Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Niektóre czarne dziury mogą nie być czarnymi dziurami? Równania Friedmanna a GEODE

Recommended Posts

Jeśli to, co uznawaliśmy za czarne dziury jest w rzeczywistości obiektami nieposiadającymi osobliwości, wówczas przyspieszające rozszerzanie wszechświata jest naturalną konsekwencją Einsteinowskiej ogólnej teorii względności, mówi Kevin Croker z Uniwersytetu Hawajskiego. Croker i jego kolega opublikowali na łamach Astrophysical Journal artykuł, w którym stwierdzają, że niektóre obiekty uznawane obecnie za czarne dziury, mogą nie być czarnymi dziurami, ale obiektami pełnymi ciemnej energii.

Kevin Croker i emerytowany profesor matematyki Joel Weiner nie zajmowali się badaniem czarnych dziur. Przyglądali się równaniom Friedmanna, które zostały przez ich twórcę wywiedzione z teorii Einsteina. Fizycy wykorzystują te równania do opisu rozszerzania się wszechświata, gdyż za ich pomocą łatwiej jest prowadzić obliczenia. Naukowcy zauważyli, że aby poprawnie zapisać równania Friedmanna, ultragęste izolowane obiekty we wszechświecie, takie jak gwiazdy neutronowe czy czarne dziury muszą być – z matematycznego punktu widzenia – traktowane jak cała reszta. Dotychczas kosmolodzy uważali, że w obliczeniach należy pomijać szczegóły dotyczące tych obiektów.

Wykazaliśmy, że istnieje tylko jeden prawidłowy sposób na tworzenie tych równań. A jeśli zrobi się to w ten sposób, można dojść do bardzo interesujących wniosków, mówi Croker.

Z obliczeń wynika, że cała ciemna energia, potrzebna do przyspieszania rozszerzania się wszechświata, może znajdować się w obiektach uznawanych obecnie za czarne dziury. Co więcej wykazali, że te alternatywy dla czarnych dziur – nazwane Generycznymi Obiektami Ciemnej Energii (GEODE – Generic Objects of Dark Energy) – pozwalają również wyjaśnić pewne cechy fal grawitacyjnych.

Wyliczenia, dokonane przez Crokera i Weinera wykazały, że GEODE, ultragęste obiekty pełne ciemnej energii, ale niezawierające osobliwości, zyskują masę wyłącznie przez to, że wszechświat się rozszerza. Ich masa zwiększa się, nawet gdy w pobliżu nie ma materii, którą mogłyby wchłonąć. Tak, jak światło podróżujące przez rozszerzający się wszechświat traci energię, co widzimy w postaci przesunięcia w podczerwieni, tak i materia traci masę w miarę rozszerzania się wszechświata. Zwykle efekt ten jest zbyt słaby, by go zauważyć. Jednak w ultragęstych środowiskach, wewnątrz których panuje niezwykle wysokie ćiśnienie, mamy do czynienia z materiałem relatywistycznym, a tam efekt utraty masy przez materię jest zauważalny. Ciemna materia jest relatywistyczna i panujące wewnątrz niej ciśnienie działa inaczej niż na materię czy światło. Zatem obiekty zbudowane z ciemnej energii, jak GEODE, z czasem zyskują masę.

Hipoteza dotycząca GEODE pojawiła się w latach 60. ubiegłego wieku, ale dopiero ostatnio opracowano metody matematyczne, pozwalające badać te obiekty. Dzięki pracy Crokera i Weinera wydaja się, że za ich pomocą w prosty sposób można wyjaśnić pewne zjawiska zaobserwowane podczas rejestracji fal grawitacyjnych pochodzących z połączenia dwóch czarnych dziur. Gdy LIGO po raz pierwszy wykrył fale grawitacyjne wyliczono, że pochodzą one z połączenia czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca. Tymczasem naukowcy spodziewali się innych mas.

Jednak GEODE, w przeciwieństwie do czarnych dziur, zyskują z czasem masę. Uformowane w młodym wszechświecie GEODE mogły z czasem zyskać na masie i to właśnie one mogły się zderzyć, co zostało zaobserwowane przez LIGO. Wyjaśnienie takie jest znacznie prostsze niż przyjęcie, że mieliśmy do czynienia z czarnymi dziurami o takich, a nie innych masach.

