Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Informacja może uciec z czarnej dziury?

Recommended Posts

Wbrew obecnie panującym poglądom, mówiącym, że z czarnej dziury nic nie może uciec, profesor Samuel Braunstein i doktor Manas Patra z brytyjskiego University of York twierdzą, iż informacja może wydostać się z czarnej dziury. Jeśli uzyskane przez nich wyniki są prawidłowe, może to mieć bardzo daleko idące konsekwencje. Może to bowiem oznaczać, że grawitacja nie jest fundamentalną siłą natury.

Do uzyskania naszych wyników nie potrzebowaliśmy szczegółowych danych dotyczących geometrii zakrzywienia przestrzeni przez czarną dziurę. To wspiera niedawno zaprezentowaną teorię, że czas, przestrzeń i sama grawitacja są właściwościami czegoś innego, głębszego, leżącego u ich źródeł. W naszej pracy lekko zmodyfikowaliśmy tę propozycję uznając, że teoria o kwantowej informacji jest prawdopodobnym źródłem teorii grawitacji - mówi Braunstein.

Obaj naukowcy wykorzystali mechanikę kwantową, jednak wielu uczonych wątpi, czy bez odwoływania się do grawitacji można wyjaśnić parowanie czarnych dziur.

Nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że udowodniliśmy możliwość ucieczki z czarnej dziury. Jednak taka jest najbardziej prawdopodobna interpretacja uzyskanych przez nas wyników, a te wskazują, że teoria o kwantowej informacji będzie odgrywała kluczową rolę w przyszłej teorii czarnych dziur, łączącej mechanikę kwantową z grawitacją - dodaje Patra.

Szczegółowy opis rozważań obu naukowców został opublikowany w artykule pt. „Black hole evaporation rates without spacetime" w najnowszym numerze Physical Review Letters.

Share this post


Link to post
Share on other sites

http://arxiv.org/pdf/1102.2326v2

 

Prawdę mówiąc nic nowego. Susskind w nieco innej postaci przedstawił parowanie czarnych dziur opisując ich metrykę już 2 lata temu, sama idea sięga zaś lat 90-tych. Gwoli wyjaśnienia i ostudzenia zapału miłośników sci-fi, informacja nie wydostaje się w ramach tej samej przestrzeni, z której została wchłonięta.

Share this post


Link to post
Share on other sites

"Czegoś głębszego, czegoś u źródeł"

Brzmi jak romantyczna fantastyka :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

