На рисунке 8.1 показана быстро вращающаяся черная дыра (назовем ее Гаргантюа) на фоне звездного поля, какой она предстала бы перед вами, находись вы в экваториальной плоскости Гаргантюа. это одно из самых загадочных явлений вселенной. Она представляет собой область космического пространства с крайне высокой плотностью и силой притяжения, из которой ничто, включая свет, не может выбраться. ЧЕРНАЯ ДЫРА НЕ СФЕРА! #shorts #новости #наука #космос #факты #физика #звезды #вселеннаяПодробнее. Может ли черная дыра стать машиной времени и отправить нас в прошлое?#чёрнаядыра #физика #космос. Искувственно смодулированная Кипом Торном СМЧД (сверхмассивная черная дыра («Гаргантюа») специально для киноленты Кристофера Нолана «Интерстеллар».
Гаргантюа: Гигант в малютке
| Сверхмассивная чёрная дыра — Википедия | Описанные в голливудском блокбастере внешний вид, размеры и физические свойства черной дыры Гаргантюа, являющейся одним из центральных «персонажей» это фильма — его работа. |
| Гаргантюа: самая большая Солнечная система во Вселенной | ЧЕРНАЯ ДЫРА НЕ СФЕРА! #shorts #новости #наука #космос #факты #физика #звезды #вселеннаяПодробнее. Может ли черная дыра стать машиной времени и отправить нас в прошлое?#чёрнаядыра #физика #космос. |
| «Гаргантюа́» | Фото: Ton 618 черная дыра. |
| Что не так с «Интерстелларом» — взгляд физика | Гаргантюа черная дыра обои Самые крутые картинки на сайте |
Энергия из черных дыр – выдумка или реальность?
Однако если окажется, что на малых масштабах менее 1 мм наше пространство-время имеет число измерений больше четырех, порог необходимой энергии значительно уменьшается и может быть достигнут уже на LHC. Причина заключается в усилении гравитационного взаимодействия, когда вступят в игру предполагаемые дополнительные пространственные измерения, не наблюдаемые при нормальных условиях. В случае же существования дополнительных измерений ускоренный рост Fграв экономит значительную часть необходимой энергии. Все вышесказанное никоим образом не означает, что мини-дыры будут получены уже на мощностях LHC - это произойдет лишь при самом благоприятном варианте теории, которую "выберет" Природа. Кстати, не следует преувеличивать их опасность в случае получения 4 - по законам физики они быстро испарятся. Иначе Солнечная система давно прекратила бы свое существование: в течение миллиардов лет планеты бомбардируются космическими частицами с энергией на много порядков выше достигаемых на земных ускорителях.
Черные дыры и космологическая структура Вселенной Теория струн и большинство динамических моделей Вселенной предсказывают существование особого типа фундаментального взаимодействия - глобального скалярного поля ГСП. В масштабах планеты и Солнечной системы его эффекты крайне малы и труднообнаружимы, однако в космологических масштабах влияние ГСП возрастает неизмеримо, так как его удельная доля в средней плотности энергии во Вселенной может превышать 72 процента! Например, от него зависит, будет ли наша Вселенная расширяться вечно или в конце концов сожмется в точку. Глобальное скалярное поле - один из вероятнейших кандидатов на роль "темной энергии", о которой так много пишут в последнее время. Черные дыры появляются в этой связи весьма неожиданным образом.
Можно показать, что необходимость их сосуществования с глобальным скалярным полем накладывает взаимные ограничения на свойства черных дыр. В частности, наличие черных дыр накладывает ограничение на верхний предел эффективной космологической постоянной параметра ГСП, ответственного за расширение Вселенной , тогда как ГСП ограничивает нижний предел их масс а значит, энтропии и обратной температуры T-1 некой положительной величиной. Иными словами, черные дыры, будучи "локальными" 5 и, по меркам Вселенной, крошечными объектами, тем не менее самим фактом своего существования влияют на ее динамику и другие глобальные характеристики опосредованно, через глобальное скалярное поле. Эпилог Эйнштейн однажды сказал, что человеческий разум, однажды "расширенный" гениальной идеей, уже никогда не сможет сжаться до первоначального состояния 6. Это прозвучит немного парадоксально, но исследование предельно сжатого состояния материи было, есть и долгое время будет одним из главных путей и стимулов расширения границ человеческого интеллекта и познания фундаментальных законов мироздания.
Ответом было: "Назовите это энтропией - тогда в дискуссиях вы получите солидное преимущество - ибо никто не знает, что такое энтропия в принципе". Так родилось понятие "энтропии по Шеннону" англ. Shannon entropy , ныне широко используемое в теории информации. Ну что ж, уровни незнания могут быть разными - от полного невежества до глубокого понимания всей сложности проблемы. Попытаемся несколько улучшить наш уровень незнания энтропии.
Статистическая энтропия, введенная Людвигом Больцманом Ludwig Boltzmann в 1877 году, - это, грубо говоря, мера количества возможных состояний системы. Предположим, мы имеем две системы, состоящие из ящиков и одного шарика в каждой из них. Первая система "ящики плюс шарик" имеет только 1 ящик, вторая - 100 ящиков. Вопрос - в каком ящике находится шарик в каждой системе? Ясно, что в первой системе он может быть только в одном ящике.
Помните формулу "Энтропия есть логарифм числа возможных состояний"? Тогда энтропия первой системы равна log1, то есть нулю, что отражает факт полной определенности кстати, это одна из причин, почему в определении энтропии был использован логарифм. Что касается второй системы, то здесь мы имеем неопределенность: шарик может находиться в любом из 100 ящиков. В этом случае энтропия равна log100, то есть не равна нулю. Ясно, что, чем больше ящиков в системе, тем больше ее энтропия.
Поэтому и говорят часто об энтропии как о мере неопределенности, ибо наши шансы "зафиксировать" шарик в конкретном ящике уменьшаются по мере увеличения их числа. Мы могли бы заменить шарики электронами, а ящики - вакансиями в твердом теле или даже какими-то абстрактными категориями , как, например, в теории информации , а понятие энтропии по-прежнему было бы применимо и полезно. Ранее считалось, что термодинамическая энтропия не может быть применима к черным дырам, но Бекенштейн и Хокинг показали, что это не так, при должном определении понятий T и S см. Его автор, Андрей, обратил внимание на несколько парадоксальных, по его мнению, аспектов физики ЧД: "Во всех книгах про черные дыры […] сказано, что время падения кого-либо чего-либо в черную дыру бесконечно в системе отсчета, связанной с удаленным наблюдателем. А время испарения черной дыры в этой же системе отсчета конечно, то есть тот, кто будет туда падать, не успеет этого сделать, потому что черная дыра уже испарится.