Nie wszyscy są przekonani do twierdzeń Crokera i Weinera. Profesor fizyki Vitor Cardoso z Instituto Superior Tecnico w Lizbonie mówi, że zaprezentowany opis GEODE jest sprzeczny z intuicją i trudny do przyjęcia. Dodaje przy tym: podoba mi się pomysł znalezienia alternatyw dla czarnych dziur. To zmusi nas to wzmocnienia teorii opisującej czarne dziury. Poza tym, jeśli nie będziemy takiej alternatywy szukali, to nigdy jej nie znajdziemy.

Badania opisano w artykule Implications of Symmetry and Pressure in Friedmann Cosmology. I. Formalism


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Jednak GEODE, w przeciwieństwie do czarnych dziur, zyskują z czasem masę

Hm, czyli od pewnego momentu (po maturze?) nie martwimy prawami zachowania masy, energii, pędu?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Jajcenty napisał:

Hm, czyli od pewnego momentu (po maturze?) nie martwimy prawami zachowania masy, energii, pędu?

Moim zdaniem, to jest zła interpretacja. Martwimy się, ale uwzględniamy także przestrzeń, której wpływ był do tej pory pomijany. Tymczasem przestrzeń też czymś jest. Hawking udowadniał, że przestrzeń to ujemna energia. Dotychczasowe pomijanie jej zmian w czasie w obecnych równaniach, pewnie było błędem. Aczkolwiek w normalnych warunkach (takich jak na Ziemi) ten wpływ może być znikomy, dlatego nikt go nie zauważył w eksperymentach.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, Jajcenty napisał:

nie martwimy prawami zachowania masy, energii, pędu?

Przypomniały mi się pewne lekturki kiedyś (może odnajdę; całkiem poważne) dotyczące OTW (w końcu General Relativity).
Q: Czy energia zachowuje się w OTW?
A: To zależy co rozumiesz przez "energię" i co rozumiesz przez "zachowuje".
:)

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 godzin temu, Sławko napisał:

Aczkolwiek w normalnych warunkach (takich jak na Ziemi) ten wpływ może być znikomy, dlatego nikt go nie zauważył w eksperymentach.

No to ile trzeba tej przestrzeni, żeby zrobić artefakt ciężki jak BH? A jednocześnie wielkie, z naszego punktu widzenia, obszary przestrzeni wnoszą tak niewiele, że nie zauważamy tego w eksperymentach i trzeba spekulować zamiast zmierzyć.

5 godzin temu, Astro napisał:

A: To zależy co rozumiesz przez "energię" i co rozumiesz przez "zachowuje".

Zdolność wykonania pracy choć w połączeniu z entropią nie jestem już taki pewny czy to dobra definicja :)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
26 minut temu, Jajcenty napisał:

No to ile trzeba tej przestrzeni[...]

Nie wiem. Policz sobie, jeśli cię to interesuje. Może Kevin Croker podpowie ci jak to policzyć.

Grawitacja też jest oddziaływaniem słabym, a jednak w pewnych warunkach może uwięzić światło.

Edited by Sławko

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 godzin temu, Jajcenty napisał:

Hm, czyli od pewnego momentu (po maturze?) nie martwimy prawami zachowania masy, energii, pędu?

W tym przypadku może raczej "kosztem czego" - z tekstu by wynikało, że rozpirzania całej reszty Wszechświata.

Ale... abstranotego od konkretu, bo oryginalny artykuł długaśny,. cholernie robaczywy i raczej czysto teoretyczny tylko, chociaż czort wie, no i przeżuwać go przez miesiąc mi się nie chce.
Prawa zachowania = symetrie (Noether). Zakładając poprawność tego równania, dostajemy pytanie o symetrię, która lub której złamanie umożliwiło (umożliwia) istnienie tego całego diabelstwa dookoła (i w środku też):
- czy jest ona ukryta -> w uproszczeniu "suma wszystkiego = 0"
- czy może "to wszystko" jest skutkiem złamania jakiejś symetrii absolutnej, zawierającej w sobie wszystkie możliwe (i niemożliwe też).
Zresztą jedno nie wyklucza drugiego. A symetria absolutna (nieskończona) pewnie powinna nie tylko pozwalać na dowolne jej łamanie, ale nawet takie łamanie swoją nieskończonością wymuszać.

No dobra, to tyle, bo mi się już całkiem ponotego pod kopułą ;)
 

5 godzin temu, Jajcenty napisał:

Zdolność wykonania pracy

A co to jest "praca"?