E tam, żadna "romantyczna fantastyka". Chodzi pewnie o wielką unifikację lub "teorię wszystkiego" czyli znalezienie praw pozwalających opisać wszystkie obserwowane zjawiska.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Polsko-niemiecki zespół naukowy zaobserwował niedawno grupę gwiazd najbliższych czarnej dziurze w Drodze Mlecznej i stwierdził, że znajduje się wśród nich najszybsza znana nam gwiazda.  Niektóre z badanych gwiazd znajdują się wewnątrz orbity gwiazdy S2, która jeszcze do niedawna była uważana za najbliższą czarnej dziurze w Drodze Mlecznej.
      Czarna dziura znajdująca się w centrum naszej galaktyki nosi nazwę Sagittarius A* (Sgr A*), dlatego też pobliskim jej gwiazdom nadano nazwy od S4711 do S4715. Gwiazdy te badał Michał Zajączek z Centrum Fizyki Teoretycznej w Warszawie we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Kolonii i Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka.
      Z grupy tej najbardziej interesujące okazały się S4711 oraz S4714. Badania wykazały, że S4711 ma masę 2,2 mas Słońca i okrąża czarną dziurę w ciągu zaledwie 7,6 roku i zbliża się do niej na odległość zaledwie 143,7 (± 18,8) jednostek astronomicznych. Jest więc gwiazdą o najkrótszym okresie orbitalnym i najmniejszej średniej odległości do Sgr A*.
      Z kolei S4714 jest najszybszą znaną nam gwiazdą. Co prawda okrąża ona czarną dziurę w ciągu 12 lat, jednak jej orbita jest eliptyczna, dzięki czemu przez dłuższy czas jest poddawana większemu oddziaływaniu ze strony Sgr A*. Z przeprowadzonych badań wynika, że S4714 zbliża się do Sgr A* na odległość zaledwie 12,6 j.a. (± 9,3 j.a.). W takiej odległości osiąga gigantyczną prędkość 23 928 km/s (± 8840 km/s), co stanowi aż 8% prędkości światła.
      Szczegóły badań opublikowano w artykule S62 and S4711: Indications of a population of faint fast moving stars inside the S2 orbitS4711 on a 7.6 year orbit around Sgr A*.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czarnych dziur nie możemy bezpośrednio obserwować. Widzimy jednak gaz i pył, które świecą, gdy są przez nie wchłaniane. Wciągana do czarnej dziury materia wiruje na podobieństwo wody wpływającej do dziury, a nad i pod dziurą pojawia się tzw. korona, zbudowana z jasno świecącego ultragorącego gazu. Przed dwoma laty astronomowie ze zdumieniem zaobserwowali, że korona czarnej dziury w galaktyce 1ES 1927+654 szybko zniknęła, a później równie szybko jest pojawiła.
      Korony czarnych dziur mogą zmieniać jasność nawet 100-krotnie. Jednak w naszym przypadku doszło do bezprecedensowego wydarzenia. W ciągu zaledwie 40 dni jasność korony zmniejszyła się 10 000 razy. Niemal natychmiast korona zaczęła świecić coraz mocniej i po kolejnych 100 dniach jej blask był 20-krotniej silniejszy niż przed przygasaniem.
      Jako, że blask korony jest bezpośrednio związany z materią wchłanianą przez czarną dziurę, zaobserwowane zjawisko świadczyło o tym, że źródło materii zostało odcięte. Jednak co mogło być przyczyną tak spektakularnego wydarzenia?
      Międzynarodowy zespół astronomów z Izraela, USA, Wielkiej Brytanii, Chin, Kanady i Chile uważa, że przyczyną czasowego zniszczenia korony była zabłąkana gwiazda. Znalazła się ona zbyt blisko czarnej dziury i została rozerwana przez siły pływowe. Jej szybko poruszające się szczątki mogły spaść na dysk gazu otaczającego dziurę i chwilowo go rozproszyć.
      Zwykle nie obserwujemy tak dużych zmian w dysku akrecyjnym czarnej dziury, mówi główny autor badań, profesor Claudio Ricci z chilijskiego Uniwersytetu im. Diego Portalesa. To było tak dziwne, że początkowo sądziliśmy, iż coś jest nie tak z naszymi danymi. Gdy stwierdziliśmy, że są one prawidłowe, poczuliśmy dużą ekscytację. Nie mieliśmy jednak pojęcia, z czym mamy do czynienie. NIkt, z kim rozmawialiśmy, nie obserwował wcześniej takiego zjawiska.
      Hipotezę o rozerwanej gwieździe wzmacnia fakt, że kilka miesięcy przed zniknięciem korony zauważono, że dysk akrecyjny badanej czarnej dziury nagle pojaśniał w paśmie widzialnym. Być może był to wynik pierwszego zderzenia z resztkami gwiazdy.
