Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Niezwykła czarna dziura

Recommended Posts

Astronomowie z University of Texas zaobserwowali najbardziej masywną i niezwykłą ze znanych nam czarnych dziur. Obiekt znajdujący się w galaktyce NGC 1277 ma masę 17 miliardów raza większą niż masa Słońca. Czarna dziura stanowi aż 14% masy swojej galaktyki. Zwykle masa czarnej dziury to 0,1% masy galaktyki.

NGC 1277 znajduje się w odległości 220 milionów lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Perseusza. Jej rozmiary i masa są 10-krotnie mniejsze od Drogi Mlecznej. A mimo to galaktyka posiada czarną dziurę, której średnica jest ponad 11-krotnie większa niż średnica orbity Neptuna.

To naprawdę dziwna galaktyka. To niemal jedna wielka czarna dziura. Być może to pierwszy obiekt z nowej klasy systemów czarna dziura-galaktyka - mówi Karl Gebhardt z University of Texas.

Obecnie istnieją trzy różne teorie wyjaśniające związek pomiędzy masą czarnej dziury a właściowościami jej galaktyki. Naukowcy nie potrafią stwierdzić, która z nich jest najlepsza, gdyż dysponują zbyt małą ilością danych. Obecnie znamy masy mniej niż 100 czarnych dziur.

Uczeni z Teksasu, próbując rozstrzygnąć ten problem, postanowili przyjrzeć się galaktykom w pobliskim wszechświecie. W NGC 1277, która została wcześniej sfotografowana przez Teleskop Hubble'a, odkryli niezwykła czarną dziurę.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No i właśnie przypomniał mi się jeden śmieszny fakt na temat supermasywnych czarnych dziur...

 

Mamy jej średnicę, i mamy masę... policzmy więc jej średnią gęstość :)

Kto się podejmie sprawdzić jakie śmieszne liczby wyjdą?

 

Od razu zaznaczam, że chcemy mieć kg/m^3, tylko nie pomylcie się przy konwersji jednostek (1km^3 = 1 000 000 000m^3)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Spodziewałem się z 1000 razy więcej, ale to najprawdopodobniej prawidłowy wynik...

Ktoś pamięta gęstość powietrza? bo do wody to aż głupio to porównywać (1000kg/m^3)...

 

Może gdyby się zmieściła w naszej atmosferze to by latała jak balon z helem :D, a spodziewałem się, że będzie tylko pływać na powierzchni wody...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja wyliczyłem 0,012903606 kg/m3

 

Rzeczywiście śmiesznie to wygląda w porównaniu do gęstości powietrza...

 

za Wikipedią:

"W standardowych warunkach przyjmowanych w aerostatyce i aerodynamice (25 °C i 100 kPa), suche powietrze ma gęstość ρSATP = 1,168 kg/m3."

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja wyliczyłem 0,012903606 kg/m3

To pewnie jest dokładniejsze, bo ja nie bawiąc się w szczegóły zaokrągliłem prędkość światła do 300 oraz masę słońca do 2*10^30 :)

 

radar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Większa ciekawostka to to, że czarna dziura tak na prawdę ma gęstość dążącą do nieskończoności. Wynika to z tego, że podawana średnica to odległość horyzontu zdarzeń od osobliwości a ta jest punktem i z definicji nie ma objętości.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pamiętam, że kiedyś na zajęciach z fizyki liczyliśmy jaką średnicę (albo promień - nie pamiętam) powinna mieć Ziemia, aby miała cechy czarnej dziury, przy tej samej masie. Wyszło coś około 2 cm jeśli dobrze pamiętam.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Podana wielkość czarnej dziury, to tak naprawdę wielkośc horyzontu zdarzeń, czyli obszaru, z którego wnętrza nie może uciec światło. W jego centrum znajduje się osobliwość, która jest punktem o nieskończonej gęstości. Cały ten twór przyjęto nazywać czarną dziurą. Wyliczanie gęstości takiego tworu trochę mija się z celem. To jakby wyliczać średnią gęstość Układu Słonecznego, a potem dziwić się, że Słońce takie rzadkie jest...

Share this post


Link to post
Share on other sites

O tym horyzoncie zdarzeń to sam chciałem napisać :P ale widzę, że nikomu nie trzeba tego tłumaczyć :)

A jeśli chodzi o osobliwość w środku, to moim zdaniem jest to bzdura... Z tego co wiem nie jesteśmy w stanie tam zajrzeć i w żaden sposób zmierzyć co jest w środku, więc moim zdaniem jest tam zwyczajnie coś na kształt gwiazdy neutronowej.

A może jednak są jakieś dowody na to, że musi to być masa punktowa? Ktoś je zna?

