В статье рассказывается о черных дырах, их свойствах и разновидностях. Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. И вот вчера ученые представили первые фотографии черной дыры из галактики М87.
Фотография черной дыры
Однако ньютоновская теория тяготения на которой базировалась первоначальная теория чёрных дыр не является лоренц-инвариантной. Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световой скоростями. Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном сформулировавшим её окончательно к концу 1915 года и получила название общей теории относительности ОТО [11]. Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр [6]. По своему характеру ОТО является геометрической теорией. Она предполагает, что гравитационное поле представляет собой проявление искривления пространства-времени которое, таким образом, оказывается псевдоримановым, а не псевдоевклидовым, как в специальной теории относительности.
Связь искривления пространства-времени с характером распределения и движения заключающихся в нём масс даётся основными уравнениями теории — уравнениями Эйнштейна. Искривление пространства Псевдо римановыми называются пространства, которые в малых масштабах ведут себя «почти» как обычные псевдо евклидовы. Так, на небольших участках сферы теорема Пифагора и другие факты евклидовой геометрии выполняются с очень большой точностью.
Астрономы также подозревают, что такие струи, или пучки излучения, могут быть ответственны за высокоэнергетические космические частицы, которые пролетают миллионы миль в космосе и врезаются в Млечный Путь. Некоторые из них, к тому же, врезаются в атмосферу Земли. По словам профессора Серы Маркоффа Sera Markoff из Амстердамского университета, один из главных вопросов, исследуемых ученым, — это откуда берутся эти высокоэнергетические частицы. Астрономы утверждают, что новые снимки черной дыры из галактики M87 помогут им получить ответы на общую теорию относительности Эйнштейна, а также дать больше ответов о природе самих черных дыр.
Черная дыра вокруг звездного скопления Хоть данные объекты и поглощают свет полностью, никак его не отражая, есть гипотеза, что они могут обладать излучением. Во время своего существования черная дыра способна испускать в пространство разные простейшие частицы, большую часть которых составляют фотоны. С физической точки зрения этот процесс напоминает постепенное испарение. На данный момент это явление не доказано, и существует лишь гипотетическая модель. Ученые называют его излучением Хокинга. Видимыми черные дыры становятся, когда сталкиваются друг с другом. От них в пространство начинают исходить заметные гравитационные волны. Как появляются черные дыры? Появление черных дыр напрямую зависит от их массы.
По этому параметру они разделяются на две категории: околосолнечные — их вес равен нескольким Солнцам, и массивные — у них данный параметр в миллионы раз больше. Как черные дыры участвуют в формировании космоса Интересный факт: размеры черной дыры пропорциональны ее массе. Чем она больше весит, тем шире горизонт событий. Исследования показывают, что околосолнечные черные дыры имеют большой возраст и скорее всего появились на ранних этапах формирования Вселенной. Они образовались в результате сжатия звезд, размеры которых в 25-70 раз превышают габариты Солнца. Когда светило прекращало уменьшаться, оно взрывалось, а его центр превращался в черную дыру. Массивные объекты в большинстве случаев образуются из гигантских газовых облаков. Массы последних как раз хватает, чтобы сформировалась черная дыра больших размеров, которая весит в миллионы раз больше Солнца. Она находится в 26 тысячах световых лет от Солнечной системы.
Эта черная дыра появилась примерно в то же время, что и галактика, и располагается в ее центре. Основным материалом для нее послужило газовое облако, которое сжалось до малых размеров. Также есть версия, что черная дыра в Млечном Пути появилась после взрыва звезды гигантских размеров. На протяжении своего существования оба вида объектов притягивают из пространства вещества, которые пересекают их горизонт событий. Из-за этого габариты черной дыры постепенно увеличиваются. Более того, если поглощение происходит лишь с одной стороны, она начинает вращаться в определенную сторону. Какой формы черная дыра? Все черные дыры вращаются вокруг своей оси. И от скорости напрямую зависит их внешний вид.
