может видеть любые объекты и исходящие от них «нити» времени. Но что на самом деле происходит внутри этих космических монстров? Общая теории относительности (ОТО) гласит, что за горизонтом событий скрывается сингулярность, а значит пространство и время сжимаются. Формально, сингулярность – это точка, в которую сколлапсировал материал, образующий черную дыру, а известные нам законы физики там попросту не работают. Ученые, однако, не исключают и другие варианты. Стивен Хокинг, например, не исключал, что черные дыры могут быть порталами в другие вселенные. Но как узнать что находится внутри, если ни один человек никогда не сможет там оказаться? Ответ на этот вопрос могут подсказать гравитационные волны и компьютерное моделирование.

Что такое сингулярность и «точка невозврата»?

В 2015 году ученые из лабораторий LARGO и VIRGO сообщили об обнаружении гравитационных волн в результате столкновения двух черных дыр. До этого момента черные дыры считались гипотетическими объектами, а в способность доказать их существование не верил даже Эйнштейн (то же можно сказать и о гравитационных волнах). Однако на дворе 2023 год, а у человечества «в кармане» не только гравитационные волны, но и снимки горизонта событий двух черных дыр.

Напомним, что черные дыры представляют собой объекты в пространстве-времени, сила гравитации которых настолько велика, что вся поглощенная ими материя исчезает навеки. Мы знаем об этом благодаря горизонту событий – светящемуся кольцу этих космических монстров. Когда материя пересекает так называемую точку невозврата, то навсегда становится пленницей черных дыр.

Что такое сингулярность и «точка невозврата»? Внешний круг черной дыры называется горизонтом событий, а в центре космического монстра располагается сингулярность. Фото.

Внешний круг черной дыры называется горизонтом событий, а в центре космического монстра располагается сингулярность.

То, как выглядит горизонт событий мы увидели весной 2019 года, после публикации снимка "Стрельца А* – центрального объекта галактики Messier 87, расположенной на расстоянии 54 миллионов световых лет от Земли. Следующим изображением, опубликованном
в мае 2022 года, стал снимок черной дыры в сердце Млечного Пути.

Освежив в памяти открытия последних лет, не будем забывать о сингулярности – центральной области черной дыры, расположенной за горизонтом событий. Считается, что в этой точке сосредоточена масса черной дыры с бесконечной плотностью, однако что именно там происходит неизвестно.

Черные дыры и компьютерные модели

Но вернемся к гравитационным волнам – «ряби» в пространстве времени, которая распространяется подобно волнам в результате космических катастроф – столкновений нейтронных звезд или черных дыр: чем больше масса и скорость движения объектов, тем больше колебания гравитационных волн.

Обнаружение гравитационных волн в очередной раз подтвердило ОТО Эйнштейна, а за прошедшие с тех пор годы было обнаружено около 100 сливающихся черных дыр. Теперь, благодаря работе команды 14 ученых во главе профессором Колумбийского университета Ламом Хуэем, моделирование космических катастроф прокладывает путь к более глубокому пониманию структуры черных дыр во время столкновений.

Черные дыры и компьютерные модели. Столкновение таких массивных объектов как нейтронные звезды и черные дыры порождает гравитационные волны, сотрясающие пространство-время. Фото.

Столкновение таких массивных объектов как нейтронные звезды и черные дыры порождает гравитационные волны, сотрясающие пространство-время

Подробнее об открытии гравитационных волн мы рассказывали здесь, не пропустите.

В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, команда описывает усложненный способ моделирования сигнала, излучаемого гравитационными волнами, путем включения в модель нелинейных взаимодействий. Ранее модели гравитационных волн включали только линейные взаимодействия, которые хорошо работают, но не учитывают различные виды поведения наблюдаемых космических объектов. Новое исследование улучшает модели на 10% (а это много).

Это большой шаг в подготовке к следующему этапу обнаружения гравитационных волн и пониманию гравитации и явлений, наблюдаемых в дальних уголках космоса, – пишут авторы научной работы.

Отметим, что нелинейность моделей для описания гравитационных волн можно сравнить с волнами в океане: спокойно поднимающиеся и опускающиеся описаны линейными уравнениями, а крупные и разбивающиеся – нелинейными. Последние демонстрируют движение воды в волне, включая капли воды, что содержатся в воздухе.

Черные дыры и компьютерные модели. Перед вами процесс поглощения звезды черной дырой. Фото.

Перед вами процесс поглощения звезды черной дырой

Новый метод также дает подсказки о том, что происходит внутри черных дыр, описывая гравитацию в экстремальных астрофизических условиях. «В попытках докопаться до истины мы наблюдаем за рябью пространства-времени как детективы. И это – лучший способ узнать как можно больше об их таинственной природе», – отметил один из 14 авторов научной работы.

Читайте также: Настольный детектор гравитационных волн уловил странные, новые сигналы

Моделирование черных дыр

Исследование пришлось как нельзя кстати: в марте обсерватория LIGO вновь приступит к работе после закрытия в 2020 году из-за пандемии COVID-19. Ожидается, что в ближайшие годы сбором данных займутся несколько крупных детекторов гравитационных волн, а наличие улучшенных компьютерных моделей может привести к новым открытиям.

Улучшенные компьютерные модели позволяют оценить пространственно-временную структуру черных дыр и их содержимое, так как «прислушиваются» к звуку, исходящему от столкновения и слияния этих космических монстров. Ожидается, что в будущем эти модели помогут составить карту внутренней структуры черных дыр и того, что происходит с оказавшейся там материей.

Моделирование черных дыр. В модели используются новые методы для анализа волн, испускаемых черными дырами при столкновении. Фото.

В модели используются новые методы для анализа волн, испускаемых черными дырами при столкновении.

Нелейные взаимодействия можно сравнить с встряхиванием коробки и издаваемом в результате звуком, который позволяет узнать о ее содержимом. В данном случае тряска – столкновение двух черных дыр, а звук – издаваемые в процессе гравитационные волны. Результат, как ожидают специалисты, позволит обнаружить еще больше космических катастроф в самых отдаленных уголках Вселенной.

Больше по теме: Что странного в столкновении нескольких черных дыр? И причем тут гравитационные волны?

Дальнейшая работа над улучшением компьютерных моделей – это большой шаг в подготовке к следующему этапу обнаружения гравитационных волн и изучению самой главной (и загадочной) силы природы – гравитации и ее поведения на просторах бесконечной Вселенной. Но компьютерное моделирование – лишь малая часть этой колоссальной работы.

Как объяснить сингулряность?

Пролить свет на тайну содержимого черных дыр может темная энергия – сила, благодаря которой Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью (что, на секунду, противоречит ОТО). О том, что ключ к пониманию структуры черных дыр связан с темной энергией, говорят результаты новых исследований, в ходе которых ученые измерили массу черных дыр в гигантской эллиптической галактике.

Звездообразование в таких галактиках как правило останавливается, а «строительного» материала катастрофически не хватает. Это означает, что черным дырам в центре таких галактик нечего поглощать, а значит набирать массу эти объекты не могут, – объясняют специалисты.

Как объяснить сингулряность? В центре черной дыры располагается сингулярность. Верхняя и нижняя точки – горизонт событий, поглощающий все вокруг и не выпускающий материю за пределы черной дыры. Фото.

В центре черной дыры располагается сингулярность. Верхняя и нижняя точки – горизонт событий, поглощающий все вокруг и не выпускающий материю за пределы черной дыры

Как показали результаты сразу двух исследований физиков из Гавайского университета, опубликованных в журнале Astrophysical Journal и Astrophysical Journal Letters, в отдаленных эллиптических галактиках без звездообразования, сверхмассивные черные дыры продолжали расти. Более того, эти таинственные объекты становились все более массивными примерно с той же скоростью, с которой расширялась Вселенная. «Это наводит на мысль о том, что черные дыры могут играть определенную роль в создании темной энергии», – говорится в статье.

Не пропустите: Могут ли гравитационные волны разрешить кризис космологии?

В нашем сегодняшнем понимании центр черной дыры – это точка, в которой известные законы физики не работают из-за чрезмерной силы гравитации. При этом сингулярность математически невозможна.
«Когда физика внутри черной дыры становится странной, ее масса оказывается связанной с расширением всей Вселенной», – сообщают исследователи.

Как объяснить сингулряность? Некоторые физики полагают, что черные дыры являются источником таинственной темной энергии, ответственной, как считается, за расширение Вселенной. Фото.

