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
Posted (edited)
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
Posted (edited)
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
      Międzynarodowy zespół astronomów poinformował o odkryciu najszybciej poruszającej się gwiazdy w Drodze Mlecznej. Jej prędkość względem centrum naszej galaktyki wynosi ponad 6 000 000 km/h. Przed około 5 milionami lat ta hiperprędkościowa gwiazda znajdowała się w centrum Drogi Mlecznej. Została stamtąd wyrzucona przez czarną dziurę. Gwiazda ma prędkość, która pozwala jej opuścić Galaktykę.
      Gwiazda S5-HVS1 jest dwukrotnie bardziej masywna od Słońca i dostarcza pierwszych mocnych dowodów na poparcie liczącej sobie 30 lat teorii mówiącej, że czarne dziury mogą przyspieszyć gwiazdy do hiperprędkości pozwalających an opuszczenie naszej galaktyki, mówi główny autor badań, profesor Daniel Zucker.
      Centrum Galaktyki to wir składający się z obiektów krążących wokół czarnej dziury i w nią wpadających. Wydaje się, że tworzą się tam też gwiazdy. To dziwaczne miejsce, które trudno badać, gdyż pomiędzy nim a nami znajduje się dużo pyłu. Może je obserwować w podczerwieni i w zakresie fal radiowych, ale już niekoniecznie w świetle widzialnym, dodaje uczony. Teraz odkryliśmy gwiazdę, która prawdopodobnie w tym miejscu się uformowała i z niego uciekła. Obecnie znajduje się w odległości 29 000 lat świetlnych od Ziemi. To wystarczająco blisko, byśmy mogli ją dość szczegółowo badać. Gwiazda wydaje się zwyczajna. Powinna nam sporo powiedzieć o gwiazdach powstających w pobliżu centrum Galaktyki i o warunkach tam panujących.
      S5-HSV1 należy do ciągu głównego gwiazd, podobnie jak Słońce i większość innych gwiazd. Liczy sobie około 500 milionów lat, czyli jest w połowie życia. Przez 495 milionów lat stanowiła część układu podwójnego. W pewnym momencie znalazł się on zbyt blisko Saggitariusa A*, czarnej dziury w środku Drogi Mlecznej. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, czarna dziura musiała przechwycić jedną z gwiazd, którą w końcu wchłonęła, a S5-HSV1 została wystrzelona z prędkością 1800 km/s.
      Pierwszą gwiazdę hiperprędkościową odkryto w 2005 roku. Do dzisiaj poznaliśmy zaledwie kilkadziesiąt takich obiektów, a przed kilku laty donosiliśmy o odkryciu nowej klasy gwiazd hiperprędkościowych, odkryciu pierwszego hiperprędkościowego układu podwójnego i o tajemniczej hiperprędkościowej gwieździe LAMOST-HVS.
      S5-HVS1 w końcu opuści Drogę Mleczną. Nie nastąpi to jednak zbyt szybko przebycie 1 roku świetlnego zajmuje jej bowiem 180 lat.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma tygodniami rozpoczęto testowanie nowego potężnego narzędzia, którego zadaniem jest stworzenie mapy milionów galaktyk oraz dokonanie pomiarów ich ruchu. Robotyczny instrument o nazwie DESI pozwoli astronomom na określenie ilości ciemnej energii oraz zachodzących w niej zmian.
      Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) został zainstalowany w teleskopie znajdującym się w Kitt Peak National Observatory w Arizonie. Jego instalowanie zajęło specjalistom aż 18 miesięcy.
      DESI oficjalnie rozpocznie pracę na początku przyszłego roku. W idealnych warunkach instrument będzie rejestrował nawet 5000 galaktyk w ciągu 20 minut. Naukowcy spodziewają się, że w ciągu 5 lat pracy DESI zarejestruje światło z 35 milionów galaktyk i 2,4 miliona kwazarów. Tak wysoka wydajność jest możliwa dzięki zastosowaniu robotyki. Wewnątrz instrumentu umieszczono 5000 światłowodów oraz urządzenia do precyzyjnego pozycjonowania każdego z nich. Urządzenia te są w stanie w ciągu kilku minut ustawić wszystkie światłowody w predefiniowanej pozycji.
      DESI będzie zbierał konkretne długości fali światła z poszczególnych galaktyk, a astronomowie na tej podstawie określą, jak szybko oddalają się one od nas. Możliwe będzie też dokonanie pomiarów odległości każdej z galaktyk do Ziemi względem innych galaktyk. Lokalizacja galaktyk oraz ich względne odległości posłużą do stworzenia trójwymiarowej mapy wszechświata obejmującej przestrzeń w promieniu do 11 miliardów lat świetlnych.