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, ex nihilo napisał:

A co to jest "praca"?

Miara energii jaką układ może wymienić zmieniając swój stan. I w ten sposób zrobiliśmy kółko.Wiem, większość pojęć fizycznych smakowana, 'roztarta na języku' traci sens. 

3 godziny temu, ex nihilo napisał:

W tym przypadku może raczej "kosztem czego" - z tekstu by wynikało, że rozpirzania całej reszty Wszechświata.

Manifestacja reguły przekory? :D Wszechświat się robi coraz rzadszy więc coś się staje cięższe żeby nadrobić gęstość.

9 godzin temu, Sławko napisał:

Nie wiem. Policz sobie, jeśli cię to interesuje. Może Kevin Croker podpowie ci jak to policzyć.

Zajrzałem do źródła, ale te robaki wymagają trochę czasu. Tak się zastanawiam, jeśli to wyżera przestrzeń, to powinniśmy obserwować jakieś przesunięcia do nadfioletu, a minimum to mniejszy red shift niż by to wynikało z odległości.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 godzin temu, Jajcenty napisał:

w ten sposób zrobiliśmy kółko

Można bez kółka, orząc bardziej kanonicznie - jak i w szkole uczyli -  całeczką z czterowektora siły się posiłkując. Oczywiście nic nie stanie się bardziej jasne. ;)

6 godzin temu, Jajcenty napisał:

Manifestacja reguły przekory?

Może niekoniecznie. O ile lokalnie w prawie jesteśmy posiłkując się symetriami (w tym zasadą zachowania energii), łagodnie i dobrodusznie uśmiechając się nad upartymi, którzy chcą stworzyć perpetuum mobile, to jednak w odniesieniu do całego ustrojstwa Wszechświatem nazywanego już tak prosto nie jest... Znaczy kij wie jak jest. :)

6 godzin temu, Jajcenty napisał:

Tak się zastanawiam, jeśli to wyżera przestrzeń, to powinniśmy obserwować jakieś przesunięcia do nadfioletu

Nie łapię; dlaczego? Przy okazji: przestrzeń średnio to praktycznie pusta przestrzeń (;) nie licząc fotonów promieniowania tła), ale jest owej przestrzeni pod dostatkiem.

* tak to Einstein w bardzo prostym przypadku doszedł do E = mc2.

ed: gwiazdka miała być przy całeczce z czterowektoa siły.

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 godzin temu, Astro napisał:

Nie łapię; dlaczego? Przy okazji: przestrzeń średnio to praktycznie pusta przestrzeń

Kwestia uzyskiwania masy kosztem roszerzającego się Wszechświata - jeśli to jakoś spowalnia lub wręcz 'cofa' puchnięcie przestrzeni powinniśmy widzieć to na wykresach przesunięcia do czerwieni?

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 3.10.2019 o 01:58, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Ich masa zwiększa się, nawet gdy w pobliżu nie ma materii, którą mogłyby wchłonąć

Dopóki CD ma temperaturę mniejszą niż mikrofalowe promieniowanie tła to będzie więcej chłonąć niż oddawać. Niezależnie od tego czy ma te nowe hipotetyczne właściwości czy nie.

W dniu 3.10.2019 o 01:58, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Z obliczeń wynika, że cała ciemna energia, potrzebna do przyspieszania rozszerzania się wszechświata, może znajdować się w obiektach uznawanych obecnie za czarne dziury

Zawiedzeni będą ci którzy w energii próżni upatrywali ciemnej energii.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 godzin temu, thikim napisał:

Dopóki CD ma temperaturę mniejszą niż mikrofalowe promieniowanie tła to będzie więcej chłonąć niż oddawać.

Skąd ta niezmącona pewność? Z wypowiedzi wynoszę, że wg ciebie istotna jest różnica temperatur, a tak nie jest. Bilans energetyczny zawsze jest odpowiedzią; tylko tyle.

12 godzin temu, thikim napisał:

Zawiedzeni będą ci którzy w energii próżni upatrywali ciemnej energii.

W nauce bywają dowody, argumenty, obserwacje itp., ale nie oczekiwania. Mylisz waść naukę z polityką.

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 godzin temu, thikim napisał:

Dopóki CD ma temperaturę mniejszą niż mikrofalowe promieniowanie tła to będzie więcej chłonąć niż oddawać. Niezależnie od tego czy ma te nowe hipotetyczne właściwości czy nie.

