Движение солнца вокруг черной дыры
Как обнаруживаются черные дыры?
Черные дыры обнаруживаются, когда окружающий материал (например, газ) направляется силой тяжести в диск вокруг черной дыры. Молекулы газа в диске вращаются вокруг черной дыры так быстро, что нагреваются и испускают рентгеновские лучи. Эти рентгеновские лучи можно обнаружить с Земли. Черные дыры также можно обнаружить, наблюдая за движением звезд около черной дыры.
Может ли Солнце стать черной дырой?
Нет, Солнце слишком мало, чтобы когда-либо стать черной дырой. Чтобы превратиться в черную дыру, звезда должна быть намного массивнее Солнца.
Есть ли в центре нашей Галактики черная дыра?
Да, в центре нашей Галактики есть очень большая черная дыра. Он имеет массу около трех миллионов солнц и находится очень далеко от Земли на расстоянии около 24000 световых лет. Считается, что огромные черные дыры естественным образом возникают в центре большинства крупных галактик, и многие из них уже обнаружены. Черная дыра, которая находится в центре нашей Галактики, слишком далеко, чтобы представлять какую-либо опасность для Земли.
Насколько велика черная дыра?
Черные дыры бывают разных размеров и их размер зависит от того, сколько в них материала (массы). Некоторые из них являются останками гигантских звезд, которая разрушилась. Чтобы стать черной дырой, звезда должна быть намного массивнее нашего Солнца. Эти типы черных дыр составляют всего несколько км в поперечнике. Черные дыры были обнаружены также в центрах некоторых галактик. Эти черные дыры очень большие и содержат такое же количество вещества, как 100 миллионов или более солнц. Эти типы черных дыр имеют диаметр в несколько миллионов км.
Действительно ли в космосе есть черные дыры?
Поскольку черные дыры не излучают свет, мы не можем их видеть. Однако мы можем видеть эффект, который они оказывают на пространство вокруг себя. Поскольку черные дыры обладают чрезвычайно высокой гравитацией, они втягивают окружающий материал с очень высокой скоростью, в результате чего этот материал становится очень горячим и испускает рентгеновские лучи. Обнаружив этот очень горячий материал, который спиралью образует черные дыры, астрономы могут определить, где находятся некоторые из них. Кроме того, астрономы изучают движение объектов в космосе, чтобы увидеть, где находится материал, который может двигаться, как если бы на него воздействовала черная дыра. До сих пор были обнаружены доказательства существования очень массивных черных дыр в центрах нескольких больших галактик и гораздо менее массивных черных дыр в двойных звездных системах (где две звезды вращаются вокруг друг друга).
Как образуются черные дыры?
Ученые думают, что черные дыры создаются в местах, где материя становится чрезвычайно плотной (где огромное количество материала помещено в чрезвычайно маленькое пространство). Это может происходить в центрах больших галактик или когда гигантская звезда коллапсирует и сжимается на последних этапах своей жизни. Когда материя становится настолько плотной, что свет не может выйти из нее, область, в которой она находится, становится черной дырой.
Что такое черная дыра?
Черная дыра — один из самых странных объектов в космосе. Это область в космосе, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может покинуть ее. Поскольку свет не может выйти из черной дыры, она кажется черной. Свет может перемещаться быстрее, чем все, что мы знаем, — со скоростью 300 000 км в секунду. Если свет не может вырваться из черной дыры, ничто другое, о чем мы знаем, также не может. Черная дыра на самом деле не дыра, и она не пуста. Она заполнена большим количеством материала и занимает очень маленькое пространство. Это то, что придает черной дыре сверхсильную гравитацию. Термин «черная дыра» используется потому, что эти объекты выглядят в космосе как черные дыры — поскольку они не излучают свет.
Источник
«Танец» звезды вокруг черной дыры свидетельствует о гениальности Эйнштейна
Шаткий танец звезды, кружащейся на высокой скорости вокруг сверхмассивной черной дыры нашей галактики, еще раз доказывает правоту Эйнштейна.
Наблюдения, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) ESO, впервые выявили совершенное согласие между движением звезды, вращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, и предсказания из теории общей теории относительности Эйнштейна. Его орбита имеет вид розетки, а не эллипса, как предсказывает теория тяготения Ньютона.
Этот эффект, получивший название прецессии Шварцшильда, еще никогда не измерялся для звезды, вращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры. «Галактический центр» в настоящее время предоставляет лучшую «лабораторию» для тестирования общей относительности, пишут авторы, опубликованные в журнале «Astronomy & Astrophysics».
Что такое прецессия Шварцшильда?
В центре Млечного Пути, примерно в 26 000 световых лет от Земли, находится сверхмассивная черная дыра, в четыре миллиона раз более массивная, чем Солнце, окруженная миллионами звезд, летящих со всей скоростью. S2, также называемый S0-2, является одной из ближайших звезд к этой черной дыре.
Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) наблюдали S2 в течение 27 лет, регулярно принимая точные измерения положения и скорости, когда она мчится вокруг галактического центра. Наблюдая, как звезда завершает почти две полные орбиты (каждая полная орбита длится около 16 лет), исследователи пришли к выводу, что звезда не следует фиксированной эллиптической орбите, как предсказывает теория гравитации Исаака Ньютона, а вместо этого “танцует” вокруг черной дыры по рисунку, похожему на розетку, нарисованную спирографом.
Этот тип орбиты, где ближайшая точка подхода к звезде тонко перемещается вокруг черной дыры на каждой орбите, известен как прецессия Шварцшильда. Именно эта «шаткая прецессия» (или движение вперед) была предсказана Эйнштейном более 100 лет назад, чтобы описать эффекты бесконечно малого объекта, вращающегося вокруг необычайно массивного объекта, который недавно наблюдали исследователи.
«Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что связанные орбиты одного объекта вокруг другого не замкнуты, как в ньютоновской гравитации, а направлены вперед в плоскости движения», — объясняет немецкий астрофизик Райнхард Генцель. «Этот знаменитый эффект — впервые увидевший свет на орбите планеты Меркурий вокруг Солнца — стал первым доказательством в пользу теории относительности. Сто лет спустя мы обнаружили такой же эффект при движении звезды, вращающейся вокруг черной дыры в центре Млечного Пути.»
На пути к еще более точным измерениям
Помимо того, что еще раз продемонстрировал гениальность Эйнштейна, это исследование также может привести к более точным расчетам типов и количеств вещества, расположенных вблизи галактического центра.
«Поскольку измерения S2 так хорошо следуют теории относительности, мы можем установить строгие ограничения на количество невидимой материи, например, распределенной темной материи», — говорит Ги Перрен (Guy Perrin) из Парижской обсерватории. Это представляет большой интерес для понимания формирования и эволюции сверхмассивных черных дыр».
Кроме того, давайте не будем забывать о гигантском европейском телескопе ESO (ELT), который, как ожидается, будет введен в эксплуатацию в 2024 году. Прибор должен позволить нам пойти еще дальше, наблюдая за звездами, движущимися еще ближе к черной дыре, чем S2.
Источник
Вокруг Солнца вращается черная дыра?
Одна из неразрешимых пока загадок нашей Солнечной системы заключается в непонятных гравитационных воздействиях на самой ее границе. Астрономы выдвинули предположения о существовании далеко за орбитой Плутона еще одной, девятой планеты. Но до сих пор ее не удается обнаружить никакими способами.
В связи с этим была выдвинута другая гипотеза — таинственная Планета Девять может быть вовсе и не планетой, а крошечной черной дырой, некогда попавшей в сферу гравитационного притяжения Солнца.
Такая тяжелая черная дыра может иметь диаметр не больше пяти сантиметров, и ее обнаружение представляется еще менее результативным, чем предыдущие поиски планеты.
Новая идея, как можно найти доказательство существования черной дыры, принадлежит физику Эду Виттену из Института перспективных исследований в Принстоне. Он предложил отправить в далекое путешествие к краю Солнечной системы флот миниатюрных космических аппаратов. Образно говоря, предлагается выстрелить из дробовика. В роли дробовика выступает мощный лазер, а в роли дробинок — сотни или даже тысячи наноспейсеров.
Как цитирует Виттена журнал Discover, если один из таких мини-кораблей будет неожиданно сбит с курса неизвестным притяжением, это станет неопровержимым свидетельством существования черной дыры.
Идея, в отсутствие результатов от традиционных наблюдений, представляется заманчивой. Проблема состоит лишь в том, что таких нано-кораблей пока еще нет на вооружении космического флота землян. Идею их создания высказывали не раз и до Виттена, однако пока непонятно, как разместить в таком аппарате, вес которого измерялся бы считаными граммами, всю полезную аппаратуру для хронометража полета и передачи данных на Землю.
Источник
Вокруг Солнца может вращаться крошечная черная дыра, и физик хочет ее найти
В нашей свежей статье «Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру» мы сделали предположение о том, что на окраине Солнечной системы может находиться очень спокойная черная дыра, которая вызывает гравитационные возмущения в Поясе Койпера.
Прошло два дня и выяснилось, что некоторые ученые на самом деле рассматривают идею, описывающую захват крошечной черной дыры гравитацией нашего Солнца.
Журнал Discover сообщает , что физик Эд Виттен из Института перспективных исследований планирует найти эту гипотетическую черную дыру.