      Dzięki pomiarom na temat tempa ruchu galaktyk astronomowie będą mogli ocenić ilość ciemnej energii, a jako że DESI dostarczy indywidualnych danych dla milionów galaktyk, możliwe będzie określenie ilości ciemnej energii w konkretnym miejscu i konkretnym czasie. To zaś pozwoli stwierdzić czy, zgodnie z założeniami współczesnej kosmologii, ilość ciemnej energii we wszechświecie jest stała czy też w jakiś sposób zmienia się w czasie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W centrum Drogi Mlecznej znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 4 milionów mas Słońca. Jest ona spokojna jak na aktywne jądro galaktyki, jednak obserwacje w zakresie promieniowania rentgenowskiego pokazują, że w okolicach czarnej dziury dochodzi do silnych rozbłysków. Ponadto chociaż tempo formowania się gwiazd w tamtym regionie jest od kilkuset milionów lat stabilne, mamy dowody, że czasami dochodzi tam do wysokoenergetycznych epizodów. Teraz na łamach Nature naukowcy donoszą o odkryciu dwóch bąbli emitujących promieniowanie radiowe i znajdujących się nad oraz pod płaszczyzną Galaktyki.
      Rozmiary obu bąbli wynoszą 140x430 parseków, czyli każda z nich rozciąga się na 700 lat świetlnych. Wiek bąbli oceniono na kilka milionów lat, a całkowitą energię na 7x1052 ergów.
      Naszym czytelnikom z pewnością coś to przypomina. Przed 9 laty informowaliśmy o odkryciu tajemniczych bąbli rozciągających się w obu kierunkach od centrum Drogi Mlecznej. Natura Bąbli Fermiego wciąż nie została wyjaśniona. A odkryte właśnie bąble emitujące promieniowanie radiowe nie są tym samym, co Bąble Fermiego. To zupełnie nowa, nieznana dotychczas struktura i jedna z największych istniejących w centrum Drogi Mlecznej.
      Centrum naszej galaktyki jest dość spokojne w porównaniu z innymi galaktykami. Mimo to, nasza centralna czarna dziura może być czasami niezwykle aktywna, rozbłyskając, gdy wchłonie większe ilości pyłu i gazu. Możliwe, że podczas jednego z takich zdarzeń doszło do potężnego rozbłysku, który utworzył te bąble, mówi astrofizyk Ian Heywood z Uniwersytetu w Oksfordzie.
      Na pierwsze ślady nowo odkrytych struktur trafił w latach 80. ubiegłego wieku astronom Farhad Yusef-Zadeh z Northwestern University, który wraz z kolegami zauważył w centrum galaktyki długie, wąskie dobrze zorganizowane i wysoce namagnetyzowane pasma gazu, rozciągające się na dziesiątki lat świetlnych, których szerokość wynosiła zaledwie rok świetlny. Gaz ten emitował promieniowanie synchrotronowe. Podobnych struktur nigdzie indziej nie zaobserwowano.
      W międzyczasie powstał należący do National Radio Astronomy Observatory południowoafrykański teleskop MeerKAT, złożony z 64 anten. Gdy naukowcy nakierowali go na centrum Drogi Mlecznej zauważyli wspomniane bąble emitujące promieniowanie radiowe. Bąble odkryte przez MeerKAT rzucają nowe światło na pochodzenie pasm gazu, mówi Yusef-Zadeh. Niemal wszystkie z ponad 100 takich pasm znajdują się wewnątrz bąbli radiowych.
      Cała nowo odkryta struktura przypomina klepsydrę, ma wyraźnie zaznaczone ostre krawędzie, jest niezwykle symetryczna. To ta symetria oraz całkowita długość struktury wynosząca 1400 lat świetlnych zdradzają kilka szczegółów na temat struktury. Kształt i symetria wskazują, że wydarzenie, które utworzyło tę strukturę miało miejsce przed kilkoma milionami lat w bezpośrednim pobliżu czarnej dziury. Prawdopodobnie doszło do erupcji wywołanej olbrzymią ilością gazu, który wpadł do czarnej dziury lub też masowym formowaniem się gwiazd, co wywołało falę uderzeniową, która przeszła przez centrum galaktyki. Wskutek tego wydarzenia w gorącym zjonizowanym gazie w pobliżu centrum galaktyki doszło do wygenerowania fal radiowych, które możemy obecnie rejestrować, wyjaśnia William Cotton z National Radio Astronomy Observatory.