Share this post


Link to post
Share on other sites

w poszukiwaniu grawitacji ogranicza nas prędkość światła.dla tego że pędzi z daną szybkością 299m/s ...nie tylko prędkość światła, (także ogranicza nas ZUS) ,wszystkie częstotliwości promieniowania sa ograniczone przez prędkość rozchodzenia się najlżejszej cząstki we wszech świecie .(jak sie mylę to ze skargami do mnie nie do ZUS-u).paradoksalnie za grawitacje odpowiada masa w czasoprzestrzeni einsteina;czyli grawitacje w czarnej dziurze tworzy materia upakowana do nieskończoności? a to wszystko rejestruje aparatura skonstruowana na zasadzie najlżejszej cząstki, naj niepodzielniejszej chmury elektronowej w zależności do jej częstotliwości tak? dobrze rozumiem czy patrzę zbyt nie matematycznie by zostać królową nauk?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie niestety wyszła inna wartość. Zrobiłem to tak:

 

Objętość kuli obliczamy oczywiście ze wzoru: 4/3πR3. Za promień podstawiłem wzór na promień Schwarzschilda: 2GM/c2.

Otrzymujemy wtedy wzór na objętość (horyzontu) uzależniony od masy czarnej dziury: 32πG3M3/3c6

Gęstość wtedy możemy wtedy obliczyć ze wzoru: 3c6/32G3M2 ≈ 7,2869*1079/M2

Co po postawieniu za masę 17*109 * 1.9891*1030 kg daje gęstość ≈ 0,0637189 kg/m3

 

Jako że dawno nie korzystałem ze swoich zdolności matematycznych może się gdzieś walnąłem :P.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Skoro zbliżając się do horyzontu zdarzeń czas zaczyna płynąć wolniej w stosunku do bardziej oddalonej części wszechświata, to znaczy, że materia spadająca na czarną dziurę potrzebowałaby nieskończonej ilości czasu (mierzonej przez obserwatora) aby przekroczyć horyzont zdarzeń. To z kolei oznacza, że nie ma czegoś takiego jak osobliwość w środku czarnej dziury, a cała materia gromadzi się wokół horyzontu zdarzeń.

Podczas implozji gwiazdy, która doprowadza do powstania czarnej dziury prędkość wirowania na równiku w pewnym momencie osiąga prędkości bliskie prędkości światła, co powoduje relatywistyczny przyrost masy. Efektem tego jest to, że czarna dziura powstająca z wirującej gwiazdy przyjmuje kształt cienkiego wirującego torusa. Tak właśnie to sobie wyobrażam.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Materia jest wciągana do środka czarnej dziury. A to spowolnienie to złudzenie optyczne spowodowane tym, ze światło zaczyna wchodzić na orbitę czarnej dziury...

Przynajmniej tak to zrozumiałem gdy o tym czytałem kilka lat temu.

 

Poza tym powstanie gigantycznej grawitacji nie wymaga ściśnięcia materii do poziomu osobliwości. Jeżeli mamy daną masę to niezależnie od jej rozmiarów zawsze będziemy mieć tą samą siłę przyciągania w danym punkcie od jej środka (nie licząc sytuacji gdy mierzymy grawitację wewnątrz tej masy)

Z tego wynika coś czego nikt nigdy nie może zrozumieć... a co gorsze nie może mi uwierzyć, że tak jest... Czarna dziura słabiej wpływa na okoliczne ciała niebieskie niż gwiazda, z której oba powstała. Dla gwiazdy oddalonej od czarnej dziury o choćby rok świetlny nie ma znaczenia, czy gwiazda miała średnicę milionów kilometrów, czy kilku kilometrów, a jedynie jej masa, która po wybuchu i implozji jest już mniejsza (pomijam tu grawitację i podmuch pyłów i gazów z eksplozji)

Oczywiście czarna dziura może potem wchłonąć okoliczną materię przekraczając masę oryginalnej gwiazdy, ale nie sądzę aby było to częste zjawisko nie licząc centrum galaktyk.

Share this post


Link to post
Share on other sites

oczywiście efekt zatrzymania w czasie jest jedynie widmowym rozmyciem coraz wolniej wydostającego się światła z punktu wpadania obiektu w horyzont zdarzeń. jest to zjawisko obserwowane z zewnątrz. a ten, kto był śmiałkiem chcącym zatrzymać się w czasie, zostaje rozerwany na strzępy poprzez "skondensowaną" grawitację wokół horyzontu. im bliżej tym szybciej rośnie wartość grawitacji, i rośnie w takim tempie że odległość między Twoją głową a stopami na tyle różni się siłą ciążenia że ta różnica na długości dowolnego obiektu rozrywa go na strzępy.