Это прекрасная иллюстрация главной дилеммы научно-популярной литературы - пытаясь упростить изложение, авторы книг вынуждены поступаться уровнем математической строгости. Поэтому фраза, на которой Андрей базирует свои умозаключения, "время падения кого-либо чего-либо в черную дыру бесконечно в системе отсчета, связанной с удаленным наблюдателем", вообще говоря, неверна. На самом деле физически корректная формулировка выглядит так: "время падения кого-либо чего-либо в статическую черную дыру бесконечно в системе отсчета, связанной с удаленным статическим наблюдателем". Иными словами, ее применимость ограничена идеализированным случаем, когда характеристики дыры неизменны во времени то есть заведомо не тогда, когда она растет или испаряется , а любое падающее тело предполагается пробным, достаточно малым, чтобы пренебречь изменениями дыры, вызванными его падением. В тех же физических ситуациях, о которых говорит Андрей, как сама дыра, так и пространство -время в ее окрестности не могут считаться статическими.
Вследствие этого статических по отношению к дыре наблюдателей как таковых просто не существует. Все наблюдатели движутся и все равноправны, а "время падения кого-либо чего-либо в черную дыру", измеренное по их часам, либо конечно в их системах отсчета, либо не определено например, когда наблюдатель находится вне светового конуса падающего на дыру тела. Вот таков краткий вариант ответа. Чтобы понять такие вещи на более глубоком уровне, необходим серьезный математический аппарат изложенный, например, в книге Хокинга и Эллиса : диаграммы Картера-Пенроуза, конформные отображения, топология многообразий и многое другое. Системы единиц В системах единиц физических измерений часть единиц принимаются за основные, а все остальные становятся производными от них.
В центре — изображение, полученное путем симуляции, справа — размытое изображение симуляции для соответствия разрешению телескопа. Однако обычные люди, складывающие впечатления о черных дырах на основе фильмов, могли ожидать что-то подобное кадру из "Интерстеллар": Однако в действительности разница не столь большая, как кажется. Изображение, представленное в "Интерстеллар", почти корректно. Главное отличие в том, что вокруг центра вымышленной черной дыры находится полоса материи, которой нет на M87. Причина в том, что мы наблюдаем за объектом со стороны одного из полюсов, а не с экваториальной части. Диск материи вокруг M87 просто скрыт с нашей позиции. Аналогия элементарна — если смотреть на Сатурн со стороны полюса, то диск не будет пересекать экваториальную часть.
Но это еще не все. Мы не видим черную дыру под прямым углом и это причина еще одного из значительных отличий.
Разумеется, в реальности нет языка, который позволит вам видеть будущее, это просто красивый мысленный эксперимент. Но в то же время существует гипотеза лингвистической относительности Сепира — Уорфа, которая предполагает, что язык оказывает влияние на то, как мы мыслим, и есть реальные эксперименты, которые показывают, что некоторая зависимость есть. Миф Самым фантастическим явлением «Прибытия» Александр Пиперски назвал профессию главной героини. Луиза, как выясняется по ходу сюжета, владеет несколькими языками, в том числе санскритом и персидским, и читает курс по истории португальского языка. Но на самом деле в фильме она выполняет роль переводчика, то есть налаживает коммуникацию. Лингвист, в принципе, может не уметь объясняться ни на одном иностранном языке, он изучает их внутреннее устройство.
Такие вот неожиданные тонкости. На Земле большие проблемы: многие сельскохозяйственные растения болеют и перестают расти. Еще как-то держится кукуруза, но и она скоро начнет исчезать. Человечеству грозит голод, а пылевые бури делают жизнь невыносимой. Однажды он узнает о том, что есть секретное подразделение NASA, которое готовит важную миссию — поиски подходящей для переселения людей планеты. Купер оставляет семью и соглашается на опасное космическое путешествие, скорее всего, в один конец. Научно-фантастическая драма «Интерстеллар» создана режиссером Кристофером Ноланом в тесном сотрудничестве с видным американским астрофизиком, впоследствии лауреатом Нобелевской премии Кипом Торном. Сейчас ее называют одним из самых научно достоверных фантастических фильмов в истории кинематографа.
Но, поскольку это все-таки художественное произведение, оно содержит некоторые допущения, двигающие сюжет. По словам Кипа Торна: «Часть из показанного в фильме — чистая правда, другая часть основана на научных предположениях, а еще часть — чистой воды спекуляция». Правда Поскольку действие космической части картины плотно связано с черными дырами, требовалось как-то визуализировать их на экране. Кип Торн взялся за эту задачу вместе со своими учениками, потом подключились мастера компьютерных спецэффектов, и результатом их работы стала восхитительная не только с кинематографической, но и с научной точки зрения черная дыра Гаргантюа. Черная дыра, как известно, поглощает свет и не отдает его. По идее, выглядит это не очень интересно, но хитроумный Торн с коллегами сообразил, что ее должны окружать притягиваемые газ и вещество разрушающихся звезд. Всё это кружится вокруг дыры по сложной траектории, которую вполне можно просчитать. Что они и сделали.
Шесть лет спустя астрофизики из проекта EHT получили первое изображение реальной черной дыры в центре нашей галактики. И вот сюрприз: она действительно похожа на визуализацию из «Интерстеллара». На планете Миллер герои сталкиваются с приливной волной высотой в километр, и это не художественное преувеличение. Дело в том, что планета вращается вокруг гигантской черной дыры Гаргантюа и испытывает на себе гравитационные эффекты от такого соседства. Мифы По сюжету путешественники для перемещения в другую галактику использовали червоточину или «кротовую нору» , один конец которой обнаружился в окрестностях Сатурна. По сути, это такой скоростной тоннель между отдаленными точками пространства, который на данный момент существует только в виде математических расчетов. При этом сам Кип Торн считает, что самостоятельное зарождение их в пространстве и времени маловероятно, и в сценарии «Интерстеллара» прибегли к помощи некой сверхразвитой цивилизации из пятого измерения, которая и создала червоточину. Под конец путешествия главный герой падает в черную дыру, получает данные, необходимые ученым для спасения человечества, и передает их на Землю очень изощренным способом.
