gov-civil-vilareal.ptЗавиривање низ литицу бесконачности: Прва слика хоризонта догађаја црне рупе
>Први пут у историји човечанства, астрономи су комбиновали моћ телескопа са целе наше планете како би створили слику која приказује хоризонт догађаја црне рупе.
Прикупљени низ се назива телескоп Хоризон Хоризон , а током четири ноћи у априлу 2017. примећено је супермасивна црна рупа у срцу М87 , елиптична галаксија у скупу Девице, 55 милиона светлосних година од Земље.
Оно што су видели је, па, запањујуће:
Прва слика хоризонта догађаја супермасивне црне рупе. Ово приказује силуету црне рупе са масом 6,5 милијарди пута већом од Сунца, која се налази у језгру галаксије М87 удаљена 55 милиона светлосних година од Земље. Кредит: НСФ
Овде желим да будем веома опрезан, јер је ова слика мало компликованија од обичног светлосног прстена са црном рупом у средини, а физика иза ње је прилично жестока.
Да вам буде јасно, заправо не видите саму црну рупу. Та кружна рупа у центру прстена није црна рупа, већ заиста ефекат њене гравитације. Зове се сенка црне рупе, али ја на њу више гледам као на свој уређај за прикривање: Гравитација савија светлост из материјала око себе, шаље је према нама, остављајући празнину на месту где се налази сама црна рупа. Можда је најбољи начин да се то опише као силуета гравитације црне рупе.
Овај видео би требао да вам објасни ефекат:
колико је оцењен клуб за доручак
Оно што вам преостаје је сферна област у свемиру из које ништа не може изаћи. Површина ове сфере, ако тако мислите о њој, назива се хоризонт догађаја (јер сваки догађај који се догоди унутар њега је изван вашег хоризонта и не може се видети). Али само споља гравитација је изузетно јака, али није немогуће. Фотон, честица светлости, који пролази близу те границе, али још увек изван ње, имаће знатно савијену путању, али моћи бекство.
Величина хоризонта догађаја зависи од масе црне рупе. Ако израчунате - први је израчунао Ајнштајн почетком 1900 -их - открит ћете да ће, ако компримујете Сунце до црне рупе, имати пречник 6 километара. Запамтите, Сунце сада има пречник од 1,4 милиона км! Зато морате да направите предмете невероватно малим и густим да би постали црне рупе.
Сада мислимо да свака велика галаксија у универзуму има супермасивну црну рупу у свом центру, са милионима или чак милијардама пута већом масом Сунца. Тхе Млечни пут има једну која је више од 4 милиона пута већа од масе Сунца, на пример.
М87 је ан елиптична галаксија у срцу кластера Девице, збирка стотина галаксија раширених по небу између сазвежђа Лава и Девице. То је огромна галаксија, довољно светла да се може видети само двогледом, иако је удаљена 55 милиона светлосних година.
колиба у шуми здрав разум медији
Такође је активна галаксија : За разлику од супермасивне црне рупе у Млечном путу, она у центру М87 активно прождире материју. Материјал, углавном гас и прашина, пада у њега, а док се формира, формира равни диск назван акрецијски диск који почиње тик изван хоризонта догађаја и протеже се на много милијарди километара. Брзина којом се окреће зависи од удаљености од хоризонта догађаја; ствари се приближавају у покретима веома скоро брзином светлости, док су ствари које се налазе даље спорије.
Основне компоненте активне црне рупе, укључујући хоризонт догађаја, акрецијски диск и млаз. Кредит: ТО
Пошто се материјал трља, он ствара трење, а оно заузврат ствара топлоту. А. лот топлоте. Као лот много. Замислите да трљате руке брзином светлости! Материјал у диску се загрева на милионе степени, а вруће ствари жестоко сијају, емитујући огромне количине светлости.
То је материјал који видите на слици телескопа Евент Хоризон*. Ово пружа позадински сјај око црне рупе. Али гравитација црне рупе је искривљује, савијајући пут којим пролази светлост. Светлост од материјала иза црна рупа се савија око то, тако да га заиста можемо видети! Што се ближе црној рупи, она се све више савија, све док се, тачно на обрису хоризонта догађаја гледано са Земље, не види више светлост. Зато тај део изгледа мрачно.
Светлосни пут око црне рупе гравитацијом се озбиљно искривљује. На овом дијаграму Земља се налази десно, а светлост из материјала иза црне рупе савија се према нама, остављајући рупу у којој се налази сама црна рупа. Кредит: Ницолле Р. Фуллер/НСФ
Али чекај! Има више!