Некоторые физики полагают, что черные дыры являются источником таинственной темной энергии, ответственной, как считается, за расширение Вселенной

Многие физики также высказывали предположения о том, что вместо сингулярности центр черной дыры может содержать так называемую вакуумную энергию – одну из возможных форм загадочной темной энергии. И все же, утверждать, что физики разгадали как тайну темной энергии и знают что находится внутри черных дыр, нельзя. Однако использование обновленных компьютерных моделей наряду с дальнейшими наблюдениями и сбором данных, позволят ответить на многие фундаментальные вопросы о мире и Вселенной, в котором мы живем.

О том, могут ли черные дыры оказаться порталами для путешествий сквозь пространство и время мы рассказывали в этой статье, не пропустите!

А как вы думаете, что находится внутри черных дыр? Могут ли они быть порталами в другие миры или являются источником таинственной темной энергии? Ответ, как и всегда, ждем в нашем Telegram чате и комментариях к этой статье!

Ученые создали черную дыру в лаборатории и она начала светиться

Ученые создали черную дыру в лаборатории и она начала светиться. Новые исследования показывают, что искусственные черные дыры функционируют так же, как настоящие. Фото.

Новые исследования показывают, что искусственные черные дыры функционируют так же, как настоящие

Среди бесчисленного множества космических объектов, самыми загадочными являются черные дыры – области пространства-времени, сила притяжения которых настолько велика, что даже фотоны света не могут вырваться за пределы их горизонта событий. Считается, что сверхмассивные черные дыры находятся в центрах галактик и Млечный Путь – не исключение. И хотя наши знания о Вселенной и ее обитателях ограничены, ученые продолжают собирать их по крупицам. По мере развития технологий важнейшим научным инструментом стали компьютерные модели – с их помощью исследователи разработали реалистичные модели Вселенной. Более того, ранее в этом году команда физиков из Амстердамского университета смоделировала горизонт событий черной дыры в лаборатории. Может показаться удивительным, однако искусственная черная дыра начала испускать излучение, как и предполагал знаменитый физик-теоретик Стивен Хокинг. Это открытие, вероятно, позволит ученым разработать совершенно новую физическую теорию, сочетающую общую теорию относительности (ОТО) и принципы квантовой механики. Но как?

В 1974 году Стивен Хокинг предположил, что небольшие черные дыры могут испаряться, что в целом является парадоксом, так как покинуть горизонт событий не могут даже фотоны самого света.

Космические монстры

Черные дыры начинают свой жизненный путь со смерти – звезды, чья масса превышает солнечную минимум в три раза, выгорают и взрываются, отбрасывая внешнюю оболочку, после чего сжимаются и коллапсируют в черные дыры. Этот процесс происходит постоянно – новые звезды рождаются, старые – погибают. И чем больше звезда, тем быстрее она сжигает топливо и погибает. Однако происхождение сверхмассивных черных дыр (масса которых превышает солнечную в миллионы и миллиарды раз) до сих пор неизвестно.

Этот процесс настолько удивителен, что современная наука уделяет ему много внимания: небольшие черные дыры, возможно, сформировались в центре молодых галактик в процессе слияния (столкновения). Понимание физики этих объектов является ключом к разгадке фундаментальных законов, управляющих Вселенной. Все потому, что черные дыры представляют собой предел двух наиболее проверенных теорий – ОТО и квантовой механики.

Космические монстры. Вряд ли во Вселенной найдутся объекты, более странные, чем черные дыры. Фото.

Вряд ли во Вселенной найдутся объекты, более странные, чем черные дыры

Напомним, что ОТО Эйнштейна описывает гравитацию как результат деформации пространства-времени массивными объектами, а квантовая теория – устройство мироздания на уровне атомов.

Но несмотря на полученные изображения горизонта событий черной дыры в сердце Млечного Пути и в центре галактики M87 (Messier 87), вопросов у ученых по-прежнему много. Так, британский физик-теоретик Стивен Хокинг десятилетиями изучал эти таинственные объекты и в 1974 году предположил, что прерывание квантовых флуктуаций горизонта событий испускает тип излучения, похожий на тепловое. Проблема заключается в том, что это излучение, вероятно, слишком слабое, чтобы его смогли обнаружить обитатели Земли.

Излучение Хокинга

Чтобы проанализировать свойства излучения Хокинга, исследователи решили создать его аналог в лаборатории (этим грешат многие молодые ученые), что в итоге удалось группе физиков из Амстердамского университета. В ходе исследования физики наблюдали потрясающий результат своей работы – свечение на смоделированном горизонте событий, правда при соблюдении определенных условий.

Отметим, что наблюдаемое искусственное излучение представляет собой частицы, созданные возмущениями квантовых флуктуаций из-за искривления пространства-времени силой гравитации черной дыры.

Предложенная модель в будущем позволит изучить окружающее черные дыры пространство, на которое не влияет экстремальная динамика их образования. «Наша работа может помочь в дальнейшем изучении фундаментальных аспектов квантовой механики, а также гравитации и искривленного пространства-времени в различных средах с конденсированной материей», — пишут авторы нового исследования.

Излучение Хокинга. Перед вами черная дыра поглощающая материю прямо в центре нашей Галактики. Фото.

Перед вами черная дыра поглощающая материю прямо в центре нашей Галактики

Больше по теме: Теория Стивена Хокинга о черных дырах получила подтверждение

Но вот что еще удивительнее – полученные результаты приводят нас прямиком к феномену квантовой запутанности – явлению, при котором две частицы остаются связанными вне зависимости от того, как далеко находятся друг от друга. Как полагают авторы работы, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, запутанность частиц, пересекающих горизонт событий, играет важную роль в генерации излучения Хокинга.

Черная дыра из лаборатории

Чтобы создать горизонт событий в лабораторных условиях, физики смоделировали однорядную цепочку атомов. Возникшее в результате излучение Хокинга — частицы, созданные возмущениями квантовых флуктуаций из-за разрыва пространства-времени черной дырой — проявилось в виде видимого свечения.

Затем команда занялась непосредственным созданием искусственной черной дыры – для чего и была разработана одномерная цепочка атомов, между которой электроны «прыгают» из одного положения в другое. Настроив легкость, с которой могут происходить эти прыжки, исследователи создали своего рода горизонт событий, который мешал волнообразной природе электронов.

Черная дыра из лаборатории. Черная дыра развивается за счет вещества, которое поглощает. Фото.

Черная дыра развивается за счет вещества, которое поглощает

Различная сила связи между атомами имитирует искривление пространства-времени в присутствии черной дыры. По сути, мы использовали «цепочку атомов в одном файле для моделирования горизонта событий черной дыры» чтобы наблюдать излучение Хокинга, – рассказали исследователи, о чем сообщает издание ScienceAlert.

Как отмечают авторы научной работы, разработанная модель соответствовала теоретическим ожиданиям в тот момент, когда часть цепочки атомов выходила за горизонт событий. Это может означать, что квантовая запутанность частиц генерирует излучение Хокинга. Правда, что именно полученные результаты означают для пока не существующей теории квантовой гравитации, неясно. К счастью, труд команды из Амстердамского университета можно использовать в самых разных экспериментальных установках, а значит, дальнейших открытий не миновать.

Черная дыра из лаборатории. Благодаря столкновению двух черных дыр исследователи доказали существование гравитационных волн. Это знаменательное событие произошло в 2017 году и было отмечено Нобелевской премией по физике. Фото.

Благодаря столкновению двух черных дыр исследователи доказали существование гравитационных волн. Это знаменательное событие произошло в 2017 году и было отмечено Нобелевской премией по физике

Как только объект пересекает горизонт событий черной дыры, нам остается лишь гадать что лежит за его пределами. Не исключено, что эти космические монстры могут оказаться порталами в другие вселенные или способом путешествия по нашей собственной. Подробнее о том, как физики-теоретики пришли к такому выводу, мы рассказывали ранее, не пропустите.

Хотите первыми узнавать о последних научных открытиях в области физики и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтобы всегда быть в курсе происходящего!

Напомним, что одним из главных желаний Стивена Хокинга было создание единой теории квантовой гравитации, которая могла бы объединить две непримиримые теории и, следовательно, могла бы применяться повсеместно и наконец узнать фундаментальные законы Вселенной и нашего существования в ней. О других, не менее интригующих научных теориях о квантовых свойствах черных дыр, можно прочитать здесь.

Обладают ли черные дыры квантовыми свойствами?

Обладают ли черные дыры квантовыми свойствами? Результаты нового исследования показали, что черные дыры обладают квантовыми свойствами. Но что это означает? Фото

Результаты нового исследования показали, что черные дыры обладают квантовыми свойствами. Но что это означает?