Если движение происходит медленно, то форма объекта будет сферической. Но когда черная дыра вращается с большой скоростью, ее полюса сплющиваются, из-за чего она становится овальной. Черные дыры бывают круглыми или овальными На данный момент современных технологий хватает на то, чтобы определить форму объекта. Но ученым до сих пор не удается узнать, что находится в центре черной дыры. Известно, что там не действуют физические законы, а кривизна пространства стремится к бесконечности. Пока самым распространенным мнением считается, что внутри черной дыры находится сингулярность. Структура и физика черных дыр Схема строения черной дыры Любая черная дыра имеет два основных элемента. Горизонт событий — границу, при пересечении которой объект гарантированно окажется в гравитационном поле, и сингулярность. Последняя наполняет внутреннюю область.
Ученые до сих пор не могут определить, что именно находится в ней. Известно, что внутри искажается время и пространство, не действуют законы физики. Когда черная дыра вращается, вокруг горизонта событий появляется эргосфера. Находящиеся в этой области объекты также движутся в этом направлении. Однако притяжение действует недостаточно сильно, чтобы затягивать их в сингулярность. Соответственно, объекты могут покинуть эргосферу. Интересный факт: чем больше весит черная дыра, тем меньше ее плотность.
Также учёные убедились, что радиусы тени чёрной дыры и линзированного аккреционного диска за год не изменились, что предсказывало учение Эйнштейна. Наблюдаемой чёрной дыре особенно нечего поглощать в месте её размещения и её рост будет практически незаметным на фоне существования человечества, а не то, что год спустя. Тем не менее, новые данные позволяют судить о процессах в диске аккреции вещества.
Также детальное изучение данных раскрывает динамику магнитных полей вблизи объекта, плазмы и энергии. Учёные рассчитывают увидеть джеты этой дыры, пока на изображениях видны только признаки выброса струй энергии. Кроме того, учёные понемногу оттачивают алгоритмы для анализа изображений чёрных дыр, которые предстают перед нами в своём истинном обличье, если так можно сказать об объектах, в принципе невидимых для наших приборов. Всё что у нас есть — это тень чёрной дыры втянутые за горизонт событий фотоны и искажённое чудовищной гравитацией линзированное изображение аккреционного диска.
О чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
- NASA показала новую (и очень красивую!) визуализацию черной дыры
- Самые гигантские черные дыры во Вселенной – фото
- Рекордно массивная черная дыра звездной массы оказалась родом из разрушенного звездного скопления
- В чем сенсационность первой фотографии черных дыр
В чем сенсационность первой фотографии черных дыр
фото, мультимедиа, фотоленты, новости в фотографиях, фотография, черные дыры, в мире. Создание фото черной дыры также требует серьезного увеличения углового разрешения, что в данном случае эквивалентно чтению текста на телефоне в Нью-Йорке из кафе в Париже. Впервые чёрные дыры появились в его формулах, но сам великий учёный сомневался в их существовании.
Первая фотография черной дыры
Ее масса превышает массу Солнца в 6,5 млрд раз. NSF Алгоритм визуализации сверхмассивной черной дыры по данным, полученным радиотелескопами, разработала Кэтрин Боуман. Полученные данные из-за их колоссального объема доставляли в аналитические центры транспортом, их анализ занял два года. Она подтвердила наблюдением существование сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, став четвертой женщиной в истории, получившей эту награду.
Использование материалов, опубликованных на сайте tula. Гиперссылка должна размещаться непосредственно в тексте, воспроизводящем оригинальный материал tula.
За достоверность информации в материалах, размещенных на коммерческой основе, несет ответственность рекламодатель.
В итоге температура в таком постоянно поедаемом бублике повышается до миллиардов градусов и он начинает исключительно сильно светиться. У черной дыры М87 аппетит очень хороший, поэтому пожираемый ею бублик сверхгоряч и светит сильнее, чем поверхность обычной звезды.
Что это за «тень» такая? Ирина Якутенко права: то, что показали астрономы, не совсем тень в обычном смысле этого слова. Нормальная тень — это если бы сторонний источник светил на черную дыру и от этого в потоке света возникал бы зазор, по форме повторяющий силуэт дыры.