По идее, уже у границы черной дыры Купер должен был превратиться в спагеттину из-за действия приливных сил, но, по словам Кипа Торна, для сверхмассивных черных дыр, вращающихся с огромной скоростью, удалось рассчитать более оптимистичные сценарии — «мягкую сингулярность». В этих условиях герой тоже, скорее всего, погибнет, но в научно-фантастическом фильме, даже очень строго выстроенном, имеет шанс выжить. Марсианин В не столь отдаленном будущем земляне отправляют на Марс экспедицию Ares III, которая должна выполнить некоторые задания по сбору научных данных.
На самом деле они все же циркулируют вдоль замкнутых кривых, но внутренний край этих кривых находится так близко к краю тени, что его невозможно увидеть. Вращение Гаргантюа завихряет пространство, и этот вихрь сдвигает внутреннее кольцо Эйнштейна наружу, проявляя его и показывая полный путь движения вторичных изображений желтые кривые на рис. В пределах внутреннего кольца Эйнштейна движения узора звезд еще более сложны. Звезды в этой области являются изображениями третьего и более высоких порядков для всех звезд во Вселенной — звезд, первичные изображения которых видны снаружи внешнего кольца Эйнштейна, а вторичные — между внутренним и внешним кольцами. На рис. Этот луч формирует для камеры изображение звезды, на которую указывает синяя стрелка. Камера движется вокруг Гаргантюа против часовой стрелки.
Лучи света, формирующие изображения звезд, на которые указывают синие стрелки Модель Double Negative, та же, что на рис.
Фильм «Интерстеллар» секрет концовки раскрыли спустя 9 лет
| Фильм “Интерстеллар” помог ученым раскрыть новые свойства черных дыр – Новости науки | Кстати, общепризнанный в кругах многих астрономов, тот факт, что изображение чёрной дыры "Гаргантюа" из к/a "Интерстеллар" наиболее точно и достоверно передаёт внешний вид свермассивной чд в галактике М87 (точнее её тени). |
| Гаргантюа: самая большая Солнечная система во Вселенной | Звездный исследователь | Дзен | «Первичная черная дыра субсолнечной массы, проходящая через нейтронную звезду, может потерять достаточно энергии из-за взаимодействия с плотной звездной средой, чтобы стать гравитационно связанной со звездой. |
| Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Сверхмассивная черная дыра в квазаре OJ 287 | Эти уравнения описывали траектории лучей света, исходящих из далекой звезды, проникающих через искривленные пространство и время Гаргантюа, достигающих камеры и учитывающих даже само движение камеры вокруг черной дыры. |
| Путешествие среди чёрных дыр. Cтатьи. Наука и техника | это, пожалуй, самые загадочные объекты во Вселенной. |
«Гаргантюа́»
Правда и вымысел в фантастических фильмах и сериалах Поделиться: Первый сезон сериала «Одни из нас» подошел к концу. Фантастика — жанр, который на первый взгляд может показаться легкомысленным, но именно он позволяет, прикрывшись вымыслом, ставить самые смелые эксперименты и дает полную свободу для самовыражения. Высший пилотаж — если в условиях вымышленного и тщательно продуманного мира история трогает людей до глубины души. Разбираем несколько классных произведений научно-фантастического искусства и пытаемся понять, где их создатели были верны научной правде, а где пожертвовали ей в пользу художественной выразительности. Спойлеры неизбежны. Одни из нас На планете царит эпидемия инфекции, превращающей людей в монстров. Грибок кордицепс поселяется в человеке, но не уничтожает его, а перехватывает управление телом и стремится выжить и размножиться. В первые дни пандемии главный герой Джоэл теряет свою дочь в стычке с солдатами, которые в панике убивают всех без разбору. Спустя 20 лет человеческая цивилизация разрушена, люди выживают в строго охраняемых городах в условиях жесточайшего карантина.
Немолодой уже Джоэл и его подруга Тесс занимаются контрабандой, незаконно выбираясь за стену. Однажды они получают задание тайно переправить девочку Элли в лабораторию к ученым, которые разрабатывают вакцину. Оказывается, организм Элли способен сопротивляться грибку, и это может спасти человечество. По мнению популярного российского миколога Михаила Вишневского, компьютерная игра и сериал, поставленный по ее мотивам, довольно неплохо продуманы с точки зрения теории, однако есть спорные моменты. Правда Грибок кордицепс однобокий действительно существует и поражает муравьев-листорезов, изменяя их поведение. Муравей, внутри которого поселился такой грибок, отбивается от колонии и забирается на растения на высоту примерно 30 см. Он впивается челюстями в лист и погибает, а паразит, подготовивший для себя таким образом удобную площадку, прорастает наружу, чтобы вскоре выбросить споры. Наши грибные зомби из сериала передают грибок новым особям через укус, и это вполне жизнеспособная схема.
Многие виды кордицепсов способны образовывать дрожжевые формы, которые более устойчивы к высокой температуре тела в организме млекопитающего. Можно предположить, что конкретно кордицепс однобокий тоже такое умеет. Но для такой передачи должен существовать как минимум один пораженный организм, а достоверной истории нулевого пациента пока нет. Мифы В сериале нас ставят перед фактом: первичное заражение просто случилось, хотя в норме это маловероятно. Споры кордицепса, летающие в воздухе в местах обитания муравьев-листорезов, в организме человека встречают ответ неспецифической иммунной системы. Можно предположить, что при достаточно длительном контакте с муравейниками где-то в тропических джунглях человек с серьезно подорванным иммунитетом может встретить мутантные споры, которые приживутся в нем. Но для этого должно сойтись слишком много факторов. Так что в концепции мира «Одних из нас» это самое фантастическое допущение.