 

warto wspomnieć o badaniach na temat energii wytwarzanej w niektórych układach przez opadający na ciało niebieskie o potężnej masie, pył. do czarnej dziury wpada dużo pyłu, co musi być dośc widowiskowe już pod horyzontem. oczywiście koncepcyjnie widowiskowe, bo tego nie da się obejrzeć. przyspieszająca materia do prędkości bliskich światła z powodu niewyobrażalnej grawitacji nad samym centrum dziury powinna zderzając się ze sobą na coraz mniejszej powierzchni emitować kosmicznie dużo energii.

 

czytaliście, że im masywniejsza czarna dziura, tym szybciej "paruje"? z czarnych dziur uwalniają się także olbrzymie ilości energii, a co za tym idzie również materia [e=mc2] w postaci promieniowania.. moim zdaniem jeśli chcecie postulować wygląd centrum czarnej dziury najlepszym startem byłoby zobaczyć w jaki sposób układa się promieniowanie emitowane przez czarne dziury. przynajmniej dałoby to jakiś punkt odniesienia do powierzchni emisji. chyba.

 

zakładając że wirujący środek czarnej dziury osiąga prędkośc bliską prędkości światła, co byłoby sensowne z tego względu że ściskając masę do mniejszych rozmiarów zaczyna się ona szybciej obracać, powinien rozciągać się wzdłuż osi tej prędkości. jeśli zatem wiruje tylko wokół własnej osi, to albo rozciągnie go wszerz i zrobi się obwarzanek, z dziurką w środku, albo ściśnięcie grawitacyjne nadal utrzymując masę w wąskiej przestrzeni rozsmaruje ją jak ciasto w długą rurkę. tak czy siak powinny być tam jakieś bieguny. i pojawia się pytanie, co się dzieje w środku otworu takiego obwarzanka? skoro materia z prędkością około świetlną trzyma wokół nieprzenikliwą barierę, pojawia się próżnia poddana rozciąganiu? i to rozciąganiu samej przestrzeni do niewyobrażalnych wartości. skoro jest w samym centrum masy, ale nie jest przez nią naciskana...kosmos. to już jest dla mnie sci-fi.

 

postuluję, że masywniejsza czarna dziura, przez większą masę na mniejszej powierzchni może emitować więcej promieniowania poprzez większa prędkośc obracania się. im więcej obrotów tym więcej siły odśrodkowej. a jeśli obroty są z prędkością światła lub wyższą, to nie trudno o wyrzucenie z powierzchni super energetycznych cząsteczek uwalnianych po przebiciu się przez opadającą materię i horyzont w postaci promieniowania. właściwie cząstki rozpadały by się na promieniowanie emitowane w kierunku ich wystrzelenia. to prawie ma sens:) zakłądając że prędkość odśrodkowa na najwyższym punkcie obracającej osobliwości może przekroczyć wartość grawitacji w tym punkcie. a może to właśnie w punkcie ich zetknięcia na powierzchni już powstaje to promieniowanie które wydostaje się z czarnej dziury. a może...

 

 

z drugiej strony nie ma żadnych dowodów że czarna dziura nie wygląda jak zwykła gwiazda neutronowa jak kolega pisał. sorry za trochę mglistą składnię:) pozdrawiam

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jedna tylko drobna uwaga... z tego co pamiętam to większe czarne dziury mniej promieniują.

A jeśli chodzi o te strukturę przypominającą gwiazdę neutronową, to właśnie tak pomyślałem, że przy masywnych czarnych dziurach grawitacja może być tak duża, że protony i neutrony przestają istnieć i mamy tylko kwarki i gluony... Oczywiście to znowu tylko moje dywagacje, bo nawet nie wiem czy to by się zmieniało w tym kierunku.

Share this post


Link to post
Share on other sites

http://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_Hawkinga

 

tak masa mogłaby przywierać różne formy, zależnie czy byłby to obiekt wirujący czy nie.

mam tu kilka czynników masę siłę grawitacji, której nośnika nie znamy, prędkość światła która wytwarza egzotyczne cząstki które dopiero zaczynamy poznawać i jeszcze inne nieznane wartości w przypadku czarnych dziur jak temperatura czy wartość obrotu. niestety wszystko to czysta hipoteza, co dziać może się pod nieprzenikliwym kloszem pułapki na światło :) lepiej przejść do innych artykułów, bo ten to istotny pożeracz czasu:P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Po mojemu to jest tak:

Za czasów Newtona nikomu nawet nie sniło się jak może działac fizyka Einsteina.

Tak samo teraz nikomu nawet nie sni sie jak może działać fizyka grawitacji Pana XXX która będzie dopiero odkryta.

 

Szkoda że nie urodziłem sie za 500lat. Na pocieszenie dodaje, że dobrze , że nie 500 lat temu :-)

Pozdr.

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

×
×
  • Create New...