Однако черная дыра обладает исключительно сильной гравитацией, поэтому она искажает свет от стороннего источника намного сильнее, чем если бы просто стояла на его пути. Это легко видеть и на снимке: половина «кольца» вокруг черной дыры тусклее, а половина — ярче. Это потому, что гравитация черной дыры М87 замедлила половину фотонов от бублика раскаленной материи вокруг этой самой черной дыры, отчего половина эта и кажется нам тусклой.
Да, она ничего не излучает и поглощает любой падающий на нее свет, но ничего страшного в этом нет. Черная дыра отличается от них только формой примерно сферической и тем, что поглощает фотоны идеально, ничего не рассеивая. То есть увидеть ее все равно можно: на фоне светящегося бублика она будет выглядеть просто черным провалом.
Но сделать это земными телескопами пока нереально, для этого надо «подтянуть» наши телескопы намного, намного ближе. Чем и как был сделан снимок? Даже тень черной дыры в полусотне миллионов световых лет увидеть одним-единственным земным телескопом пока невозможно.
Для этого использовался Event Horizon Telescope — группа из одиннадцати согласованных радиотелескопов, разбросанных по планете от Антарктиды десятиметровый радиотелескоп South Pole Telescope на полярной станции до северного полушария. Разнесенные на тысячи километров друг от друга радиотелескопы вместе позволили ловить фотоны от раскаленного бублика вокруг черной дыры М87 и складывать полученные элементы пазла в одну картинку. Это настолько большой объем, что его пересылали к обрабатывающему данные суперкомпьютеру в виде жестких дисков по почте — бессбойная передача по интернету заняла бы слишком много времени.
И они предлагают новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением. Однако вблизи края эти черные дыры выглядят удивительно похожими", — говорит Сера Маркофф, сопредседатель научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики Амстердамского университета. Экстраординарный результат и его последствия Результат, полученный с помощью EHT, является экстраординарным. Еще одна часть истории, которая имеет место, огромный прогресс в научной сфере. Не только за наши знания о Млечном Пути или за то, чему он нас учит, но и потому, что он еще раз подтверждает, куда могут двигаться научные исследования. Работа велась в течение пяти лет с использованием суперкомпьютеров для объединения и анализа данных, при этом была собрана беспрецедентная библиотека смоделированных черных дыр для сравнения с наблюдениями.
Усилия более чем 300 исследователей из 80 институтов по всему миру, которые вместе составляют коллаборацию EHT, позволили добиться этого замечательного достижения. Таким образом, мы можем пойти гораздо дальше в проверке поведения гравитации в этих экстремальных условиях, чем когда-либо прежде". Его данные в сочетании с данными новых рентгеновских телескопов и будущих передовых технологий могут позволить нам исследовать неизученные глубины галактического центра.
Новые реальные снимки черной дыры показали ученые
Скачать изображение тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в высоком разрешении можно на сайте NSF. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры. В течение трех лет Кэти Боуман вместе с командой из трех других ученых работала над созданием и разработкой алгоритмов, которые должны были обеспечить возможность получить изображение черной дыры. Большая часть материи вокруг черной дыры попадает внутрь нее, но некоторые частицы избегают поглощения и выбрасываются далеко во вселенную в виде джетов. фотографию тени сверхмассивной черной дыры. С учетом того что изучать черные дыры вблизи нельзя, изображение носит важный для науки характер.
Черные дыры: самые таинственные объекты Вселенной
Классическая галилеевски-инвариантная механика была при этом заменена на новую, Лоренц-инвариантную релятивистскую механику. В рамках последней скорость света оказалась предельной скоростью, которую может развить физическое тело, что радикально изменило значение чёрных дыр в теоретической физике. Однако ньютоновская теория тяготения на которой базировалась первоначальная теория чёрных дыр не является лоренц-инвариантной. Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световой скоростями. Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном сформулировавшим её окончательно к концу 1915 года и получила название общей теории относительности ОТО [11]. Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр [6]. По своему характеру ОТО является геометрической теорией.