По той же причине несостоятельна теория о быстром распространении грибка через муку или сахар, высказанная главным героем. Споровое заражение человека — случай исключительный, даже создателями сериала вынесенный за скобки. Обратите внимание на то, что обитатели этого мира ходят без масок и других средств защиты, в то время как воздух вокруг должен быть усеян летающими спорами. Они производятся как монстрами, так и зарослями кордицепса, захватившего руины городов. Шевелящиеся гифы, которые вылезают изо рта зараженного, не соответствуют биологии гриба, хотя, безусловно, выглядят очень впечатляюще. Бывший Джек Салли, а ныне Турук Макто и его возлюбленная Нейтири родили троих детей и удочерили одну девочку. Но однажды неугомонные пришельцы с Земли возвращаются грабить Пандору и готовить ее к колонизации. В первую очередь они планируют избавиться от Джека Салли, способного поднять местных жителей на сопротивление.
Как сказал астроном Майкл Бремер, в Event Horizon Telescope входят восемь обсерваторий по всему миру. И все они действуют как один телескоп диаметром 10 тысяч километров. Но фото этого объекта было не первостепенно важным, потому что черная дыра в центре нашей галактики двигается, а поле зрения телескопа не так велико, поэтому ученые решили смотреть сначала на отдаленный объект в чужой галактике. Наблюдения продолжались на протяжении 10 суток в апреле 2017 года.
Тогда ученые смогли расшифровать огромный объем данных. Каждый телескоп собрал по 500 терабайтов информации, на обработку которой ушло два года. Руководитель проекта Шеп Доулман заявил, что полученное изображение черной дыры подтверждает существование горизонта событий — то есть правильность общей теории относительности Эйнштейна. Самым известным в массовой культуре изображением черной дыры стал Гаргантюа в фильме «Интерстеллар».
И пользователи неоднократно заметили, что снимок и кадр из фильма частично сходятся. Но для кого-то первое изображение черной дыры — величайшее открытие, а для кого-то… Вообще, любители науки с интересом восприняли сообщение о первой фотографии черной дыры, хотя и успели друг с другом поспорить о том, что объект на самом деле нельзя сфотографировать. Потом начались диванные баталии о том, что ученые получили фотографии аккреционного диска, а затемнение в центре и есть горизонт событий, откуда не исходит и не отражается свет. Но некоторых пользователей все равно не удалось убедить, что открытие важно.
Зажгите свечку Сотрудник отдела релятивистской астрофизики Астрономического института имени Штернберга Константин Постнов объяснил «360», почему черная дыра, которая не позволяет свету выйти, все равно светится. Она не светится. Светится вещество вокруг нее. Свечка у вас есть, зажгите.
Почему горит?
Черная дыра. Потолок черная дыра. Настоящая черная дыра. Черная дыра Хаббл. Черная дыра с телескопа Хаббл. Черная дыра Интерстеллар. Holmberg 15a чёрная дыра.
Holmberg 15a Галактика. Блэк Хоул черные дыры. Первый снимок чёрной дыры. Реальные снимки черной дыры. Реальный снимок черной дыры. Галактика Млечный путь телескоп Хаббл. Сверхмассивная чёрная дыра в центре Галактики. НАСА телескоп Хаббл.
Чёрная дыра фото из космоса. Чёрная дыра снимки из космоса. Сверхмассивные черные дыры в центре масс галактик. Черная дыра Рейснера-Нордстрема. Ядро Галактики Млечный путь черная дыра. Белая дыра в космосе. Первичные черные дыры. Чёрные дыры во Вселенной.
Маленькая черная дыра. Снимки черных дыр. Чёрная дыра Рейснера нордстрёма. Черная дыра сбоку. Квазар 3с9. Сверхмассивная черная дыра в галактике. Черные дыры фильм 1995. Черная дыра вместо солнца.
Огромная черная дыра. Сверх масивная чёрная дыра. Черная дыра изнутри. Гравитационные воронки. Дыра внутри. Гаргантюа черная дыра Интерстеллар. Черная дыра обои. Красивая черная дыра.
Это объекты в составе двойных звездных систем — массивная звезда и черная дыра, вращающиеся вокруг друг друга. Звездное вещество захватывается черной дырой, падает на нее, разогревается и светится в рентгеновском диапазоне. Мы больше не сомневаемся, что такие объекты есть». Удивительно, что первый же детально исследованный космический источник рентгеновских лучей Лебедь X-1, расположенный в созвездии Лебедя и открытый еще в 1964-м, стал первым кандидатом в черные дыры звездной массы, и сейчас его «чернодырный» статус практически не вызывает сомнений. Лебедь Х-1 — двойная система из черной дыры массой примерно в 15 солнечных и звезды, голубого гиганта, в 20 солнечных масс, расположенных друг от друга ближе, чем Меркурий от Солнца.
Этот завораживающий космический аттракцион находится от нас на расстоянии 6000 световых лет. Для сравнения: до черной дыры в центре Галактики от нас 25 800 световых лет. Читайте также Если бы Земля превратилась в Черную дыру, что изменилось бы в динамике Солнечной системы? Точки над «I» В науке между фактом и почти фактом — огромная дистанция. На рубеже тысячелетий большинство астрономов были практически уверены, что черные дыры существуют, но лишь наступившее столетие стало временем решающих доказательств.
После открытия в 2008 году черной дыры в центре Галактики следующий успех пришел в 2015-м, когда были зарегистрированы гравитационные волны от слияния черных дыр. Алексей Старобинский: «В XXI веке возник новый способ изучения черных дыр — с помощью гравитационно-волновой астрономии. Прибор состоит из двух зеркал, расстояние между которыми с большой точностью измеряется с помощью лазера. Гравитационные волны, испускаемые при слиянии черных дыр, изменяют геометрию пространства, а значит, и расстояние между зеркалами. То, что наблюдали исследователи, отлично описывается теорией: большинство событий — это слияние черных дыр в составе двойных систем.
Мы видим, как две черные дыры вращаются вокруг друг друга по почти кеплеровской орбите, за исключением самой последней стадии перед слиянием, постепенно теряют энергию в виде гравитационных волн и в конце концов сливаются. Новым для астрономов оказалось только то, что типичная масса таких черных дыр — около 30—50 солнечных, а не 10, как ожидалось. Предстоит еще подумать о том, откуда взялись такие массивные звезды. Все, что мы видим, происходит очень-очень далеко. Ни в нашей Галактике, ни даже в Туманности Андромеды ни одного такого события наблюдать не удалось.