Sugerujesz że chodzi o równowagę termiczną? A co z promieniowaniem Hawkinga? Gdzieś niedawno widziałem oszacowanie, że mała CD ok 1 kg znika spektakularnie w ułamku ułamka sekundy (1.0e-27) zostawiając po sobie jakieś megatony energii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niestety, ma również sporą "temperaturę" (cokolwiek to znaczy). Nie wszyscy jednak sprowadzają rzeczywistość do prostego obrazka, gdzie promieniowanie tła jest izotropowe. Dla wtajemniczonych: wystarczy "przesłona", dysk i takie tam.

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prowadzony głęboko pod włoskimi Alpami eksperyment XENON1T mógł wykryć ciemną energię, twierdzą członkowie międzynarodowej grupy badawczej, na której czele stali uczeni z Cambridge University. W artykule opublikowanym na łamach Physical Review D uczeni z Wielkiej Brytanii, Włoch, Holandii, Francji i USA donoszą, że część z niewyjaśnionych sygnałów mogło zostać spowodowanych interakcją z ciemną energią, a nie ciemną materią dla której XENON1T został zaprojektowany.
      XENON1T znajduje się we włoskim Laboratorium Narodowym Gran Sasso położonym 1400 metrów pod masywem Gran Sasso. To wykrywacz ciemnej materii, a jego umiejscowienie głęboko pod ziemią ma chronić przed promieniowaniem kosmicznym generującym fałszywe sygnały. Zgodnie z teoretycznymi założeniami, cząstki ciemnej materii mają zderzać się z atomami w detektorze, a sygnały ze zderzeń będą rejestrowane.
      Centralna część XENON1T to cylindryczny zbiornik o długości 1 metra wypełniony 3200 kilogramami płynnego ksenonu o temperaturze -95 stopni Celsjusza. Gdy ciemna materia zderzy się z atomem ksenonu, energia trafia do jądra, które pobudza jądra innych atomów. Wskutek tego pobudzenia pojawia się słaba emisja w zakresie ultrafioletu, którą wykrywają czujniki na górze i na dole cylindra. Te same czujniki są też zdolne do zarejestrowania ładunku elektrycznego pojawiającego się wskutek zderzenia.
      Przed rokiem informowaliśmy, że „Najczulszy detektor ciemnej materii zarejestrował niezwykłe sygnały. Fizycy nie wiedzą, czym one są", a kilka miesięcy później pojawiła się informacja o kilku interesujących hipotezach dotyczących tych sygnałów. Nikt wówczas nie przypuszczał, że rozwiązaniem zagadki może być ciemna energia, gdyż XENON1T nie został przygotowany do jej rejestrowania.
      Autorzy najnowszych badań stworzyli model fizyczny, który wyjaśnia część z tych niezwykłych sygnałów. Zgodnie z nim, mamy tu do czynienia z cząstkami ciemnej energii, które powstały w regionie Słońca o silnych polach magnetycznych.
      To, co jesteśmy w stanie obecnie dostrzec stanowi mniej niż 5% wszechświata. Cała reszta jest dla nas ciemna. Wszechświat składa się w 27% z ciemnej materii, a 68% stanowi ciemna energia. Pomimo tego, że obie te składowe są dla nas niewidoczne, znacznie więcej wiemy o ciemnej materii, gdyż jej obecność sugerowano już w latach 20. ubiegłego wieku. O tym, że musi istnieć też ciemna energia dowiedzieliśmy się dopiero w 1998 roku, wyjaśnia doktor Sunny Vagnozzi z Kavli Institute for Cosmology na Cambridge University. Wielkie eksperymenty, jak XENON1T zostały zaprojektowane tak, by bezpośrednio wykrywać ciemną materię, rejestrując zderzenia jej cząstek z cząstkami zwykłej materii. Jednak uchwycenie ciemnej energii jest jeszcze trudniejsze.
      Chcąc wykryć ciemną energię naukowcy poszukują dowodów jej oddziaływania grawitacyjnego na otoczenie. Wiemy, że w największej skali – całego wszechświata – ciemna energia odpycha obiekty od siebie, dlatego też wszechświat rozszerza się coraz szybciej.