Она предполагает, что гравитационное поле представляет собой проявление искривления пространства-времени которое, таким образом, оказывается псевдоримановым, а не псевдоевклидовым, как в специальной теории относительности. Связь искривления пространства-времени с характером распределения и движения заключающихся в нём масс даётся основными уравнениями теории — уравнениями Эйнштейна.
Из этих изображений астрофизики вычислили, что черная дыра примерно в 6. Небольшие различия между каждым из четырех полученных изображений также подтверждают, что материал рядом с черной дырой перемещается почти со скоростью света. На фото, полученных в течение недели, хорошо видно, как меняется внешний вид черной дыры. В будущем мы, возможно, сможем создать целый фильм о жизни черной деры. Сегодня же мы видим первые кадры». Природа была добра к нам Изображения были получены с помощью массива телескопов планетарного масштаба, называемого Event Horizon или EHT. Он состоит из восьми радиотелескопов, каждый из которых находится в отдаленной от городов высокогорной среде, включая горные вершины Гавайев, испанскую Сьерра-Невады, чилийскую пустыню и льды Антарктики.
Схематичное расположение телескопов, создавших изображение черной дыры. В любой день каждый телескоп работает независимо, наблюдая астрофизические объекты, которые излучают слабые радиоволны. Тем не менее, черная дыра бесконечно меньше и темнее, чем любой другой радиоисточник в небе. Чтобы ее четко видеть, астрономам необходимо использовать очень короткие волны — в данном случае 1. Создание фото черной дыры также требует серьезного увеличения углового разрешения, что в данном случае эквивалентно чтению текста на телефоне в Нью-Йорке из кафе в Париже. Угловое разрешение телескопа увеличивается пропорционально размеру приемной тарелки. Тем не менее, даже самые большие радиотелескопы на Земле недостаточно велики, чтобы увидеть черную дыру.
Добавить в закладки Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Credit: Event Horizon Telescope 10 апреля 2019 года во время пресс-конференции группа ученых из проекта Event Horizon Telescope EHT впервые показала общественности фотографию массивной черной дыры, расположенной в центре галактики Messier 87 в созвездии Дева.
Точнее не самой черной дыры, а ее аккреционного диска и «тени». Огромный объект располагался в галактике на расстоянии 53 миллионов световых лет от нашей планеты. Эта новость потрясла астрономов — многие ученые еще 100 лет назад мечтали увидеть эту фотографию.
NASA показала новую и очень красивую! Ролик показывает, как ее гравитационное поле искажает ее внешний вид для стороннего наблюдателя. Гифку в высоком разрешении можно посмотреть на сайте NASA.
3. Представлено первое фото черной дыры в центре нашей Галактики
Тень чёрной дыры в галактике M87 и улучшенный вариант изображения в поляризованном свете / ESO. Модель черной дыры со светящимся кольцом вращающихся поглащаемых частиц вокруг и бьющими вверх и вниз потоками плазмы. Учёные из проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовали первую фотографию сверхмассивной чёрной дыры, расположенной в самом центре нашей галактики — Млечном Пути. 26 кандидатов в черные дыры были найдены в галактике M31 в Андромеде, добавив.
Получена новая фотография черной дыры. Что в ней особенного?
Строго говоря, саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого черной дырой вещества. Фотография черной дыры – одно из важнейших событий за последнее столетие не только в науке, но и во всем мире. Таким образом, это первая черная дыра, однозначно связанная с разрушенным звездным скоплением. Создание фото черной дыры также требует серьезного увеличения углового разрешения, что в данном случае эквивалентно чтению текста на телефоне в Нью-Йорке из кафе в Париже. «Моделью» фотографов-ученых стала черная дыра в галактике М87, в созвездии Девы, находящаяся на расстоянии более 50 миллионов световых лет от Земли. Строго говоря, саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого черной дырой вещества.
Юрий Ковалев
- Почему черные дыры так называются?
- Влияние чёрной дыры на космос
- Фотография черной дыры
- Впервые в истории ученые сфотографировали черную дыру. Новости. Первый канал
Опубликована первая в истории фотография черной дыры
Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Чёрные дыры теперь не просто позируют на фотографиях, они участвуют в фотосессиях.