Речь идет о расстояниях от 100 до 1000 мегапарсек, тогда как до ближайшего сверхскопления галактик в созвездии Девы от нашей «местной группы» всего 10 мегапарсек». Регистрация гравитационных волн была отмечена особой нобелевской премией в 2017-м. Наконец, в 2019 году достигнут последний потрясающий успех. Астрономы объединили в единую сеть восемь радиотелескопов, разбросанных по разным континентам. Будь эта система оптическим телескопом, она позволила бы из Москвы читать газету, раскрытую во Владивостоке.
С помощью такого инструмента исследователи заглянули в сердцевину галактики М87. Изображение было настолько подробным, что впервые позволило разглядеть не только яркий диск вещества, падающего на черную дыру, но и саму виновницу торжества в его центре. Говоря точнее, астрономы увидели так называемую тень черной дыры, которая образуется из-за воздействия ее гравитации на фотоны. Если смотреть с Земли, их угловые размеры примерно одинаковы, и астрономы пытались разглядеть и запечатлеть оба эти объекта. Увы, наша родная черная дыра оказалось застенчивой, и получить ее изображение помешали облака пыли.
А вот фото ее «сестры» из соседней галактики облетело научно-популярные СМИ. Читайте также Можно ли уничтожить черную дыру? Парадоксы и перспективы Даже далекие от физики люди слышали, что существование черных дыр порождает парадоксы. При этом сам факт, что из-под гравитационного радиуса нет пути назад, не более парадоксален, чем банальные утверждения «человек смертен» или «прошлого не изменишь». На самом деле, парадоксы возникают не в самой теории Эйнштейна, а на стыке этой теории и квантовой механики.
Например, куда-то девается информация об угодивших в черную дыру материи и излучении, а квантовая механика такой потери не допускает. Алексей Старобинский реагирует на упоминание о парадоксах сдержанным смешком: «Если буквально, можно сказать, наивно применять аксиомы квантовой механики, то возможно прийти к выводу, что информация вроде бы должна сохраняться, а потому вокруг горизонта событий возникнет огненная стена — слой частиц с планковской то есть очень высокой энергией. Однако ничего подобного при слиянии черных дыр мы не наблюдаем. Мы не видим ни высокоэнергетичных частиц, ни незатухающего сигнала гравитационных волн после момента слияния. Я специально спрашивал об этом тех, кто участвует в экспериментах.
А вот некоторые теоретики все это видят, поскольку берут чужие экспериментальные данные, но не чувствуют, какой колоссальной работы над погрешностями измерений требует правильная обработка этих данных. Я бы сказал, что парадоксы возникают, только если квантовую механику применять к тому, что происходит вокруг черной дыры, мягко говоря, немножко тупо».
Астрофизики впервые показали изображение черной дыры
Тем самым, у челноков Рейнджер и Лендер были достаточно мощные двигатели, но возможно, что на топливе, загрязняющем окружающую среду. Поэтому, в начале фильма Рейнджер с грузом долетел до орбиты Земли на обычных разгонных блоках, тем самым, не тратя свое топливо на преодоление гравитации Земли и не загрязняя атмосферу. После стыковки со станцией Эндюранс и после полета через Кротовую нору, Рейнджер уже без лишнего груза спустился на планету Миллер, а после улетел с нее, воспользовавшись гравитацией самой Черной дыры. Во второй раз челнокам требовалось взлететь с планеты Манна, имеющей массу меньше, чем у Земли. Остальные перемещения в фильме совершались на космической станции Эндюранс.
Пятимерное пространство Один из самых зрелищных моментов фильма наступает после того, как Купер падет за горизонт событий Гаргантюа и оказывается в неком пятимерном пространстве. Наш мир, имеющий три пространственных координаты и одну временную, в этом пространстве называется браной, по аналогии с двухмерной мембраной в трехмерном измерении. Это пятимерное пространство-время было показано нам так, как его видит режиссер Крис Нолан. Потому что изобразить пятимерный мир на двухмерном экране невозможно в принципе.
Но это представление было поистине великолепным. Этот пятимерный мир «они» — люди будущего создали для Купера и замкнули его на комнате, чтобы Купер смог отправить своей дочери координаты НАСА и квантовые данные, собранные роботом ТАРС с той стороны черной дыры. Данные Купер передал с помощью гравитации, которая не зависит от пространства и времени, отправив их в двоичном коде на стрелку часов дочери. Эти данные в дальнейшем помогли Мерф решить уравнение гравитации, которое помогло бы связать различные теории в одну и помочь людям познать саму гравитацию.
После передачи данных, «они» отправили Купера в место недалеко от Сатурна в то время, в которое необходимо, чтобы его забрали и отвезли на станцию. Кротовые норы В теории существуют Кротовые норы червоточины — туннели в гиперпространстве, кратчайшим путем соединяющие искривленное пространство. На данный момент известны только такие норы, срок жизни которых меньше, чем требуется свету, чтобы пролететь из одного конца в другой. В фильме представлена Кротовая нора, существующая более 50 земных лет, через которую 12 исследователей и экипаж Эндюранс перемещались в другую галактику за очень малое время.
У довольно крупного Млечного пути ее масса оценивается в 4 млн солнц. А теперь представьте небольшую галактику NGC 1277 в 230 млн световых лет от нас. Наблюдения за движением звезд в ее центре показали, что они вращаются вокруг центра огромной массы. Масса дыры составляет невероятные 17 млрд солнц, а размеры вдесятеро больше диаметра орбиты Плутона.
Это приводит к мощному излучению, которое могут регистрировать обсерватории. Тем не менее температура самой экстремальной черной дыры равна нулю кельвинов не считая ненулевой температуры излучения Хокинга.
Для планеты черная дыра в этом случае может выступать в роли холодного светила. Сам гравитационный объект при этом, по мнению ученых, должен быть достаточно старым и не иметь в своих окрестностях обломков звезд и других небесных тел, которые бы угрожали существованию экзотической жизни на планете. По сравнению со старой и холодной черной дырой окружающее ее пространство имеет температуру 2,7 кельвина, отвечающую космическому микроволновому фоновому излучению. Чешские ученые подсчитали, что землеподобная планета, вращающаяся вокруг черной дыры, из-за разницы температур между гравитационным объектом и реликтовым излучением может извлекать около 900 ватт полезной мощности. Этого достаточно для поддержания жизни, но мало для ее зарождения. Как отмечает Ави Леб из Гарвардского университета, ранее температура реликтового излучения была выше, чем сейчас.