Гравитационная аномалия
Нечто искажает орбиты множества объектов Пояса Койпера. Что это? Девятая планета, ждущая своего открытия или же черная дыра? Если гипотетическая черная дыра имеет массу, приписываемую Девятой Планете, то ее диаметр около пяти сантиметров, а значит найти ее практически невозможно.
Эд Виттен понимает, что наблюдения при помощи телескопов не дадут результатов, а значит самое рациональное решение — отправить гигантский флот крошечных космических аппаратов. Виттен говорит, что если хотя бы один из зондов неожиданно сойдет с курса, то это будет признаком гравитационного притяжения черной дыры.
Умение планировать
К сожалению, космические запуски остаются дорогим удовольствием. Кроме этого, нанокосмические аппараты, предлагаемые Виттеном, до сих пор находятся на стадии «активной разработки». Однако это не ставит крест на его планах.
«Если дальнейшее изучение пояса Койпера укрепит аргумент в пользу существования Девятой Планеты, но телескопические поиски не позволят обнаружить объект, то о крошечной черной дыре начнут говорить многие. Придется прибегнуть к прямому поиску, а значит к флоту нанокосмических зондов», — заявил Виттен.
В настоящее время Эд Виттен занимается детальным планированием миссии и верит, что в обозримом будущем реализует задуманное. Это, стоит признать, разумное решение, потому что руководителями миссий NASA нередко становились те, кто предлагал решение задолго до старта.
Источник
Солнце поглощает черная дыра
Она почти такая же старая, как Вселенная, и такая же массивная, как 34 миллиарда Солнц. Он ест звезды на завтрак. А теперь оно собирается съесть нашу. Узрите великую и мощную черную дыру с броским именем J2157. Если она подошла достаточно близко к нашей Солнечной системе.
- Как быстро он уничтожит нас?
- Что будет с нашим Солнцем?
- Как же этим закончится вся жизнь на земле?
- А что, если черная дыра поглотит Солнце?
Черные дыры достаточно страшны. Они образуются, когда большие звезды взрываются в сверхновой. Самые распространенные черные дыры — звездные, они имеют диаметр всего 16 км в диаметре. Но они имеют массу звезды, по крайней мере, в десять раз большую, чем наше Солнце. Вся эта масса, сжатая в такой маленький диаметр, делает черные дыры чрезвычайно плотными. Если подойти слишком близко к окрестностям черной дыры, за ее горизонтом событий, ее экстремальное гравитационное притяжение превратит вас в спагетти-лапшу.
Но есть черные дыры настолько массивные, что они заставляют звездные черные дыры выглядеть малютками. Они называются сверхмассивные черные дыры. Эти чудовища таятся в центрах галактик и занимают пространство размером примерно с нашу Солнечную систему. Но большинство из них даже не приближаются к размерам черной дыры, например, J2157.
J2157 — самая быстрорастущая черная дыра в известной Вселенной. И она вторая по величине. Ее горизонт событий имеет радиус 670 астрономических единиц, что сопоставимо с расстоянием между Солнцем и Нептуном, умноженным на 22. Если это не достаточно страшно, то J2157 носит титул самой голодной черной дыры, которую мы знаем.
Чтобы оставаться в хорошей форме, она пожирает материю со скоростью около одного Солнца в день. А теперь, возьмите это чудовище и приблизьте его к нашей Солнечной системе. Можете себе представить, как это будет происходить.
Если бы J2157 смогла заменить сверхмассивную черную дыру, которая находится в центре нашей галактики Млечного Пути, для нас на Земле она выглядела бы в десять раз ярче, чем полная Луна. Благодаря невероятно большому аккреционному диску, материя, которую черная дыра собрала на своем пути к нам. И поскольку она всегда должна быть в центре внимания, чудовищная черная дыра затмила бы большинство звезд на небе.
Если бы черная дыра с массой менее 100 миллионов масс нашего Солнца вошла в нашу Солнечную систему, она не проглотила бы Солнце за один заход. Она постепенно начнет вытягивать материю из нашей звезды, пока от нее не останется только облако газа. В таком случае, можно было бы ожидать смертельного количества космической радиации, направляющейся к Земле. Но J2157 не так ведет дела. Черная дыра такого размера и массы поглотила бы Солнце в мгновение ока.
Но потеря Солнца была бы наименьшей из наших проблем. Наша планета может быть разорвана приливными силами черной дыры. Или она может быть обстреляна немыслимым количеством космической радиации. Или же может исчезнуть в горизонте событий черной дыры вместе с остальной частью Солнечной системы.
В любом случае, вы не выберетесь из этого живым. Но каким бы большим и страшным ни был J2157, помните, что он находится на безопасном расстоянии 12,5 миллиардов световых лет от нас.
Если вам понравилась статья, то добро пожаловать на канал А что если?
Источник