      Przy tego typu złożonych badaniach często pojawiają się niewytłumaczalne sygnały, które po analizach zwykle okazują się różnego typu zakłóceniami. Gdy w XENON1T zarejestrowano w ubiegłym roku wspomniane już tajemnicze sygnały, pojawiło się kilka pomysłów na to, czym mogą one być. Najpopularniejsze wyjaśnienie brzmiało, że zarejestrowano aksjony, hipotetyczne cząstki tworzące ciemną materię, oraz że pochodziły one ze Słońca. Jednak analizy wykazały, że liczba aksjonów, które musiałyby dotrzeć do nas ze Słońca, by wywołać taki sygnał w XENON1T musiałaby być bardzo duża. Tak duża, że gdyby gwiazdy emitowały tyle aksjonów, to gwiazdy o masie większej od masy Słońca ewoluowałyby w inny sposób, niż ewoluują.
      Autorzy najnowszych badań przyjęli więc założenie, że tajemnicze sygnały wywołała ciemna energia. I stworzyli model, który pokazuje, co powinien zarejestrować XENON1T gdyby dotarła doń ciemna energia wygenerowana w tachoklinie, obszarze Słońca, w którym pola magnetyczne są wyjątkowo silne.
      Naukowcy byli zaskoczeni, gdy okazało się, że ich model pasuje do obserwacji. Uzyskane wyniki sugerują bowiem, że wykrywacze takie jak XENON1T mogą być też używane do poszukiwania ciemnej energii. Vagnozzi i jego koledzy zastrzegają jednak, że ich badania wciąż wymagają potwierdzenia. Musimy wiedzieć, że to nie jest jakieś zakłócenie. Jeśli jednak XENON1T coś zarejestrował, to w niedalekiej przyszłości powinniśmy zarejestrować podobne, ale znacznie silniejsze sygnały, mówi Luca Visinelli z Narodowych Laboratoriów Frascati we Włoszech.
      Uczony ma tutaj na myśli badania prowadzone przez znacznie większe i doskonalsze urządzenia. Takie jak LUX-ZEPLIN, XENONnT czy PandaX-xT, które już rozpoczęły pracę lub w najbliższym czasie ją rozpoczną.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 1971 roku Stephen Hawking stwierdził, że powierzchnia horyzontu zdarzeń czarnej dziury nie może się skurczyć. Teraz, niemal 50 lat po sformułowaniu tego prawa, fizycy z MIT i innych uczelni potwierdzili, że Hawking miał rację.
      Naukowcy wykorzystali przy tym sygnał grawitacyjny GW150914. To pierwsza fala grawitacyjna, wykryta przez LIGO w 2015 roku. Fala powstała w wyniku oddziaływania dwóch krążących wokół siebie czarnych dziur, w które w końcu się połączyły w jedną czarną dziurę.
      Jeśli Hawking miał rację, to powierzchnia horyzontu zdarzeń nowej czarnej dziury nie powinna być mniejsza od powierzchni horyzontów zdarzeń jej dwóch dziur. Fizycy przeanalizowali sygnał GW150914 sprzed i po zderzeniu dziur i stwierdzili, że po połączeniu obiektów całkowita powierzchnia nowego horyzontu zdarzeń nie zmniejszyła się.
      To pierwsze obserwacyjne potwierdzenie słów Hawkinga. Dotychczas specjaliści byli w stanie udowodnić je matematycznie, ale nie obserwacyjnie. Autorzy badań chcą przeanalizować inne fale grawitacyjne, by sprawdzić, czy również i w nich znajdą potwierdzenie sformułowanego przez Hawkinga prawa.
      Możliwe, że istnieje wiele różnych kompaktowych obiektów w przestrzeni kosmicznej. Niektóre z nich mogą być czarnymi dziurami, dla których opisy Einsteina i Hawkinga są ważne, inne zaś mogą zachowywać się nieco inaczej. To nie jest tak, że wystarczy potwierdzić coś raz i tyle wystarczy, mówi główny autor badań, Maximiliano Isi z Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. W badaniach bali tez udział Will Farr ze Stony Brook University, Matthew Giesler i Saul Teukolsky z Cornell University oraz Mark Scheel z Caltechu.
      Gdy w 2015 roku LIGO wykrył fale grawitacyjne, Stephen Hawking skontaktował się z profesorem Kipem Thornem, współzałożycielem LIGO i zapytał go, czy wykrycie fal grawitacyjnych pozwala potwierdzić jego twierdzenie o powierzchni horyzontu zdarzeń. Wówczas jednak naukowcy nie byli w stanie pozyskać z sygnału odpowiednich danych sprzed i po połączeniu czarnych dziur, więc nie mogli porównać powierzchni horyzontów zdarzeń.