      Najnowsze odkrycie jest również o tyle cenne, że naukowcy mogli całe zjawisko obserwować w czasie rzeczywistym. Oczywiście uwzględniając fakt, że galaktyka 1ES 1927+654 znajduje się w odległości 300 milionów lat świetlnych od Ziemi. Kiedy bowiem obserwatoria doniosły o pojaśnieniu dysku akrecyjnego zespół Ricciego zaczął obserwować czarną dziurę za pomocą kilku narzędzi. Wykorzystano teleskop NICER znajdujący się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Neil Gehrels Swift Observatory, NuSTAR oraz XMM-Newton. Wszystkie one zapewniały ciągły napływ danych przez wiele miesięcy, co pozwoliło na obserwowanie zniknięcia i pojawienia się korony.
      Autorzy badań nie wykluczają, że mogą istnieć inne wyjaśnienia obserwowanego zjawiska. Podkreślają, że jedną z wyróżniających się cech tego, co obserwowali był fakt, że spadek jasności korony nie był liniowy. Zmiany zachodziły w różnym tempie, czasami jasność korony spadała 100-krotnie w czasie zaledwie 8 godzin. Wiadomo, że korony czarnych dziur mogą tak bardzo zmieniać jasność, jednak w znacznie dłuższym czasie. Tak dramatyczne skoki, do których dochodziło całymi miesiącami, to coś niezwykłego.
      Te dane wciąż stanowią zagadkę. Ale to niezwykle ekscytujące, gdyż oznacza, że uczymy się czegoś nowego o wszechświecie. Sądzimy, że hipoteza o gwieździe jest dobra, ale wiemy, że jeszcze przez długi czas będziemy to analizowali, mówi współautor badań profesor Erin Kara z MIT.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak się okazuje, do rozwoju wielkich cywilizacji ludzkości potrzebny był nie tylko miecz i pług, ale również pióro. Autorzy najnowszej analizy dowodzą, że o być albo nie być protopaństw i pierwszych cywilizacji decydowała technologia informacyjna.
      Analiza danych zgromadzonych w ramach projektu „Seshat: Global History Databank” dowodzi, że na pewnym etapie rozwoju rodzące się państwa napotykały wąskie gardło w postaci konieczności wymiany informacji. Te, które sobie z tym poradziły, mogły rozwijać się dalej.
      Jaeweon Shin z Rice University, Michael Holton Price, David Wolpert, Hajime Shimao i Brendan Tracey z Santa Fe Institute oraz Timothy Kohler z Washington State University dowodzą, że każda cywilizacja rozwijała się w trzech etapach.
      Na początkowym etapie rozwój protopaństwa napędzany był samym wzrostem liczby ludności. Osiadły tryb życia, udomowienie roślin i zwierząt pojawiły się niezależnie w wielu miejscach na Ziemi. W wielu społeczeństwach doszło też do znacznej zmiany mobilności ich członków. Wraz z pojawianiem się nadwyżek żywności, przekazywaniem zgromadzonych dóbr kolejnym pokoleniom rosły nierówności, pojawiały się i umacniały ośrodki władzy.
      Powstawały protopaństwa, a wzrost ich siły był napędzany wzrostem liczby ludności. Niemal wszędzie obserwuje się występowanie takich powiązanych ze sobą zjawisk jak wzrost produkcji rolnej, wzrost liczby ludności, pojawianie się zaczątków miast, rozwój hierarchii politycznej i coraz większe nierówności majątkowe. Na wszystkich kontynentach gdzie pojawiło się rolnictwo zauważalny jest wysoki stopień podobieństwa zarówno w sposobie formowania się społeczności ludzkich, od niewielkich grup łowców-zbieraczy po ostatnią znaną nam formę czyli wielkie społeczeństwa miejskie.
      Naukowcy chcieli sprawdzić, co powoduje, że społeczeństwa rozwijają się w tak bardzo podobny sposób. W tym celu wzięli na warsztat bazę Seshat. To ambitny projekt, w którym pod uwagę branych jest ponad 1500 zmiennych, za pomocą których opisano ponad 400 społeczeństw z 6 kontynentów na przestrzeni ostatnich 10 000 lat historii.
      Na podstawie wykonanej analizy autorzy badań doszli do wniosku, że po początkowej pierwszej fazie rozwoju protopaństw wzrost liczby ludności przestaje wystarczać i pojawia się wąskie gardło. Jest nim konieczność opracowania efektywnego systemu wymiany informacji i przeprowadzania transakcji handlowych. Istnieje bardzo silny związek pomiędzy sposobem, w jaki społeczeństwa przetwarzają informacją, a tym, jak duże mogą się stać. Wydaje się, że wcześnie dokonany postęp w przetwarzaniu informacji, a zatem np. pojawienie się pisma czy pieniądze, był dla rozwoju tamtych społeczeństw równie ważny, jak dla nas ważny jest dzisiaj internet, mówi Tim Kohler. Dopiero, gdy w takim protopaństwie pojawi się pismo i pieniądz, społeczeństwo może nadal się rozwijać i przejść do fazy trzeciej.