Например, спустя 15 миллионов лет после Большого взрыва она равнялась 300 кельвинам 27 градусам Цельсия. Этого достаточно для наличия на гипотетической планете жидкой воды и обеспечения ее 130 гигаваттами полезной мощности.
Зная массу и момент количества движения, можно теперь, пользуясь формулами ОТО, рассчитать все свойства, которыми должна обладать черная дыра. Наиболее интересны свойства ее поверхности, или горизонта — границы, из-за которой все, что падает в дыру, уже не может вернуться; границы, из-за которой не выбраться звездолету и даже любому виду излучения: радиоволнам, свету, рентгеновским или гамма-лучам. Поскольку эта дыра не вращается, ее горизонт имеет форму сферы, длина большой окружности которой при массе 10 Mслн составляет 185 км, что равно, например, периметру Лос-Анджелеса.
Эта величина ничтожна по сравнению с длиной вашей орбиты 1 млн км. И тем не менее в столь крошечный объем втиснута масса вдесятеро больше солнечной! Но насколько позволяют судить ваши наблюдения, она сотворена из вакуума — пустоты. Снаружи от горизонта вещества нет вовсе, если не считать атомов водорода, падающих в дыру из межзвездного пространства, и вашего корабля. И так как они никогда больше не появятся и не передадут никакой информации наружу, вы можете полагать в своих дальнейших расчетах, что они полностью исчезли из нашей Вселенной.
Единственное, что после них осталось,— сильное гравитационное притяжение, которое влияет на вашу орбиту так же, как и до коллапса, и которое на сфере с экватором длиной 185 км становится столь огромным, что преодолевает любое сопротивление и, тем самым, создает горизонт. Однако вас уже предупредили, что не следует доверять подобным вычислениям по двум причинам. Во-вторых, понятие диаметра имеет смысл лишь тогда, когда вы его можете измерить. Но чтобы измерить диаметр горизонта черной дыры, вам придется проникнуть внутрь него, а очутившись там, вы никогда не сможете вернуться в нашу Вселенную. Вам не удастся даже передать результаты своих измерений на Землю — сигналы не выйдут за горизонт из-за неумолимого тяготения.
Но тут же вы вспоминаете, что, хотя снаружи черная дыра чрезвычайно проста, о ее внутренности этого сказать нельзя. Хотя по массе и моменту количества движения черной дыры вы в состоянии вычислить все ее свойства снаружи, вы не можете ничего узнать о ее внутренности. Она может иметь неупорядоченную структуру и быть сильно несимметричной. Все это будет зависеть от деталей коллапса, в результате которого образовалась черная дыра, а также от особенностей последующего втягивания межзвездного водорода. Так что диаметр дыры просто нельзя рассчитать на основе той убогой информации, которая имеется в вашем распоряжении.
Получив эти результаты, вы можете исследовать окрестности горизонта черной дыры. Не желая рисковать человеческой жизнью, вы отправляете десятисантиметровый робот по имени R3D3 со встроенным передатчиком, который должен передать результаты своих исследований на корабль. Робот получает довольно простое задание: с помощью ракетного двигателя он должен сойти с круговой орбиты вашего звездолета и начать падать к черной дыре. Падая, R3D3 будет передавать на корабль информацию о состоянии своих электронных систем и о пройденном расстоянии. Для этого может быть использован ярко-зеленый луч лазера.
Вы рассчитываете принять лазерный сигнал, расшифровать его для определения состояния аппаратуры и пройденного расстояния, а также измерить цвет длину волны излучения. Вы знаете, что, хотя лазер все время испускает зеленый луч, вы будете видеть его все более красным по мере приближения робота к горизонту черной дыры. Отчасти излучение «покраснеет» за счет того, что ему придется затратить энергию на преодоление сильного гравитационного поля черной дыры, и отчасти — из-за доплеровского смещения, связанного с удалением источника излучения от вас. Измеряя «покраснение» лазерного излучения, вы сможете рассчитать скорость падения робота. Итак, эксперимент начинается.
R3D3 сходит с круговой орбиты и падает по радиальной траектории. Как только он начинает падать, вы пускаете часы, по которым фиксируется время прихода лазерных импульсов. По истечении 10 с вы получаете от него сообщение, что все системы функционируют нормально и он уже опустился на 2600 км. Здесь и далее прим. Теперь вы должны быть предельно внимательны.
Следующие несколько секунд окажутся решающими, поэтому вы включаете высокоскоростную регистрирующую систему для детальной записи всех приходящих сведений. Через 61 с R3D3 сообщает, что все системы пока функционируют нормально, горизонт — на расстоянии 8000 км и приближается со скоростью 15 тыс. Проходит 61,6 с. Еще все в порядке, до горизонта осталось 2000 км, скорость — 30 тыс. А затем, в течение следующей 0,1 с вы с изумлением замечаете, что излучение из зеленого становится красным, инфракрасным, микроволновым, затем приходят радиоволны и наконец все исчезает.
Через 61,7 с все кончено — лазерный луч пропал. R3D3 достиг скорости света и исчез за горизонтом. По мере того как возбуждение спадает и вы подавляете налет сожаления по поводу участи робота, ваше внимание вновь обращается к записанным данным. В них зафиксированы подробности изменения окраски лазерного излучения. Вы знаете, что свет представляет собой колебания электромагнитного поля и что каждый цвет характеризуется своей собственной длиной волны.
Там, в записях — история этого удлинения. Из них следует, что пока R3D3 падал, длина волны принимаемого вами излучения сначала менялась очень медленно, а затем все быстрее и быстрее. Следует предположить, однако, что длина волны продолжала все так же удваиваться и после этого, так что после огромного числа удвоений длина волны стала бесконечной и возле горизонта все еще испускались чрезвычайно слабые и длинноволновые сигналы. Означает ли это, что R3D3 так и не пересек горизонт и никогда не сможет сделать этого? Вовсе нет.
Эти последние сигналы с многократно удваивавшейся длиной волны будут бесконечно долго «выбираться» из «тисков» гравитационного поля черной дыры. Но слабые сигналы от него будут продолжать приходить, поскольку время их пребывания в пути оказалось бесконечно велико. Они — следы далекого прошлого. Подчеркнем, что реализовать такую систему отсчета на самом горизонте и внутри него невозможно. Поэтому никаких нарушений принципа причинности, конечно, не происходит.