Черные дыры – одни из самых загадочных объектов на просторах Вселенной. И хотя физики давно догадывались об их существовании, статус реальных космических обитателей черные дыры получили несколько лет назад. Открытие гравитационных волн в 2017 году и первый снимок черной дыры (2019 год) ознаменовали собой новую эру космических исследований – в самом ближайшем будущем мы узнаем много нового о Вселенной и существующих на ее просторах объектах. Так, недавно в журнале Physical Review Letters вышла статья, авторы которой утверждают что эти космические монстры обладают уникальными и причудливыми квантовыми свойствами. Новое исследование имеет отношение к теории квантовой гравитации – одной из нерешенных загадок современной науки. В основе работы лежит компьютерное моделирование – с его помощью физики обнаружили что черные дыры обладают свойствами, характерными для квантовых частиц. Удивительно, но исследователи полагают, что эти космические монстры могут быть одновременно маленькими и большими, тяжелыми и легкими, мертвыми и живыми.

В общей теории относительности Эйнштейна нет частиц — есть только пространство-время. А в Стандартной модели физики элементарных частиц нет гравитации, есть только частицы. И это – главная проблема современной науки, так как обе теории противоречат друг другу, хотя прекрасно работают по отдельности.

В поисках квантовой гравитации

Согласно квантовой теории наш мир состоит из невидимых частиц, постоянно взаимодействующих между собой и обладающих разными свойствами. Но вот что особенно интересно – законам квантовой механики подчиняются все фундаментальные силы Вселенной, за исключением самой важной из них – гравитации. Увы, но многолетние попытки «вписать» гравитацию в квантовую теорию не увенчались успехом, впрочем, как и создание «теории всего».

Считается, что «теория всего» призвана объяснить устройство Вселенной и законы, по которым в ней все устроено. Физики, однако, до сих пор не знают что именно представляет собой главная сила во Вселенной. Некоторые исследователи полагают, что гравитация обладает квантовым свойствами и состоит из субатомных частиц – так называемых гравитонов, обнаружить которые до сих пор не удалось.

В поисках квантовой гравитации. Гравитон — гипотетическая безмассовая элементарная частица гравитации. Фото

Гравитон — гипотетическая безмассовая элементарная частица гравитации

Вопросы также вызывает квантовая запутанность – явление при котором две субатомные частицы остаются неразрывно связаны вне зависимости от того, как далеко находятся друг от друга. Эту связь Альберт Эйнштейн называл «сверхъестественной» и сомневался в ней до последнего.

Подробнее о том что представляет собой этот удивительный феномен можно прочитать здесь. Уверены, вам понравится!

Так как все вокруг состоит из квантов, способных вести себя и как частица и как волна, существование гравитонов может доказать квантовую природу главной силы во Вселенной. Проблема заключается в том, что гравитация чрезвычайно слаба. Более того, для непосредственного наблюдения едва ощутимого воздействия гравитона на материю, потребуется массивный специальный детектор, способный сам образовать черную дыру (очевидно, о его создании говорить бессмысленно).

В поисках квантовой гравитации. Моделирование показало, что черная дыра демонстрировала признаки квантовой суперпозиции, то есть способность существовать сразу в нескольких состояниях. Фото

Моделирование показало, что черная дыра демонстрировала признаки квантовой суперпозиции, то есть способность существовать сразу в нескольких состояниях

К счастью, поиски гравитона можно продолжать и без супер детектора – в работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, физики рассказали о новой компьютерной модели, способной определить квантовые свойства черных дыр и больше узнать об устройстве Вселенной.

Еще больше интересных статей о новейших астрономических открытиях читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Квантовая суперпозиция и черные дыры

Физики из университета Квинсленда разработали математическую модель, поместив смоделированную квантовую частицу рядом с гигантской черной дырой. Полученные результаты показали, что черная дыра демонстрирует признаки квантовой суперпозиции – способности частиц существовать сразу в нескольких состояниях одновременно. Так, компьютерная черная дыра оказалась одновременно и массивной и нет (прямо как знаменитый кот Шредингера).

Квантовая суперпозиция и черные дыры. Черные дыры могут обладать квантовыми свойствами, являясь своего рода «котами Шредингера». Фото

Черные дыры могут обладать квантовыми свойствами, являясь своего рода «котами Шредингера»

Это интересно
Нобелевский лауреат по физике 1933 года Эдвин Шредингер своим экспериментов хотел продемонстрировать абсурдность квантовой теории, поскольку она предполагает, что кошка, запертая в ящике, может быть одновременно мертвой. Этот вывод базируется на поведении атомов.

Результаты также подтверждают предположения физика-теоретика Джейкоба Бекенштейна о том, что масса черных дыр может быть только определенного значения в определенный момент времени. Напомним, что субатомные частицы способны существовать в нескольких состояниях одновременно – но лишь до момента взаимодействия с внешним миром. А оно, к слову, является результатом измерения или наблюдения, которое переводит частицу в одно из возможных состояний.

До сих пор никто не вдавался в квантовую природу черных дыр. Но если попытаться выяснить какой является структура сингулярности в центре черной дыры, наши выводы очень важны, — пишут авторы исследования.

Новое открытие также означает, что ткань пространства-времени вокруг сингулярности искривляется до бесконечности. По этой причине законы физики в том виде, в каком мы их знаем, попросту не работают. Выходит подобно коту Шредингера масса черной дыры может быть как огромной, так и нулевой одновременно.

Квантовая суперпозиция и черные дыры. Существование черных дыр удалось доказать несколько лет назад. Фото

Существование черных дыр удалось доказать несколько лет назад

Вам будет интересно: Наша Вселенная – это голограмма? И при чем тут черные дыры?

Необходимо отметить, что свежий взгляд на природу этих таинственных объектов в будущем поможет понять что именно происходит внутри черной дыры. И как бы фантастично не выглядели такие эксперименты, они могут привести к самым неожиданным открытиям. Хорошим примером является основополагающая работа Стивена Хокинга об излучении черных дыр, подробнее можно прочитать здесь.

За горизонтом событий

Так как внимание к фундаментальной роли квантовых частиц в возникновении пространства-времени растет, наши представления о природе Вселенной меняются. Еще совсем недавно считалось что черные дыры не вращаются, а сингулярность – бесконечно плотная точка коллапсирующий материи (это слово используется для описания точки, которая бесконечно мала и бесконечно плотна).

Но так как черные дыры вращаются, современные модели предполагают что их сингулярности представляют собой бесконечно тонкие кольца. И если горизонт событий мы хорошо себе представляем, о сингулярности почти ничего неизвестно (и мы не представляем как она выглядит).

Больше по теме: Как кротовые норы помогают решить информационный парадокс черных дыр?

За горизонтом событий. В 2017 году физики доказали существование гравитационных волн, распространившихся в результате столкновения двух сверхмассивных черных дыр. Фото

В 2017 году физики доказали существование гравитационных волн, распространившихся в результате столкновения двух сверхмассивных черных дыр

Поскольку черные дыры — это абсолютная граница между тем, что мы знаем, и тем, чего не знаем, их истинная природа остается для нас загадкой. По этой причине миру необходимы новые необычные исследования, способные бросить вызов устоявшимся представлениям о Вселенной. В конечном итоге изучение черных дыр может примирить ОТО и квантовую механику, став основой единой «теории всего».

Считается, что в сингулярности ткань пространства-времени изгибается до бесконечности, а законы физики — в том виде, в каком мы их понимаем — нарушаются.

Среди наиболее интересных предположений о содержимом черных дыр можно выделить червоточины – туннели в пространстве-времени, которые могут являться порталами в другие миры и измерения. Подробнее о том, могут ли черные дыры соединять разные Вселенные мы рассказывали ранее, не пропустите!

На новом изображении черной дыры Стрелец А* видны сгустки энергии

В самом сердце Млечного Пути обитает сверхмассивная черная дыра, которая время от времени ведет себя странно

В самом сердце нашей галактики прячется космический монстр. Сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А* (Sagittarius A*) находится в центре Млечного Пути, отчего наблюдать ее крайне сложно. Ученым, тем не менее, это удалось – еще в 2019 году они смогли сфотографировать Стрельца А*. Отметим, что речь не идет об обычных фотографиях – на снимке мы видим «тень» черной дыры, так называемый горизонт событий. Чаще всего его описывают как точку невозврата, своего рода космическую тюрьму, вырваться из которой не способны даже кванты самого света. Гравитационная сила Стрельца А* притягивает к себе все объекты поблизости, а их остатки мы видим на снимке. Недавно команда исследователей проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовала результаты наблюдений за черной дырой в нашей Галактике. Но вот что особенно интересно – объект на новом изображении сильно отличается от того, что был на предыдущих снимках.

Охота на космических монстров

Самый первый снимок черной дыры в галактике Messier 87 (M87) был опубликован в 2019 году и окончательно доказал существование этих космических монстров. Команда ученых из проекта Event Horizon Telescope (EHT) cвязала 11 радиотелескопов на четырех континентах в один огромный радиоинтерферометр, колоссальные возможности которого изменили наше понимание космоса и небесных объектов. Только представьте сколько нового мы узнаем о Вселенной в ближайшие годы!