      Nasze analizy wykazały, że starożytne cywilizacje, po osiągnięciu pewnej wielkości, natykały się na informacyjne wąskie gardło. To punkt zwrotny naszej skali rozwoju społeczeństw. Bardzo rzadko zdarzało się, by bez pisma lub pieniądza, mogły nadal się rozwijać. Jednak tam, gdzie dokonano tych wynalazków, narodziły się wielkie imperia, dodaje Kohler.
      Badania Kohlera i jego kolegów dostarczają też możliwego wyjaśnienia różnic technologicznych, jakie widzimy pomiędzy cywilizacjami Starego i Nowego Świata. Ich praca dowodzi bowiem, że bardzo mało cywilizacji obu Ameryk było w stanie dotrzeć do punktu zwrotnego. W związku z tym istniała tam mniejsza presja na rozwój pisma i innych form informacji, które przyniosły postęp technologiczny w Europie i Azji.
      Jednym z głównych powodów, dla których cywilizacje Ameryki nigdy nie osiągnęły punktu zwrotnego był brak koni, wołów i innych dużych zwierząt zdolnych do przenoszenia ludzi i ładunków. Takie zwierzęta pozwalały na powstanie nadwyżek żywności, ułatwiały handel i umożliwiały ekspansję imperiów w Azji i Europie, dodaje Kohler.
      Naukowcy mają nadzieję, że analiza bazy Seshat da też odpowiedź na inne interesujące pytania, jak np. dlaczego niektóre cywilizacje upadły, mimo że nie widać żadnych zewnętrznych przyczyn ich porażki. Mamy nadzieję, że z czasem, gdy do Seshat będzie trafiało coraz więcej danych, uda nam się odpowiedzieć na tego typu pytania, mówi Kohler.
      Obecnie posiadamy nowe niezwykłe możliwości przechowywania i przetwarzania danych. Większe niż kiedykolwiek wcześniej. Czy to oznacza, że przed nami nowy etap rozwoju ludzkiej cywilizacji? A jeśli tak, to jak będzie on wyglądał, zastanawia się uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie odkryli czarną dziurę, która – jak się wydaje – przyczynia się do powstawania gwiazd w odległych od niej galaktykach. Jeśli odkrycie się potwierdzi, będzie to oznaczało, że zaobserwowano czarną dziurę rozpalającą gwiazdy w największej znanej nam odległości. Naukowcy z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki informują o czarnej dziurze, która powoduje powstawanie gwiazd w odległości miliona lat świetlnych od siebie.
      Po raz pierwszy obserwuję pojedynczą czarną dziurę, która powoduje powstawanie gwiazd w więcej niż jednej galaktyce. To fascynujące, że czarna dziura z jednej galaktyki może decydować o tym, co dzieje się w galaktykach oddalonych od niej o miliony bilionów kilometrów, mówi Roberto Gilli, główny autor badań.
      Włosi obserwowali supermasywną czarną dziurę znajdującą się w galaktyce oddalonej o 9,9 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Sąsiaduje ona z co najmniej 7 innymi galaktykami.
      Już wcześniej naukowcy zaobserwowali dżet wysokoenergetycznych cząstek o długości około miliona lat świetlnych. Jego źródłem jest obserwowana czarna dziura. Włosi odkryli, że jeden z końców strugi otoczony jest gigantycznym bąblem gorącego gazu podgrzewanego wskutek interakcji wysokoenergetycznych cząstek z otaczającą materią. Uczeni sądzą, że rozszerzający się bąbel, przechodząc przez sąsiadujące galaktyki, może wytwarzać falę uderzeniową, która kompresuje zimny gaz i powoduje powstawanie gwiazd. Wszystkie objęte bąblem galaktyki znajdują się w odległości około 400 000 lat świetlnych od jego centrum.
      Naukowcy obliczają, że tempo formowania się gwiazd w tych galaktykach jest od 2 do 5 razy szybsze niż w podobnych im galaktykach znajdujących się w tej samej odległości od Ziemi.
      Znamy historię króla Midasa, który dotykiem zamieniał wszystko w złoto. Tutaj mamy przypadek czarnej dziury, która zamienia gaz w gwiazdy, a jej zasięg jest międzygalaktyczny, mówi współautor badań, Marco Mignoli.
      To wyjątkowe obserwacje. Dotychczas bowiem znajdowano czarne dziury, które zwiększały tempo formowania się gwiazd o 30% i oddziaływały na galaktyki znajdujące się w odległości nie większej niż 50 000 lat świetlnych od ich rodzimej galaktyki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie obserwują ostatnie etapy łączenia się trzech supermasywnych czarnych dziur. Krążą one wokół siebie w centrum trzech galaktyk, do połączenia których dochodzi w odległości około miliarda lat świetlnych od Ziemi. Niezwykły taniec czarnych dziur specjaliści zauważyli wewnątrz obiektu SDSS J084905.51+111447.2.