После многочасового изучения данных, полученных от робота, и продолжительного сна, необходимого для восстановления сил, вы приступаете к следующему этапу исследований. На этот раз вы решаете самостоятельно обследовать окрестности горизонта событий, правда, рассчитываете сделать это с большей предосторожностью, чем ваш посланник: вместо свободного падения к горизонту, вы собираетесь снижаться постепенно. Попрощавшись с командой, вы влезаете в спускаемый аппарат и покидаете корабль, оставаясь сначала на той же круговой орбите. Затем, включая ракетный двигатель, слегка тормозите, чтобы замедлить свое орбитальное движение. При этом вы начинаете по спирали приближаться к горизонту, переходя с одной круговой орбиты на другую.
Ваша цель — выйти на круговую орбиту с периметром, слегка превышающим длину горизонта. Поскольку вы движетесь по спирали, длина вашей орбиты постепенно сокращается: от 1 млн км до 500 тыс. Находясь в состоянии невесомости, вы подвешены в своем аппарате, предположим, ногами — к черной дыре, а головой — к орбите вашего корабля и звездам. Но постепенно вы начинаете ощущать, что кто-то тянет вас за ноги вниз и вверх — за голову. Вы соображаете, что причина — притяжение черной дыры: ноги ближе к дыре, чем голова, поэтому они притягиваются сильнее.
То же самое справедливо, конечно, и на Земле, но разница в притяжении ног и головы там ничтожна — меньше 10—6, так что никто этого не замечает. Двигаясь же по орбите длиной 80 тыс. Несколько озадаченный вы продолжаете движение по закручивающейся спирали, но удивление быстро сменяется беспокойством: по мере уменьшения размеров орбиты, силы, растягивающие вас, будут нарастать все стремительнее. При длине орбиты 64 тыс. Скрипя зубами от натуги, вы продолжаете движение по спирали.
При длине орбиты 25 тыс. Больше вы не в состоянии выдержать в вертикальном положении. Пытаетесь решить эту проблему, свернувшись калачиком и подтянув ноги к голове, уменьшив тем самым разность сил. Но они уже настолько велики, что не дадут вам согнуться — снова вытянут вертикально вдоль радиального по отношению к черной дыре направления. Что бы вы ни предпринимали, ничто не поможет.
И если движение по спирали будет продолжаться, ваше тело не выдержит — его разорвет на части. Итак, достичь окрестности горизонта нет никакой надежды... Разбитый, преодолевая чудовищную боль, вы прекращаете свой спуск и переводите аппарат сначала на круговую орбиту, а затем начинаете осторожно и медленно двигаться по расширяющейся спирали, переходя на круговые орбиты все большего размера, пока не доберетесь до звездолета. В изнеможении добравшись до капитанской рубки, вы изливаете свои беды бортовому компьютеру. Вам рассказывали о растяжении в направлении от головы к ногам в процессе подготовки к полету.
Это ведь те же самые силы, что вызывают океанские приливы на Земле». Но почему же робот R3D3 оказался столь стойким к действию приливных сил? Вы догадываетесь, что это произошло по двум причинам: он был изготовлен из сверхпрочного титанового сплава и имел размеры, значительно меньшие, чем ваши. Его высота, помнится, равнялась 10 см и, стало быть, приливная сила, действующая на него, была, соответственно, гораздо слабее. Но затем вы приходите к неутешительному выводу: даже проткнув горизонт, R3D3 должен был продолжать падать в область со все возрастающими приливными силами.
Вы вспоминаете, что еще в 1965 г. Пенроуз использовал законы ОТО Эйнштейна для доказательства того, что такая сингулярность «проживает» внутри любой черной дыры, а в 1969 г. Лившицем, И. Халатниковым и В. Это были «золотые годы» теоретических исследований черных дыр.
Но одна ключевая особенность их поведения ускользнула тогда от физиков, они лишь догадывались о ней. И только гораздо позже, в 2013 г. Чтобы изучить сингулярность, наблюдатель не только вынужден погибнуть — ему даже не удастся накопленный столь дорогой ценой опыт передать обратно, во внешнюю часть Вселенной. Не желая платить столь высокую цену за личное знакомство с сингулярностью, вы решаете ограничиться исследованием окрестностей черных дыр. К счастью, вы припоминаете что большое разнообразие явлений может наблюдаться и снаружи от черной дыры, в непосредственной близости от ее горизонта.
Гаргантюа черная дыра обои - 65 фото
Чёрная дыра Гаргантюа – это фантазия создателей «Интерстеллара», которая во многом соответствует реальным космическим объектам. Группа международных астрономов, используя космический телескоп Gaia, обнаружила огромную черную дыру, расположенную относительно недалеко от Земли. Поздравления. ДТП. Новости. Сериалы. Существует ли чёрная дыра Гаргантюа | Астрономия для начинающих | Федор Бережков. Гаргантюа — сверхмассивная вращающаяся чёрная дыра с аккреционным диском. Обои 3840x2160 черная дыра, Гаргантюа, темный. Скачать.
Обед Гаргантюа
- Как поставить видео обои для Wallpaper Engine
- Путешествие сквозь черную дыру
- Даже прическу не помнет?
- Путешествие среди чёрных дыр
Гаргантюа: самая большая Солнечная система во Вселенной
Сверхмассивная чёрная дыра или плохо сфотографированный глазированный пончик Krispy Kreme? Изучив орбитальное вращение этого «бублика», вы определяете массу черной дыры – 2·109 Mслн, т.е. примерно в тысячу раз меньше, чем масса Гаргантюа, но гораздо больше массы любой черной дыры в Млечном Пути. Черная дыра Гаргантюа — это огромный астрономический объект, который находится в центре галактики M87 в созвездии Девы. Живые обои «Космическая черная дыра, туманный круг». По данным ЕКА, две черные дыры — Gaia BH1 и Gaia BH2 — являются ближайшими к Земле из всех обнаруженных до сих пор. Эти уравнения описывали траектории лучей света, исходящих из далекой звезды, проникающих через искривленные пространство и время Гаргантюа, достигающих камеры и учитывающих даже само движение камеры вокруг черной дыры.