Недавно команда EHT напомнила о себе опубликовав новый снимок черной дыры в центре нашей Галактики. И это – настоящий прорыв, ведь многие астрономы полагали, что многочисленные попытки запечатлеть этот таинственный объект обречены на провал. Дело в том, что наблюдателю с Земли намного проще разглядывать центр ближайших галактик, чем годами наблюдать за объектом, частично скрытым от телескопов.

В 2019 году впервые в истории науки астрономы смогли разглядеть черную дыру в галактике М87 в обрамлении диска падающего на нее вещества

Больше по теме: Опубликована первая в истории настоящая фотография тени черной дыры

Над получением изображения работали более 300 исследователей из 80 научных центров, однако новое изображение выглядит знакомо – объект на снимке похож на изображение черной дыры в сердце галактики М87 (опубликовано в 2019 году той же коллаборацией). Тем не менее между объектами большая разница.

Так, Стрелец А* расположен на расстоянии 53 миллионов световых лет от Земли, а черная дыра из галактики М87 – на 30 миллионов световых лет больше. Полученные данные также указывают на различия между объектами, а их сравнение позволяет больше узнать о свойствах сверхмассивных черных дыр – самых загадочных и экзотических объектов на просторах Вселенной.

История наблюдений за черной дырой в галактике Messier 87

Но несмотря на то, что для наблюдателя с Земли они кажутся одинаковыми, в реальности масса M87* составляет 6 миллиардов Солнц, а масса Стрельца А* оценивается в 3,7 ± 1,5 миллиона солнечных масс. Теперь в коллекции космических снимков человечества находятся два «портрета» черных дыр из двух разных галактик.

Любите науку и хотите быть в курсе последних научных открытий? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Снимок сердца Млечного Пути

С первого взгляда новое изображение раскрывает важную информацию о центре нашей Галактики. Благодаря полученным данным ученые подтвердили факт вращения черной дыры и окружающей ее материи. Отметим, что увидеть саму черную дыру на снимке невозможно, так как она абсолютно черная. На ее существование указывает светящийся вокруг дыры газ: темная центральная область окружена яркой структурой, напоминающей кольцо.

Как рассказал журналистам астрофизик из Стэнфордского университета Роджер Блэндфорд (который не принимал участие в исследовании) «Стрелец А*, по сути, голодает, так как вокруг нее вращается не так много материи (по сравнению с черной дырой М87), из-за чего объект выглядит довольно тусклым.

Телескоп горизонта событий (англ. Event Horizon Telescope, EHT) — проект по созданию большого массива телескопов в разных уголках Земли, образующих единый интерферометр

Тем не менее материал крутится вокруг Стрельца A* так быстро, что внешний вид объекта может меняться чуть ли не каждую минуту. Чтобы получить снимок Стрельца А*, исследователям пришлось столкнуться с трудностями и потратить немало времени на создание нового изображения. Напомним, что на сбор и проверку информации о черной дыре М87 понадобилось целых два года, а объем полученных данных огромен.

Это интересно: Можно ли доказать существование червоточин? Ученые считают что да

Спокойная и странная черная дыра

Астрономы называют Стрельца А* необычно спокойным объектом. Как правило черные дыры чрезвычайно активны и поглощают огромное количество газа и пыли, которые мы видим на полученных снимках. Однако черная дыра в центре нашей Галактики периодически ведет себя странно, устраивая мимолетное шоу. Так, 11 апреля этого года рентгеновская обсерватория NASA «Чандра» зафиксировала мощную вспышку рентгеновского излучения, происхождение которой на сегодняшний день неизвестно.

Одной из причин может оказаться взаимодействие между материалом аккреционного диска черной дыры и магнитным полем, окружающим этот небесный объект. Под аккреционным диском ученые понимают большую массу притянутого вещества, которое разогревается до огромных температур.

Аккреционным диском является газовый диск, который образуется вокруг компактных звездных остатков

Астрономы предполагают, что магнитное поле Стрельца A* действует как барьер, не позволяющий черной дыре поглотить большое количество материала, в то время как магнитная блокировка заставляет газ и пыль скапливаться в определенных областях вокруг космического монстра.

Не пропустите: NASA представила визуализацию черной дыры

Это накопленное напряжение, вероятно, заставляет одну из силовых линий магнитного поля Стрельца А* временно разрываться, высвобождая энергию в космическое пространство и образуя горячий пузырь плазмы. Этот «пузырь» пронизан вертикальными магнитными полями и движется вокруг черной дыры по экваториальной орбите.

На полученном снимке, вероятно, запечатлен сгусток газа, который невероятно быстро обращается вокруг черной дыры – «пузырь» совершает полный оборот всего за 70 минут. Это означает, что он движется со скоростью около 30% скорости света, – пишут авторы научной работы, ознакомиться с текстом которой можно в журнале Astronomy & Astrophysics.

Плазменный шар вокруг черной дыры моя появиться в результате рентгеновских вспышек, причины которых на данный момент неизвестны

А вы знали, что в прошлом году астрономы отметили на карте 25 000 черных дыр? Все подробности здесь, не пропустите!

В завершении отметим, что новые наблюдения подтверждают магнитное происхождение мощных вспышек и дают представление об истинной форме магнитного поля Стрельца A*. Ситуация должна проясниться в самом ближайшем будущем, когда команда EHT получит полное представление о природе этого удивительного объекта. Так что ждем с нетерпением)

Можно ли доказать существование червоточен? Ученые считают что да

Червоточину, или как ее еще принято называть, кротовую нору ученые представляют в виде туннеля, располагающегося между двумя водоворотами света.

Среди множества космических загадок «червоточины» пользуются особой популярностью. С их помощью герои блокбастеров путешествуют по разным вселенным, однако в реальности так называемый мост Эйнштейна-Розена является математическим дополнением общей теории относительности (ОТО). В 1916 году математик Натан Розен и физик Альберт Эйнштейн обратили внимание на решение простейших уравнений ОТО, описывающих изолированные источники гравитационного поля. Ученые предположили, что эта пространственная структура похожа на «мост», соединяющий две одинаковые вселенные (или две разные точки пространства-времени). Впоследствии эти структуры получили название «кротовые норы» (от английского «wormhole» — «червоточина»), однако их существование не доказано. Но несмотря на гипотетический статус, червоточины постоянно присутствуют в уравнениях и помогают астрофизикам описывать устройство Вселенной, движение звезд, планет и других небесных объектов. Но если они действительно существуют, то можно ли их найти? Давайте разбираться!

Гравитационные волны — изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам.

Черные дыры и научные факты

Черные дыры долгое время существовали лишь в уравнениях, а Эйнштейн был уверен в том, что обнаружить их невозможно. Только представьте какой была бы его реакция на ошеломительные успехи современной науки – в 2016 году ученые из лабораторий LIGO и VIRGO зафиксировали гравитационные волны, исходящие от столкновения двух черных дыр (размер которых в 29 и 36 раз больше нашего Солнца).

За проделанную работу физиков наградили Нобелевской премией в 2017 году, а два года спустя изумленная публика рассматривала первый в истории снимок «тени» черной дыры. Подробнее об этом историческом событии и о том, как ученым удалось сфотографировать черную дыру мы рассказывали здесь, не пропустите!

Так выглядит первое фото тени черной дыры под названием Стрелец А. Красота!

Черная дыра представляет собой область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже кванты самого света.

Сегодня никто не сомневается в существовании черных дыр. Эти объекты реальны и, предположительно, находятся в центре большинства галактик во Вселенной. Правда, чтобы признать реальность и рассмотреть эту научную теорию всерьез нашей цивилизации понадобилось… 50 лет. На смену космическим монстрам пришли червоточины, существование которых сегодня находится под вопросом, так как сами физики не понимают следует ли относиться к червоточинам всерьез.

Больше по теме: Космическая музыка: как звучат черные дыры

Туннель в пространстве-времени

Итак, согласно физической теории, кротовая нора напоминают туннель, который можно использовать для быстрых космических перелетов из одного края Вселенной в другой. Теоретически с их помощью можно не только сократить расстояние между галактиками (с миллионов лет до часов или минут при надлежищих условиях), но даже использовать их в качестве машины времени.

Как, вероятно, знают наши читатели, ОТО Эйнштейна практически каждый год получает подтверждение, а некоторые ученые убеждены в существование червоточин. Но в этой истории есть небольшая проблема: кротовые норы чрезвычайно нестабильны. Это означает, что пространственно-временные туннели не могут долго оставаться открытыми (чтобы что-то или кто-то мог сквозь них пройти).