      Dopiero w 2019 roku Isi i jego koledzy opracowali technikę, która pozwoliła na pozyskanie odpowiednich informacji z konkretnych zarejestrowanych częstotliwości. Informacje te można następnie wykorzystać do obliczenia masy i spinu czarnej dziury. Z kolei masa i spin są bezpośrednio związane z powierzchnią horyzontu zdarzeń.
      Gdy już mieli tę technikę opanowaną, „wystarczyło” podzielić sygnał GW150914 w jego szczycie. Analiza sygnału sprzed szczytu pochodziła z dwóch krążących wokół siebie czarnych dziur, a nowa technika pozwoliła na określenie ich masy i spinu sprzed połączenia się. Na tej podstawie wyliczyli powierzchnię horyzontu zdarzeń obu czarnych dziur na około 235 000 kilometrów kwadratowych. Następnie w podobny sposób policzyli powierzchnię horyzontu zdarzeń nowo powstałej czarnej dziury i okazało się, że wynosi ona 367 000 km2.
      Dane bezsprzecznie pokazują, że po połączeniu powierzchnia horyzontu zdarzeń zwiększyła się, mówi Isi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society pojawiły się wyniki nowego teoretycznego studium mechanizmu powstawania supermasywnych czarnych dziur. Jego autorzy, międzynarodowy zespół naukowy, twierdzą, że supermasywne czarne dziury nie muszą powstawać ze zwykłej materii, a mogą tworzyć się bezpośrednio z ciemnej materii.
      Powstawanie i ewolucja czarnych dziur to wciąż jedna z zagadek astronomii. Wiemy, że supermasywne czarne dziury istniały już 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Wciąż nie wiemy, jak mogły uformować się tak szybko.
      Standardowe modele tworzenia się czarnych dziur mówi o materii barionowej, która zapadła się pod wpływem grawitacji, utworzyła czarną dziurę, która z czasem rosła wchłaniając pobliską materię.
      Autorzy nowej pracy badali teoretyczne możliwości istnienia stabilnych jąder galaktyk utworzonych z jądra z ciemnej materii i otaczającej je rozproszonego halo ciemnej materii. W czasie badań zauważyli, że centralne miejsca takich struktur mogą stać się tak gęste, że po przekroczeniu pewnej granicy zapadną się tworząc supermasywną czarną dziurę.
      Z modelu wynika, że takie zjawisko może zachodzić znacznie szybciej niż inne mechanizmy powstawania supermasywnych czarnych dziur. Na tyle szybko, że mogły się one formować we wczesnym wszechświecie, zanim jeszcze powstały galaktyki, w centrach których się znajdują.
      Nowy scenariusz formowania może wyjaśniać, w jaki sposób supermasywne czarne dziury powstały we wczesnym wszechświecie, bez potrzeby odwoływania się do wcześniejszego powstania gwiazd czy formowania się czarnych dziur o nierealnym tempie wzrostu, mówi główny autor badań Carlos R. Argüelles z Universidad Nacional de La Plata.
      Nasza praca pokazuje, że wewnątrz halo ciemnej materii mogą znajdować się gęste ośrodki, które mogą wyjaśniać formowania się supermasywnych czarnych dziur, mówi uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ziemia jest bliżej supermasywnej centralnej czarnej dziury – Sagittariusa A* – naszej galaktyki i porusza się szybciej niż dotychczas sądzono. Tak wynika z nowej mapy sporządzonej na podstawie ponad 15-letnich badań prowadzonych przez japoński projekt astronomiczny VERA.
      VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry) wystartował w 2000 roku. Głównym zadaniem projektu jest określenie struktury przestrzennej i prędkości obiektów w Drodze Mlecznej. Naukowcy wykorzystują technikę interferometrii, która pozwala połączyć dane z różnych radioteleskopów znajdujących się w Japonii i uzyskać obraz o takiej rozdzielczości, jak z jednego radioteleskopu o średnicy 2300 kilometrów. Uzyskano w ten sposób rozdzielczość wynoszącą 10 mikrosekund kątowych. To rozdzielczość wystarczająca, by – przynajmniej teoretycznie – dostrzec z Ziemi 2-złotówkę leżącą na powierzchni Księżyca.