      Obserwowaliśmy parę czarnych dziur, a gdy użyliśmy kolejnych technik [obrazowania rentgenowskiego o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, obrazowania w bliskiej podczerwieni oraz spektroskopii optycznej – red.] znaleźliśmy ten niezwykły system, mówi główny autor badań, Ryan Pfeifle z George Mason University. Mamy tutaj najsilniejsze z dostępnych dowodów na istnienie systemu trzech aktywnych supermasywnych czarnych dziur.
      Badania wspomnianego systemu rozpoczęły się od jego obrazowania w świetle widzialnym za pomocą teleskopu Sloan Digital Sky Survey (SDSS) w Nowym Meksyku. Dane udostępniono w społecznościowym projekcie Galaxy Zoo, którego użytkownicy oznaczyli SDSS J084905.51+111447.2 jako miejsce, w którym właśnie dochodzi do łączenia się czarnych dziur. Naukowcy przeanalizowali więc dane zebrana przez teleskop kosmiczny Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Pracuje on w podczerwieni i jeśli rzeczywiście w galaktyce dochodzi do łączenia się czarnych dziur, to powinien on zaobserwować co najmniej dwa źródła gwałtownego pochłaniania materii. Kolejne obserwacje potwierdziły podejrzenia. Chandra X-ray Observatory wykrył istnienie silnych źródeł promieniowania X, co wskazuje, że czarne dziury pochłaniają tam duże ilości pyłu i gazu. Podobne dowody zdobył Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Kolejne obrazowanie w świetle widzialnym przeprowadzone za pomocą SDSS i Large Binocular Telescope potwierdziły obecność trzech aktywnych czarnych dziur.
      Dzięki użyciu wielu instrumentów opracowaliśmy nową technikę identyfikowania potrójnych układów supermasywnych czarnych dziur. Każdy z tych teleskopów dostarczył nam nieco innych informacji o tym, co się tam dzieje. Mamy nadzieję, że za pomocą tej techniki znajdziemy więcej układów potrójnych, mówi Pfeifle.
      Naukowcy stwierdzili, że odległość pomiędzy każdą z czarnych dziur, a jej sąsiadami wynosi od 10 do 30 tysięcy lat świetlnych. Będzie ona malała, gdyż galaktyki, do których należą te dziury, łączą się, więc i czarne dziury są skazane na połączenie.
      Dzięki wykryciu przez LIGO fal grawitacyjnych pochodzących z łączenia się czarnych dziur, wiemy co nieco o tym, jak przebiega taki proces. Jednak łączenie się układu potrójnego wygląda prawdopodobnie nieco inaczej. Specjaliści podejrzewają, że obecność trzeciej dziury powoduje, iż dwie pierwsze łączą się znacznie szybciej.
      Istnienie układu potrójnego może pozwolić też na wyjaśnienie teoretycznego „problemu ostatniego parseka”. Gdy dochodzi do połączenia dwóch galaktyk ich czarne dziury nie zderzają się czołowo, ale powinny minąć się po orbicie hiperbolicznej. Musi istnieć mechanizm, który spowoduje, że zbliżą się do siebie. Najważniejszym takim mechanizmem jest dynamiczne tarcie. Gdy czarna dziura zbliża się do gwiazdy, gwiazda jest przyspieszana, a czarna dziura spowalniana. Mechanizm ten spowalnia czarne dziury na tyle, że tworzą powiązany ze sobą układ podwójny. Dynamiczne tarcie nadal działa, dziury zbliżają się do siebie na odległość kilku parseków. Jednak proces krążenia czarnych dziur wokół siebie powoduje, że w pobliżu zaczyna brakować materii. W końcu jest jej tak mało, że jej oddziaływanie nie wystarczy, by dziury się połączyły.
      Ostatecznie do połączenia się czarnych dziur mogłyby doprowadzić fale grawitacyjne, ale ich oddziaływanie ma znaczenie dopiero, gdy dziury zbliżą się do siebie na odległość 0,01–0,001 parseka. Wiemy jednak, że czarne dziury się łączą, pozostaje więc pytanie, co rozwiązuje problem ostatniego parseka, czyli co powoduje, że zbliżą się do siebie na tyle, iż utworzą jedną czarną dziurę. Obecność trzeciej czarnej dziury wyjaśniałaby, jaka siła powoduje, że czarne dziury się łączą.
      Nie można też wykluczyć, że w układach potrójnych dochodzi nie tylko do połączenia się dwóch czarnych dziur, ale i do wyrzucenia trzeciej z nich w przestrzeń kosmiczną.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...