Кротовые норы соединяют разные участки Вселенной и, возможно, разные вселенные

Ученые называют точки, в которых вы входите и выходите из червоточины, «устьями», а сам туннель — «горлом».

В 1988 году физик Кип Торн из Калифорнийского технологического института предположил, что червоточины можно держать открытыми, используя экзотическую форму энергии – материи с отрицательной массой, которая отталкивает от себя другую (известную нам) материю. По этой причине многие исследователи полагают, что крошечные червоточины с экзотической энергией появились вскоре после Большого взрыва и по мере расширения Вселенной становились все тоньше и длиннее.

В данном случае речь идет об эффекте Казимира, который объясняет взаимное притяжение проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Именно эта отрицательная энергия действует против гравитации, поддерживая червоточину «на плаву».

Если кротовые норы действительно существуют, то устроены именно таким образом

Вам будет интересно: Может ли рябь пространства-времени указывать на червоточины?

Экзотическая энергия

Учитывая растущий интерес к червоточинам, физик Люк Батчер из Кембриджского университета пришел к выводу, что форма червоточины сама по себе способна генерировать энергию Казимира.

Если горловина червоточины на несколько порядков длиннее, чем ширина ее устья, в ее центре создается экзотическая энергия, благодаря которой червоточина может оставаться открытой достаточно долго для того, чтобы через нее мог проскочить импульс света, – объясняет Батчер.

Упоминания о «червоточинах» можно встретить в научной фантастике. Такие дыры позволяют быстро путешествовать в пространстве и времени.

И если устья червоточины могут существовать в разные моменты времени, то теоретически подходят для путешествий сквозь пространство и время. Но как бы нам не хотелось обнаружить эти объекты и путешествовать в другие миры (или по просторам Вселенной), наука далека от перевода теоретических уравнений в физические объекты.

Подробнее о том, смогут ли люди когда-нибудь путешествовать сквозь червоточины мы рассказывали здесь

Это, однако, не мешает кротовым норам поражать наше воображение. Более того, в некотором смысле эти объекты представляют собой восхитительную форму эскапизма. В отличие от пугающих черных дыр (которые заманивают в ловушку все, что попадает внутрь), червоточины могут позволить нам путешествовать по космическому океану со скоростью, превышающей скорость света.

Кротовые норы и квантовая теория

Связь червоточин с квантовой теорией также интересное явление. Поскольку на микроуровне все вокруг (и мы сами) состоит из атомов и частиц, они могут появиться в пустом пространстве только для того, чтобы исчезнуть через мгновение. При этом целый ряд недавно проведенных экспериментов показал, что квантовую информацию можно передавать из одного места в другое.

С этой точки зрения червоточины похожи на черные дыры, соединенные между собой, – отмечают специалисты.

Черные дыры и червоточины могут быть неразрывно связаны

К счастью, тот факт, что квантовая физика играет важную роль в существовании червоточин вряд ли останется незамеченным. Безусловно, пока никто не видел эти объекты, однако это не означает, что космических туннелей в природе не существует.

В конечном итоге кротовые норы могут помочь ученым понять сокровенные тайны Вселенной. И, что не менее интерсно, доказать существование Мультивселенной. А как вы думаете, узнаем ли мы ответы на эти вопросы в ближайшие 10 лет? Поделиться своими мыслями, как и всегда, можно здесь и в комментариях к этой статье!

Четыре вида Мультивселенной: в какой из них находимся мы?

Мультивселенная состоит из множества отдельных и отличных друг от друга вселенных

Что такое мультивселенная? Является ли она научной фантастикой или научным фактом? И если так, то сколько альтернативных вселенных может существовать? Ответы на эти вопросы мы вряд ли когда-нибудь узнаем: наша способность к познанию, увы, ограничена. Но если верить результатам опыта Юнга, то такие элементарные частицы как фотоны могут находиться в двух местах одновременно. Но лишь при условии, что за ними кто-то наблюдает. К тому же, физикам удалось доказать, что свет может быть и волной и частицей одновременной, что по-научному называется корпускулярно-волновым дуализмом. Подобные противоречия и аномалии квантовой механики лежат в основе как развития науки, так и научной фантастики, будь та в прозе или на экране. Так, герои кинокомиксов Марвел, как и герои мультсериала «Рик и Морти, то и дело путешествуют между мирами. Согласитесь, сама идея о существовании других версий себя захватывает дух, а такие именитые ученые как Андрей Линде, Митио Каку и Стивен Хокинг всерьез рассматривают существование Мультиверса.

Удивительно, но многие из лучших научных моделей рождения нашей Вселенной на самом деле зависят от существования множества миров. Эти другие вселенные могут быть как практически идентичными нашей, так и невообразимо отличаться друг от друга, например, из-за других законов физики. Но даже если доказать существование мультивселенных нельзя, сама идея открывает множество интересных и даже ошеломляющих возможностей.

В недрах каждой коллапсирующий черной дыры могут таиться семена новой расширяющейся Вселенной, – сэр Мартин Рис, главный королевский астроном Великобритании.

Тайны мультивселенной

Перед тем как погружаться в теорию Мультиверса, напомним, что любые разговоры и научные исследования в этой области имеют гипотетический характер, а многие физики отказываются всерьез рассматривать существование параллельных миров. Так, еще во времена Эйнштейна тема мультивселенной считалась весьма эксцентричной, а заниматься ей могли некогда продуктивные физики, достигшие преклонного возраста и готовые отойти от серьезных дел. Что же до самого Эйнштейна, то после 1935 года он занимался преимущественно общей теорией относительности (ОТО), электромагнетизмом и поиском единой теории всего.

Черные дыры, по мнению Стивена Хокинга, могут являться вратами в параллельные Вселенные

Причина интереса знаменитого физика проста – ОТО великолепна. Но в то же самое время подобна троянскому коню. Всего несколько простых допущений описывают основные характеристики космоса, включая Большой взрыв. Даже теорию инфляции можно подогнать к решению, вписав подобранную космологическую константу в уравнения ранней Вселенной. Эти уравнения, помимо прочего, дают нам убедительную теорию возникновения и смерти Вселенной. Но стоит заглянуть внутрь троянского коня, как мы обнаружим черные дыры, пространственно-временные туннели (червоточины) и даже машины времени. Все это находится за пределами здравого смысла и Эйнштейн отрицал саму возможность их существования и обнаружения.

Черные дыры могут стать проходами в какое угодно время. Если бы нам пришлось прыгнуть в черную дыру, то предполагается, что мы бы появились в другой части Вселенной и в другой временной эпохе… Черные дыры могут быть вратами в Страны чудес. Но есть ли там Алисы и белые кролики? – Карл Саган.

Но, как мы знаем сегодня, черные дыры действительно существуют. Недавно мы рассказывали об ошеломительном открытии – снимке тени черной дыры в самом сердце нашей Галактики. Ранее в 2019 году весь мир в восхищении рассматривал изображение черной дыры в центре Messier 87 – сверхгигантской эллиптической галактике, крупнейшей в созвездии Девы.

Черные дыры – это ворота в параллельную Вселенную

Но и это еще не все: в 2017 году международная команда ученых доказала существование гравитационных волн, источником которых было столкновение двух сверхмассивный черных дыр на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Все эти открытия, одно за другим вновь подтвердили постулаты ОТО. К тому же, отклонения и аномалии в расчетах являются неотъемлемой частью теории, которая действительно подразумевает возможность существования Мультиверса. Эти миры могут соединяться между собой пространственно-временными туннелями.

Подробнее о том что такое гравитационные волны, а также когда и как их открыли рассказывал мой коллега Артем Сутягин, к прочтению обязательно.

Доказательства существования Мультивселенной

Так как мы с вами жители XXI века, то знаем об устройстве Вселенной намного больше, чем физики прошлого столетия. Планеты, звезды и галактики, известные на сегодняшний день, охватывают 93 миллиарда световых лет. Современные телескопы, как наземные так и космические, позволили увидеть то, что Эйнштейн и его коллеги считали едва возможным. Более того, развитие квантовой механики, которая с невероятной точностью описывает взаимодействие элементарных частиц, показало, что мультивселенная не такая уж и выдумка, а альтернативные миры могут находиться рядом с нашим, но остаются незамеченными. Даже теория инфляции утверждает, что Вселенная претерпела невероятное сверхсветовое расширение в момент своего рождения, а ее постулаты предполагают наличие мультивселенной. Шарм в эту удивительную историю также вносит весьма спорная теория струн.