      Jako, że Ziemia znajduje się wewnątrz Drogi Mlecznej, nie możemy badać naszej galaktyki z zewnątrz. Żeby zrozumieć strukturę Drogi Mlecznej musimy posłużyć się astrometrią, dokładnymi pomiarami pozycji i ruchu obiektów w naszej galaktyce. Dzięki temu jesteśmy w stanie odtworzyć jej trójwymiarową strukturę.  Właśnie opublikowano First VERA Astrometry Catalog, w którym znajdują się dokładne dane dotyczące 99 obiektów Drogi Mlecznej.
      Dzięki temu dowiedzieliśmy się właśnie, że Ziemia porusza się wokół centrum Drogi Mlecznej z prędkością 227 km/s, czyli o 7 km/s szybciej, niż sądziliśmy. Jest też o 2000 lat świetlnych bliżej Sagittariusa A*. Od centralnej czarnej dziury dzieli nas zatem 25 800 lat świetlnych, a nie 27 700 lat świetlnych.
      Teraz VERA obserwuje kolejne obiekty, szczególnie te znajdujące się blisko czarnej dziury. Projekt VERA przystąpił też do programu EAVN (East Asian VLBI Network), w ramach którego współpracują ze sobą radioteleskopy w Japonii, Korei Południowej i Chin. Dzięki zwiększeniu liczby urządzeń oraz odległości pomiędzy nimi EAVN osiągnie większą rozdzielczość niż VERA i dostarczy jeszcze bardziej dokładnych danych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Supermasywna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej – Sagittarius A* – obraca się wolniej niż się spodziewano. Jej obrót jest wolniejszy, a prawdopodobnie znacznie wolniejszy, niż 10% prędkości światła. To niezwykle powoli jak na obracającą się czarną o masie 4,15 miliona razy większej od masy Słońca.
      Prędkość obrotowa czarnej dziury jest ważna z dwóch powodów. Po pierwsze horyzont zdarzeń czarnej dziury, czyli miejsce spoza którego nic nie może się wydostać, jest coraz większy i większy w miarę, jak czarna dziura pochłania coraz więcej materii. Jednak im szybciej dziura się obraca, tym bardziej kurczy się jej horyzont zdarzeń. To zaś powoduje, że szybko obracające się czarne dziury mają mniejszy horyzont zdarzeń niż wolno obracające się czarne dziury o tej samej masie. Po drugie, tempo obrotu czarnej dziury odgrywa rolę w pojawianiu się dżetów z obu stron czarnej dziury. Większość galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej posiada supermasywne czarna dziury, a wielu z nich towarzyszą potężne dżety.
      Jednak Droga Mleczna nie posiada dżetów. Już samo to sugeruje, że SgrA* nie obraca się zbyt szybko. Specjaliści sądzą bowiem, że dżet to materia z dysku akrecyjnego, która znajduje się zaraz poza horyzontem zdarzeń i która została przyspieszona w wyniku szybkiego obrotu czarnej dziury. Brak dżetu może sugerować, że albo takiej materii w dysku akrecyjnym SgrA* jest bardzo mało, albo dziura obraca się wolno, albo też mają miejsce obie te sytuacje.
      Autorzy najnowszych badań postanowili zmierzyć obrót Sagittariusa A*. Wykorzystali w tym celu gwiazdy znajdujące się w bezpośrednim otoczeniu czarnej dziury. Stwierdzili, że wszystkie te gwiazdy znajdują się na dwóch płaszczyznach. Gdyby narysować ich orbity i przyjrzeć im się z boku, okaże się, że tworzą one kształt X. Z obliczeń wynika, że gdyby SgrA* obracała się szybciej niż 10% prędkości światła, to gwiazdy te zostałyby wyrzucone z takich orbit. Orbity te są najprawdopodobniej równie stare co same gwiazdy. Powstały one w momencie narodzin tych gwiazd. Gdyby czarna dziura wirowała bardzo szybko, już byśmy takich orbit nie obserwowali.
      Wszystko, co w przestrzeni kosmicznej obraca się bardzo szybko wywiera wpływ na obiektu znajdujące się na orbitach. Z czasem oddziaływanie takiego szybko obracającego się obiektu powoduje, że orbity mniejszych obiektów wokół niego coraz bardziej do płaszczyzny obrotu masywnego obiektu. Jeśli zaś masywny obiekt obraca się powoli, słabiej oddziałuje na obiekty na jego orbitach, dzięki czemu mogą one utrzymać swoje pierwotne orbity.
      Więcej na temat badań można przeczytać na łamach Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...