Постоји ефекат који се зове релативистичко зрачење , изазвано невероватно брзим кретањем материјала док кружи око црне рупе. Ако држите сијалицу испред себе, светлост се шири у сфери, у свим правцима, али ако се та сијалица креће близу брзине светлости, изгледа да је светлост коју видимо емитована из ње сија, попут батеријске лампе , усмерено у правцу у коме се креће. Овај бизарни ефекат значи да се објект који је кренуо према вама при брзини светлости чини светлијим, јер је више његове светлости усмерено ка вама, а нешто што се удаљава делује тамније, јер је његово светло фокусирано од вас.
Сада поново погледајте слику телескопа Евент Хоризон. Видите ли како су ствари на дну прстена светлије од ствари на врху? То је због релативистичког зрачења! Материјал на дну је окренут према нама и светлији од материјала на врху, који се удаљава од нас. То нам говори у ком смеру се акрециони диск окреће. И сама црна рупа се ротира, у истом смислу као и диск, па нам то такође говори да се са наше тачке гледишта црна рупа окреће у смеру казаљке на сату.
Нећу да вас лажем: Када сам први пут погледао ту слику и схватио шта видим, коса на потиљку ми се подигла.
Осам телескопа широм Земље који чине телескоп Евент Хоризон. Заслуге: Универзитет у Аризони / Дан Мерроне
Технологија која је омогућила астрономима да створе ову слику је невероватна. Користили су осам различитих телескопа широм света - Аризону, Чиле, Мексико, Шпанију, Хаваје и Антарктик - да би посматрали црну рупу М87. Ови телескопи не виде оптичко светло као наше очи, већ су осетљиви на светлост у милиметарском опсегу таласних дужина, ближе радио таласима него оптичкој светлости . Ови милиметарски таласи путују брзином светлости (зато што су лагани) и допиру до телескопа у мало другачије време. Сваки телескоп пажљиво посматра ове таласе, а ако комбинујете те податке као да имате виртуелни телескоп величине простора између две опсерваторије.
Ово се зове интерферометрија . Када спојите таласе виђене на две локације, они конструктивно и деструктивно ометају један другог, стварајући рубове. То је као кад се врцкате у кади; гребени таласа се понекад збрајају и испрскавају каду, док се корита комбинују да би спустила ниво воде око вас. Те комбинације гребена и корита су рубови. У низу интерферометријских телескопа, информације у свему што се може окренути, радиле су уназад, да створе слику слике која вам шаље таласе. То је жестоко сложен посао и лакши на већим таласним дужинама, због чега су коришћени милиметарски таласни телескопи (оптичка светлост има много, много краћа таласна дужина, па је оптичка интерферометрија много тежа).
Када се све сједини, телескоп Евент Хоризон делује као једно јело величине наше планете . Тако је могао да види било који детаљ у црној рупи М87. Иако је огроман, пречника 40 милијарди километара, удаљен је 55 милиона светлосних година, па је од Земље удаљен само око четири милијарде степена величине!
Месец на небу је широк пола степена, па је ова слика црне рупе еквивалентна да виде мермер на Месецу . Или тачније, црни мермер са ужареном гумицом везаном око њега.
Ово је феноменално достигнуће, заиста нова ера у астрономији. Деценије смо видели ефекте црних рупа: материјал који кружи око њих и све жешће се загрева; снопови материје и енергије одбијају се од њих док смешно јако магнетно поље у акреционом диску откида материјал и одбацује га огромном брзином; па чак и ефекте супермасивне црне рупе наше галаксије на звезде око ње, гледајући у реалном времену како великом брзином бичу око ње.
црасх бандицоот н. преглед здраве трилогије
Ушли смо у физику црних рупа захваљујући једначинама које су бриљантни умови разрађивали током многих деценија, учећи како искривљују простор и време, шта се дешава близу хоризонта догађаја, шта се дешава изван ње, а понекад чак и разрађујући шта дешава се унутра.
Али ово је први пут да видимо хоризонт догађаја црне рупе. Одавде ће бити боље; биће додато још телескопа да би се добила боља резолуција, различите виђене таласне дужине истиснуће више информација из онога што видимо, а, још хладније, више црних рупа - укључујући и нашу у центру Млечног пута - на овај ће начин бити под лупом .
Црне рупе су мрачне, али њихова будућност је веома светла.
* Напомена: Телескоп Евент Хоризон је такође посматрао црну рупу у центру наше галаксије, али је много теже створити слику о њој због тога колико је променљива, мењајући своју светлину на скали сати и дана. Црна рупа М87 је стабилнија, па је лакше сликати. Чудом геометрије, она је око 1.600 пута већа од наше црне рупе, али око 2.000 пута даље, тако да изгледа отприлике исте величине као наша са Земље.