Наблюдаемая Вселенная в одном изображении

К тому же на протяжении многих лет исследователи предполагали, что альтернативные версии нас самих существуют внутри Мультивселенной. Вот только «другие» мы можем жить в совершенно иной физической реальности, поскольку законы природы не обязательно одинаковы для каждой вселенной. По этой причине шведско-американский космолога и астрофизик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института предложил рассмотреть четыре вида параллельных вселенных.

Интересный факт
Космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти с тайнами и интригами на каждом шагу. Некоторые физики считают, что могут существовать разные частицы, разные силы, даже разное количество измерений пространства по сравнению с тем, что мы видим вокруг нас.

Итак, допустим наша Вселенная столкнулась с другой и мы намеренны это доказать. Одним из возможных способов являются следы, которые другие вселенные могли оставить в виде завитков в реликтовом излучении – тепловым излучением, которое осталось после Большого взрыва. Еще одним способом могут выступать гравитационные волны – так называемая рябь в пространстве-времени, которая появилась вскоре после рождения Вселенной.

Гравитационные волны также могут предоставить доказательства в поддержку теории космической инфляции, которая предсказывает, что гравитационные волны, оставшиеся после Большого взрыва, могут привести к появлению крошечных завитков в реликтовом излучении, – полагают некоторые физики.

Кадр из весьма странного и безумного фильма «Все везде и сразу». Рекомендую к просмотру

По Тегмарку, который написал на эту тему статью в журнале Scientific American review много лет назад, существует четыре уровня мультивселенной. В работе автор рассматривает теории, включающие параллельные вселенные, которые образуют естественную четырехуровневую иерархию Мультиверса, допускающую все большее разнообразие. Прямо как в фильме «Все везде и сразу,» где в одном из миров у людей вместо пальцев были огромные сосиски.

Ну а чтобы понять, почему некоторые физики считают, что мы живем в Мультивселенной, читайте эту статью. В ней астрофизик Андрей Линде объясняет, какие физические законы свидетельствуют о реальности множества миров.

Четыре вида Мультивселенных

Предположив существование бесконечных вселенных, космолог разделил Мультиверс на четыре вида. Первый предполагает существование бесконечной вселенной, в которой происходят все возможные варианты событий, включающие копию нашей Земли. На втором уровне основные законы физики действуют так же, как в нашей вселенной, а вот фундаментальные константы отличны: например, может существовать четыре пространственных измерения, а не три. Третий уровень представляет собой множество самых разных миров и является самым популярным представлением мультивселенной.

Некоторые физики полагают, что обнаружение черных дыр может указать на существование мультивселенной

При этом каждый выбор человека способен привести к расколу во вселенной, который затем приведет нас к бесконечным параллельным реальностям. И, наконец, четвертый уровень демонстрирует мультивселенную, в которой действуют совсем другие законы физики. В статье Тегмарк описывает четыре вида мультивселенных так:

  • Уровень I: Общее предсказание космологической инфляции – это бесконечная вселенная с постоянной Хаббла, реализующей все начальные условия, включая идентичную копию вас на расстоянии около 101029 метров.
  • Уровень II: Во многих моделях инфляция может привести к появлению нескольких мультивселенных уровня I, которые имеют разные физические константы, размеры и содержание частиц.
  • Уровень III: В унитарной квантовой механике другие ветви волновой функции не добавляют ничего качественно нового. Иронично, но именно эти квантовые параллельные вселенные исторически были самыми противоречивыми.
  • Уровень IV: В основе различных фундаментальных уравнений в физике лежат другие математические структуры.

Автор теории также отмечает, что общей чертой всех четырех видов мультивселенных является самая простая и элегантная теория, которая по умолчанию учитывает существование параллельных миров. И несмотря на многочисленные аномалии и собранные воедино теории и гипотезы, сам факт размышлений о мультивселенной дарит нам прекрасную возможность задуматься о природе науки и нашем существовании. И если ученые в какой-то момент смогут обнаружить характерные завитки в реликтовом излучении или же уловить рябь пространства-времени, возникшей после Большого взрыва, наше представление о мире, космосе и Вселенной придется серьезно пересмотреть.

Доктор Стрэндж в Мультивселенной безумия. Вы уже посмотрели?

К сожалению (или к счастью, кто его знает), сегодня не существует никаких доказательств существования Мультиверса. Так что мы с вами можем довольствоваться произведениями писателей-фантастов и фильмами, в которых герои открывают для себя бесконечную вереницу миров. Главное – не забывать о научной составляющей мультивселенной, так как на самом базовом уровне наш мир является математической структурой, в которой может присутствовать мыслящий наблюдатель – то есть вы. Полностью ознакомиться с текстом можно здесь.

«Идея об объективном существовании математических форм, лежащая в основе концепции Мультиверса 4-го уровня, относится не столько к области философии, сколько к обычной науке, поскольку она фальсифицируема и приводит к проверяемым предсказаниям. Независимо от способа вычисления числа Пи результат будет один и тот же, потому что он существует до любых вычислений и независимо от них. Это проверяемое предсказание. А где начинаются такие предсказания — там кончается философия и начинается нормальная наука», – полагает Александр Панов, доктор физико-математических наук и ведущий научный сотрудник НИИ ядерной физики им. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ

Хотите всегда быть в курсе новостей из мира популярной науки и технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram, так вы точно не пропустите ничего интересного!

Автор четырех видов Мультиверса Макс Тегмарк

Но есть кое-что новенькое. Как показали результаты недавнего исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, невидимый «зеркальный мир» элементарных частиц может взаимодействовать с нашим только через гравитацию и может оказаться ключом к решению главной загадки современной космологии – проблемы постоянной Хаббла, которая определяет скорость расширения Вселенной на сегодняшний день. Можно даже сказать, что ученые в полной мере не понимают, что именно сегодня происходит с нашей Вселенной.

В конечном итоге авторы научной работы пришли к интересному выводу: возможно существует зеркальная вселенная, очень похожая на нашу, но невидимая для нас, за исключением ее гравитационного воздействия на наш мир. Наука удивительна, согласитесь. Что же до постоянной Хаббла, то узнать больше о главной загадке современной космологии можно здесь.

Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути

Центр Млечного Пути – одно из самых труднодоступных мест для астрономических наблюдений.

На протяжении многих лет ученые мечтали заглянуть в сердце Млечного Пути. Удивительно, но их мечта наконец сбылась: с помощью сети обсерваторий проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) астрономы опубликовали первое в истории изображение Стрельца А* – сверхмассивной черной дыры в центре Галактики. Ее масса превышает солнечную в 4 миллиона раз и находится на расстоянии 27 тысяч световых лет от Земли. Но так как черные дыры притягивают к себе все объекты поблизости, увидеть их невозможно (слишком уж они темные). В отличие от светящейся уничтоженной материи, которая кружится над пропастью со скоростью близкой к скорости света. Получить это изображение было «фантастически сложно». К счастью, разработанные алгоритмы будут использоваться в других наблюдениях.

Изображение Стрельца А* – результат работы проекта "Телескоп горизонта событий (EHT), который зафиксировал свет, искривленный гравитацией черной дыры в самом сердце нашей Галактики

Сердце Галактики

Черные дыры представляют собой объекты в пространстве-времени, гравитационное притяжение которых поглощает все, что находится поблизости. Эти таинственные небесные тела притягивают свет и материю, что вращаются вокруг, искривляя пространство и время.

Технически увидеть черную дыру невозможно – ни свет, ни материя не могут вырваться за пределы ее горизонта событий. Это революционное открытие, помимо прочего, доказывает, что в центре нашей Галактики находится один из самых непостижимых объектов во Вселенной.

Черная дыра в центре Млечного Пути располагается в 26 000 световых лет от нашей планеты

Интересный факт
Команда потратила пять лет на анализ данных, полученных в апреле 2017 года. Сеть радиотелескопов Event Horizon telescope (EHT) охватывает территории от Антарктиды до Испании и Чили.

В 2019 году исследователи опубликовали первое изображение черной дыры в галактике Messier 87. Безусловно, для неподготовленного зрителя изображение Стрельца А* похоже на снимок черной дыры M87, но, как утверждает команда EHT, эти объекты сильно отличаются друг от друга.

Лично я доволен тем фактом, что мы наконец доказали существование черной дыры в центре нашей галактики, – рассказал журналистам The Guardian член коллаборации EHT профессор Зири Юнси из Университетского колледжа Лондона.

Вселенная переполнена галактиками и черными дырами. Это – научный факт

Астрофизики полагают, что в центре практически всех галактик во Вселенной, включая Млечный Путь, располагаются черные дыры. Когда свет засасывает в бездну вместе с перегретым газом и пылью, он изгибается и скручивается под действием гравитации.

Кстати, в будущем ученые намерены явить миру первое в истории видео черной дыры и того, как она поглощает все вокруг себя. Подробнее о революционных планах астрономов мы рассказывали в этой статье, не пропустите.