«Интерстеллар» с точки зрения науки
Для начала небольшое введение для тех, кто имеет смутные представления об этих странных космических телах. Черные дыры — это объекты, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна. Они имеют столь огромную массу, что ни свет, ни материя не способны вырваться за пределы гравитационного влияния. А граница, за которую уже ничто не способно выбраться, называется горизонт событий. Вчера ученые продемонстрировали изображение этого феномена — не фотографию, а реконструированное изображение "тени", которую черная дыра отбрасывает на свет, находящийся по другую сторону. Представленная черная дыра выглядит почти так, как и ожидали ученые, полагаясь на теорию относительности.
Слева — изображение черной дыры в центре M87. В центре — изображение, полученное путем симуляции, справа — размытое изображение симуляции для соответствия разрешению телескопа. Однако обычные люди, складывающие впечатления о черных дырах на основе фильмов, могли ожидать что-то подобное кадру из "Интерстеллар": Однако в действительности разница не столь большая, как кажется.
Поэтому мысль о том, что любое тело разорвёт ещё до подхода к чёрной дыре, является заблуждением. Получается, теоретически можно допустить путешествие человека вглубь чёрной дыры, о чём было рассказано выше.
Самым интересным является то, что размер чёрной дыры с массой наблюдаемой Вселенной в разы меньше размера самой Вселенной. Собственно, тут стоит вспомнить, оговоренную ранее разновидность горизонта событий, как завесу, окутывающую нашу наблюдаемую Вселенную. То есть, то, что, находится за горизонтом событий Вселенной, скрыто от наблюдателя подобно звездолёту, находящемуся в чёрной дыре. Вселенский горизонт событий Горизонт Вселенной и сфера Хаббла Горизонт событий наблюдаемой Вселенной является одним из трёх параметров, характеризующих её границы. Кроме него также существует сфера Хаббла и горизонт частиц.
Радиус сферы Хаббла равен расстоянию, который прошёл свет за время жизни Вселенной — то есть около 14 млрд. Однако, в силу того, что наша Вселенная не статична, сфера Хаббла не является её границей. Реальную границу характеризует горизонт частиц, который учитывает расширение Вселенной. Радиус горизонта частиц примерно в три раза больше горизонта сферы Хаббла. Он равен фактическому расстоянию, который преодолел самый далёкий объект, успевший испустить свет до наблюдателя.
Горизонт событий несколько отличен от горизонта частиц. Он отсеивает от нас те события в нашей Вселенной, о которых мы не узнаем никогда. Его радиус на несколько миллиардов световых лет больше радиуса сферы Хаббла. Все эти три параметра непосредственно зависят от самого наблюдателя. В этом и состоит одно из отличий горизонта событий чёрной дыры от горизонта событий Вселенной.
То есть, горизонт событий чёрной дыры не зависит от местоположения различных наблюдателей. Напротив, каждый наблюдатель, в зависимости от своего местоположения, будет видеть границу Вселенной по-своему. Это похоже на то, как будет различаться горизонт с разных точек поверхности планеты. Горизонт Риндлера Горизонт событий также существует для наблюдателя, который находится в состоянии релятивистски равноускоренного движения. Такое тело будут сопровождать два горизонта, которые во многом схожи с горизонтом чёрных дыр.
К примеру, этот горизонт будет также обладать излучением, аналогичному излучению испаряющихся чёрных дыр. Этот горизонт также называется горизонтом Риндлера. Он назван в честь его первооткрывателя Вольфганта Риндлера, который, к слову, придумал сам термин «горизонт событий».
Иногда звезда обращается вокруг чёрной дыры на таком расстоянии, где приливные силы не так сильны, чтобы полностью разорвать звезду, но они всё равно стягивают с неё газ и материал. Звезда продолжает обращаться вокруг чёрной дыры до тех пор, пока не теряет слишком много газа и материала, и наконец истощается. Swift J0230 — одно из таких событий. Прибор заметил яркую вспышку света в галактике, расположенной на расстоянии 500 млн световых лет от Земли в созвездии Треугольника. После первого наблюдения вспышки XRT продолжал наблюдать галактику и зафиксировал ещё девять дополнительных вспышек, которые происходили каждые несколько недель.
А граница, за которую уже ничто не способно выбраться, называется горизонт событий. Вчера ученые продемонстрировали изображение этого феномена — не фотографию, а реконструированное изображение "тени", которую черная дыра отбрасывает на свет, находящийся по другую сторону. Представленная черная дыра выглядит почти так, как и ожидали ученые, полагаясь на теорию относительности.
Слева — изображение черной дыры в центре M87. В центре — изображение, полученное путем симуляции, справа — размытое изображение симуляции для соответствия разрешению телескопа. Однако обычные люди, складывающие впечатления о черных дырах на основе фильмов, могли ожидать что-то подобное кадру из "Интерстеллар": Однако в действительности разница не столь большая, как кажется.
Изображение, представленное в "Интерстеллар", почти корректно. Главное отличие в том, что вокруг центра вымышленной черной дыры находится полоса материи, которой нет на M87. Причина в том, что мы наблюдаем за объектом со стороны одного из полюсов, а не с экваториальной части.
Черные дыры. Kак умирают чёрные дыры?
По расчетам, черная дыра в тысячи раз больше, чем в Млечном пути, и насчитывает не 0,1% от массы балджа галактики, а все 59%. Почему в случае невращающейся черной дыры (рис. 8.4) кажется, что вторичные изображения звезд возникают из-за тени черной дыры, огибают ее и возвращаются обратно к тени, а не циркулируют вдоль замкнутых кривых, как в случае Гаргантюа (рис. 8.5)? Помните, как черная дыра Гаргантюа искривляет лучи света, искажая вид звездного неба? Фото: Ton 618 черная дыра.
Космические хот-доги
- Гаргантюа черная дыра - 85 фото
- Что даст человечеству изучение процесса добычи энергии от черных дыр?
- Что не так с «Интерстелларом» — взгляд физика
- Ученые: Использовать черные дыры для космических путешествий можно, но только осторожно
- Существует ли чёрная дыра Гаргантюа | Астрономия для начинающих | Федор Бережков
- Фильм «Интерстеллар» секрет концовки раскрыли спустя 9 лет |