Чем питаются черные дыры

В ходе пресс-конференции 12 мая 2022 года астрономы представили изображение, полученное с помощью EHT. Однако создать хорошее и достоверное изображение Стрельца А* невероятно сложно. В том числе потому, что черная дыра в Млечном Пути ведет себя неспокойно.

В 2017 году ученые доказали существование гравитационных волн

Несмотря на отсутствие стабильности, изображение Стрельца А* вновь подтвердило предсказания Эйнштейна и его общей теории относительности (ОТО): черная дыра в центре Галактики соответствует размерам, предсказанным уравнениями знаменитого физика. Представить размер Sagittarius A* можно, сравнив ее с орбитой Меркурия вокруг Солнца.

Читайте также: Могут ли гравитационные волны разрешить кризис космологии?

Как правило черные дыры в сердцах галактик поглощают все близлежащие объекты в огромном количестве. Тем более удивительно, что Стрелец А*, питается довольно скромно. По словам исследователей наша черная дыра «сидит на голодной диете» – в ее центр попадает очень мало материала, но именно эта особенность позволила астрономам совершить новаторское открытие.

Большая разница

Первым в истории изображением тени черной дыры в центре галактики Messier 87 мир наслаждается последние три года. М87 находится на расстоянии 53 миллионов световых лет от нашей планеты, являясь домом для, по меньшей мере, 1 триллиона звезд.

Черная дыра М87. Снимок представлен в 2019 году

Более того, черная дыра M87 – одна из крупнейших во Вселенной. Ее масса превышает солнечную в 6,5 миллиардов раз и поглощает огромное количество материи, выбрасывая энергию в космическое пространство. Подробнее о черной дыре в галактике Messier 87, мы рассказывали ранее.

Возвращаясь к Стрельцу А*, необходимо отметить, что полученные данные дарят нам представление о более стандартном состоянии черных дыр: тихом и неподвижном. По мнению астрономов, поведение черной дыры в Млечном Пути для многих галактик является нормой.

Сравнить полученные наблюдения можно с попыткой сфотографировать щенка, который гоняется за собственным хвостом, с помощью камеры с медленной выдержкой, – объясняют исследователи.

Так как Стрелец А* относительно небольшая черная дыра, пыль и газ в ее аккреционном диске вращаются по орбите, создавая движущуюся цель от одного наблюдения к другому. Напомним, что аккреационный диск черной дыры представляет собой большую массу вещества, которое разогревается до огромных температур и вращается вокруг галактического центра.

Это интересно: Что скрывают звезды, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики?

Телескоп горизонта событий

Телескоп горизонта событий EHT улавливает излучение, испускаемое частицами внутри аккреционного диска черной дыры: пятнистое гало на полученных изображениях показывает свет, искривляемый мощной гравитацией черной дыры.

Event Horizon Telescope работает как единое целое

Event Horizon Telescope – это глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Свое название EHT получил в честь «горизонта событий» – точки в пространстве, покинуть которую не может даже свет. И если говорить простым языком, то EHT, по сути, образует единый виртуальный телескоп «размером с Землю».

Целью будущих исследований может стать «Единорог» – ближайшая к Земле черная дыра

Все восемь радиотелескопов на разных континентах синхронизируются друг с другом при помощи атомных часов и суперкомпьютеров для обработки данных. Стоимость этого уникального проекта составляет около 60 миллионов долларов, 28 из которых поступили от Национального научного фонда США.

Фотография тени Стрельца А* – это результат технически сложных наблюдений и инновационных вычислительных алгоритмов, – заявила на пресс-конференции Кэтрин Боуман из Калифорнийского технологического института.

Новейшие астрономические инструменты позволяют нам узнать Вселенную

Наблюдения за объектом велись целых пять лет, а полученное изображение Стрельца А* – результат работы более 300 ученых из 80 стран мира. Снимок, представленный на официальной пресс-конференции 12 мая, составлен из нескольких тысяч изображений черной дыры.

Еще больше интересных статей о звездах, галактиках и тайнах Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

В конечном итоге ученые надеются, что наблюдение за целым рядом черных дыр, как довольно спокойных, так и турбулентных, может помочь ответить на многочисленные вопросы об эволюции галактик – сегодня ответа на вопрос о том, что появилось раньше – галактика или черная дыра – не существует.

Еще один немаловажный аспект нового открытия – это эмоциональная связь с сердцем родной Галактики. Согласитесь, есть что-то захватывающее в том, что мир наслаждается снимком центра Млечного Пути. Впервые в истории. Результаты команды EHT опубликованы в специальном выпуске научного журнала Astrophysical Journal Letters.

Краткая история черной дыры Стрелец А* в одной картинке

Теперь команда EHT работает над расширением сети телескопов и проводит модернизацию, которая в будущем позволит получить еще более потрясающие изображения и даже фильмы о черных дырах. По мнению исследователей, работа над проектом объединяет: язык, континенты и даже галактики не могут стоять на пути великих возможностей человечества. Ведь чтобы добиться революционных открытий, мы должны работать сообща и трудиться для всеобщего блага. Согласны?

Космическая музыка: как звучат черные дыры

В NASA опубликовали «звучание» чёрной дыры в созвездии Персей

Космос – тихое место. Отсутствие кислорода не позволяет звуковым волнам распространяться, так как большая часть космического пространства – это вакуум, в котором нет среды способной передавать звук. И все же многочисленные утверждения о том, что во Вселенной вообще нет звука не совсем верные. На самом деле скопления галактик содержат большое количество газа, который обеспечивает условия для распространения звуковых волн. Недавно исследователи из NASA представили изумленной публике запись, на которой черная дыра в созвездии Персей испускает пугающий звук. Совместно с командой из Массачусетского технологического института, исследователям удалось провести преобразование излучения рентгеновского эха в слышимые звуковые волны.

Сверхмассивная черная дыра в центре скопления галактик Персей, расположенного на расстоянии 250 миллионов световых лет от Земли, излучает волны давления, которые можно преобразовать в звук.

Как звучат черные дыры

Если вы вдруг окажетесь в открытом космическом пространстве, то как гласит слоган фильма «Чужой», ваш крик не услышит никто. Космический вакуум не позволяет звуковым волнам распространяться. Но стоит оказаться недалеко от скоплений галактик, окруженных газопылевыми облаками, кое-что услышать все-таки можно.

Напомним, что согласно Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, черные дыры – это объекты с гравитации такой силы, что ничто, даже свет, не говоря уже о звуке, не может вырваться наружу. Парадоксально, но именно черные дыры могут быть самыми яркими объектами во Вселенной.

Перед вами черная дыра М87. Снимок получен в 2019 году

Сверхмассивная черная дыра в центре скопления галактик Персей ассоциируется со звуком начиная с 2003 года. Волны давления, испускаемые этим космическим объектом, создают рябь горячего газа в скоплениях галактик. Эту рябь, как оказалось, можно преобразовать в ноты.

Ранее мы рассказывали про странные столкновения нескольких черных дыр и гравитационных волнах.

Недавно астрономам удалось преобразовать данные в звук с помощью рентгеновской обсерватории NASA «Чандра». Звук типичного рентгеновского эха черной дыры, который мы слышим на записи ниже — это нота, расслышать которую человек не способен, поэтому при обработке данных ее пришлось многократно усилить.

По сути, «музыка» черной дыры – это перевод астрономических данных, увеличенный на 57 или 58 октав выше их истинной высоты, – объясняют астрономы.

В ходе необычной и творческой работы звуковые волны были извлечены в радиальных направлениях, то есть наружу от центра сверхмассивной черной дыры. Затем сигналы были повторно синтезированы в диапазоне человеческого слуха.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!

Космическая музыка

Но если вас удивляют «звуки космоса», напомним, что черная дыра в созвездии Персей – не единственный объект, который можно послушать. Большая часть космической музыки собрана приборами различных космических аппаратов – от зонда Juno, наблюдающего сигналы плазменных волн, исходящие из ионосферы Юпитера, до обнаружения аппаратом Кассини радиоизлучений Сатурна.

Чтобы услышать космического монстра, ученым пришлось многократно усилить преобразованный звук

Гравитационные волны – еще один пример. Они буквально растягивают и сжимают пространство, а рентгеновский, оптический и инфракрасный свет позволяет превратить рябь пространства-времени в музыкальные произведения. И если добавить к ним аранжировку, представить положение и яркость источников света в Млечном Пути совсем несложно.

А вы знали, что черная дыра под неофициальным названием "Единорог" расположилась всего в 1500 световых годах от Земли? О том, почему во Вселенной существует много маленьких черных дыр можно прочитать здесь.

Более того, композиторы занимаются этим уже почти 70 лет. Музыка, как и космос, постоянно развивается по мере того, как новые технологии стремятся улучшить наши слуховые познания Вселенной.

Столкновение двух черных дыр порождает гравитационные волны

При этом звук – это всего лишь набор волн давления, частоты которых вызывают отклик в нашем мозге. И хотя звук не может распространяться в космическом вакууме, другие виды волн – например, электромагнитные и гравитационные – могут. Именно ими руководствуются исследователи при создании музыкальных космических произведений.

Кстати, ранее мой коллега Рамис Гениев рассказывал о новой посылке для инопланетян с «человеческой» музыкой, рекомендую к прочтению.

Небесные заклинания

В поисках вдохновения астрономы также всматриваются в центр Млечного Пути, который находится далеко от нашей планеты. Переводя изначально цифровые данные (в виде единиц и нулей), полученные космическими телескопами в изображения, ученые создают визуальные снимки, которые в противном случае были бы невидимы для нас.

То же самое происходит и с обработкой звука: звезды и другие небесные объекты преобразуются в отдельные ноты, в то время как протяженные облака газа и пыли создают развивающийся гул.

Звук играет важнейшую роль в нашем понимании окружающего мира и Вселенной и с этим невозможно не согласиться, – полагают ученые.

Обложка альбома Celestial Incantations

Ранее исследователи опубликовали музыкальный альбом под названием «Небесные заклинания» (Celestial Incantations), который включает в себя «звуки» изнутри и за пределами Солнечной системы. Так, можно услышать излучение галактического пульсара и слияние двух черных дыр.

Чириканье черных дыр, первая акустическая запись атмосферы Марса, и звуки Солнечной системы можно здесь.

Теперь у нас есть возможность послушать преобразованные звуки, которые исходят от черной дыры и других космических объектов

Альбом представляет собой совместную работу ученых, музыкантов и художников и призывает задуматься о бесконечно расширяющейся Вселенной и мирах, что ее заполняют. По мнению создателей Celestial Incantations искусство играет важную роль в развитии науки и делает космос для обитателей Земли ближе.

12 мая астрономы объявят о крупнейшем научном открытии

В галактике Млечный Путь насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд

Наблюдения за звездами, планетами и галактиками показали, какой крошечной песчинкой в бесконечном космосе является наша планета. И все же нам есть чем похвастаться: мы изучаем Солнечную систему, доказали существование гравитационных волн и даже насладились первым в истории снимком горизонта событий черной дыры. И тем не менее наша Галактика полна секретов. Например, галактический центр, расположенный на расстоянии около 24 000 световых лет от Земли, не видно в оптическом свете из-за сильного затемнения межзвездной пылью. К счастью, на помощь астрономам пришла команда Event Horizon Telescope (EHT), которая несколько лет назад подарила миру изображение черной дыры (точнее, ее тени). О новом новаторском открытии будет объявлено на конференции 12 марта. Разбираемся чем астрономы могут нас удивить.

Тайна галактического центра

Миллиарды звезд и планет кружатся в танце, обращаясь вокруг центра Млечного Пути. В самом его сердце, как считается, расположилась сверхмассивная черная дыра в 4,3 миллиона раз массивнее Солнца. Стрелец А* (по-научному Sagittarius A* или Sgr A*), вероятно, окружена горячим радиоизлучающим газовым облаком и является объектом исследований около пяти лет.

Чтобы узнать что именно представляет собой Галактический центр, ученым понадобились восемь наземных радиотелескопов, расположенных по всему земному шару. Как говорится в официальном заявлении Национального научного фонда США (NSF), на конференции 12 мая 2022 года команда EHT и исследователи из Европейской Южной обсерватории объявят о новаторском открытии.

Центр Млечного Пути скрывает множество тайн

Национальный научный фонд США совместно с телескопом Event Horizon проведет пресс-конференцию, чтобы объявить о новаторском открытии в Млечном Пути, – говорится в официальном заявлении.

Согласно сообщениям СМИ, исследователи представят миру фотографию галактического центра Млечного Пути. Правда, что именно готовят астрономы доподлинно неизвестно, так что изумленной публике придется немного подождать.

Кстати, а вы знали что из центра Млечного Пути исходит странный, повторяющийся сигнал? Исследователи полагают, что его источником является неизвестный космический объект. Подробнее о новом открытии мы рассказывали здесь.

Как «бьется» сердце Галактики?

Ранее с помощью телескопа горизонта событий (EHT) астрономы изучали сверхмассивного монстра в центре галактики Мессье 87 (M87), изображением которого мы наслаждаемся уже целых три года. По сравнению с M87, Стрелец A* располагается намного ближе к Земле и значительно уступает M87 по размеру. Но почему наблюдать за Стрельцом A* оказалось сложнее, чем за M87?

Дело в том, что в сердце Млечного Пути гораздо больше космического газа и пыли, которые мешают работе радиотелескопов и вызывают вопросы у исследователей. Например о том, каким образом команде EHT удалось преодолеть это препятствие, чтобы предположительно получить еще одно изображение черной дыры (или чего-то более удивительного).

Много лет назад мы думали, что придется построить очень большой космический телескоп, чтобы получить изображение черной дыры. Но заставив радиотелескопы по всему миру работать согласованно как единый инструмент, команда EHT опередила свое время, сообщив об открытии на десять лет раньше, чем полагало большинство ученых, – говорится в заявлении Пола Герца из NASA.

Так выглядит горизонт событий черной дыры М87

Новаторское открытие, как говорят о нем исследователи, стало возможным благодаря изучению черной дыры М87, так как астрономы вели наблюдения и за Стрельцом А*, в конечном итоге обнаружив следы мощных космических катаклизмов, за которыми могут стоять ранее неизвестные явления.

Рентгеновские лучи с легкостью проходят сквозь космическую завесу. Создание подобных астрономических инструментов впервые в истории позволили человечеству заглянуть так далеко во Вселенную.

Новое космическое явление

Центр Млечного Пути – это точка, вокруг которой вращается Галактика. Расположившаяся там сверхмассивная черная дыра поглощает все окружающее ее вещество, которое падает внутрь космического монстра с огромным ускорением. Потоки газа молниеносно несутся навстречу черной дыре, сталкиваются друг с другом и в все больше и больше разогреваются.

Из-за этого космического явления, черная дыра перестает быть черной, так как облако раскаленной плазмы заставляет этот массивный объект сиять, словно тысяча солнц. Стрелец А* извергает в космическое пространство потоки вещества, несмотря на силу притяжения массивного монстра.

Астрономы сканируют космос с помощью мощнейших телескопов

Исследователи отмечают, что в сердце Млечного Пути происходит множество ранее неизвестных процессов.

К тому же деятельность черной дыры оказывает существенное влияние на всю Галактику: мощное излучение, исходящее от Стрельца А*, мешает образованию звезд и, возможно, регулярно уничтожает близлежащие планеты.

Тем не менее Стрелец А* относительно спокойна по сравнению со сверхмассивными черными дырами в других галактиках. Астрономы ищут причины, по которым все происходит именно так, возлагая надежду на космический телескоп Джеймса Уэбба, который в начале июня продемонстрирует новые данные об устройстве Вселенной.

О том, какие открытия ждут человечество благодаря телескопу Джеймса Уэбба, можно прочитать здесь.

Способность нового телескопа позволит обнаружить инфракрасный свет, подарив нам точное представление об области, окружающей черную дыру. Так телескоп Уэбба поможет астрономам рассчитать массу Стрельца A*, исследуя взаимосвязь между черной дырой и окружающей ее материей. Впечатляет, не так ли?

Млечный Путь, по мнению многих исследователей жизнь существует во многих из 300 млн потенциально обитаемых миров.

Как уже упоминалось в начале статьи, пресс-конференция состоится 12 мая в 6:30 вечера (IST) 12 мая, на которой со вступительным словом выступит главный операционный директор NSF Карен Марронджелл. После пресс-конференции ESO также проведет онлайн-мероприятие на той же платформе и проведет интерактивную сессию вопросов и ответов в прямом эфире.

Хотя ученые ранее изучали струю, простирающуюся более чем на 1000 световых лет от центра M87, только в 2019 году им удалось сфотографировать черную дыру родной галактики. В исследовании, опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрономы представили новую карту центра Млечного Пути.

Посмотреть конференцию можно на официальном сайте ESO и на канале ESO YouTube.

И чтобы ожидание было не в тягость, предлагаем освежить в памяти самую подробную карту расположения черных дыр на просторах Вселенной. Ждем с нетерпением. Как считаете, чем нас удивят астрономы? Ответ как и всегда ждем здесь и в комментариях к этой статье.