      Mimo, że bąble radiowe są mniejsze i mają mniej energii niż Bąble Fermiego, nie można wykluczyć, że obie struktury powstały w wyniku podobnych, może nawet połączonych ze sobą, wydarzeń.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gwiazdy neutronowe to najbardziej gęste – nie licząc czarnych dziur – obiekty we wszechświecie. Centymetr sześcienny ich materii waży miliony ton. Naukowcy wciąż je badają próbując znaleźć odpowiedzi na wiele pytań. Chcieliby np. dowiedzieć się, jak wyglądają neutrony ściśnięte tak potężnymi siłami czy gdzie leży granica pojawienia się czarnej dziury.
      Naukowcy używający Green Bank Telescope donieśli właśnie o odkryciu najbardziej masywnej gwiazdy neutronowej. Pulsar J0740+6620 ma masę 2,17 większą od masy Słońca, a całość jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 30 kilometrów. To bardzo ważne odkrycie, gdyż z danych dostarczonych przez detektor LIGO, który zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wynika, iż 2,17 masy Słońca to bardzo blisko granicy powstania czarnej dziury.
      Gwiazdy neutronowe są tajemnicze i fascynujące. Te obiekty wielkości miasta przypominają ogromne jądro atomowe. Są tak masywne, że mają dziwaczne właściwości. Gdy dowiemy się, jaka może być ich maksymalna masa, poznamy wiele niedostępnych obecnie faktów z astrofizyki, mówi doktorant Thankful Cromartie.
      Pulsar J0740+6620 tworzy układ podwójny z białym karłem. To właśnie dzięki temu udało się precyzyjnie określić jego masę. Pulsary emitują bowiem z obu biegunów fale radiowe. Emisja ma miejsce w bardzo regularnych odstępach. Jako, że wspomniany pulsar ma towarzysza, to gdy z ziemskiego punktu widzenia znajduje się za nim, obecność białego karła zagina przestrzeń, co powoduje pojawienie się zjawiska znanego jako opóźnienie Shapiro. Z powodu obecności obiektu zniekształcającego przestrzeń, sygnał radiowy musi przebyć nieco dłuższą drogę, by dotrzeć do Ziemi. W omawianym przypadku opóźnienie wynosi około 10 milisekund. To wystarczy, by na tej podstawie wyliczyć masę białego karła. Gdy już ją znamy, z łatwością da się wyliczyć masę towarzyszącego mu pulsara.
      Położenie tego układu podwójnego względem Ziemi stworzyło nam wyjątkową okazję. Istnieje granica, poza którą gęstość we wnętrzu gwiazd neutronowych jest tak wielka, iż grawitacja przezwycięża materię i gwiazda dalej się zapada. Każda kolejna „rekordowo masywna” gwiazda neutronowa, którą odkrywamy, przybliża nas do odkrycia tej granicy i pozwala lepiej zrozumieć zjawiska fizyczne zachodzące przy tak olbrzymich gęstościach, mówi astronom Scott Ransom.
      Badania były prowadzone w ramach programu NANOGrav Physics Frontiers Center.


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed 900 milionami lat doszło do zderzenia dwóch obiektów. Jednym z nich była czarna dziura, drugim zaś – niemal na pewno – gwiazda neutronowa. Przed tygodniem fale grawitacyjne wywołane tym wydarzeniem dotarły do Ziemi i zostały zarejestrowane przez amerykański wykrywacz LIGO oraz włoski Virgo.
      Jesteśmy przekonani, że właśnie wykryliśmy ślad czarnej dziury pożerającej gwiazdę neutronową, mówi Susan Scott, fizyk teoretyk z Australijskiego Universytetu Narodowego w Canberrze i główna badaczka w ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery.
      Jeśli odkrycie się potwierdzi, to będziemy mieli sygnały wszystkich trzech kataklizmów kosmicznych, na których zarejestrowanie liczyli twórcy LIGO: zderzenie dwóch czarnych dziur, zderzenie dwóch gwiazd neutronowych oraz wchłonięcie gwiazdy neutronowej przez czarną dziurę.
      Już w kwietniu naukowcy sądzili, że zarejestrowali zderzenie czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Odkrycia jednak nie ogłoszono, gdyż istniało zbyt duże prawdopodobieństwo, że zarejestrowany sygnał to zakłócenie pochodzenia ziemskiego. Teraz naukowcy są pewni, że sygnał pochodzi spoza Ziemi. Jego właściwości są wysoce zgodne z sygnałem łączenia się układu podwójnego, a ze wstępnej oceny mas obu obiektów wynika, że mamy do czynienia z czarną dziurą i gwiazdą neutronową, stwierdza Scott.
      Kompaktowe układy podwójne składają się najczęściej z par gwiazd neutronowych lub czarnych dziur. Twórcy LIGO przewidywali, że będą one źródłami najsilniejszych sygnałów wykrywanych przez detektor. Gdy np. dwie czarne dziury krążą wokół siebie i są znacznie oddalone, dochodzi do emisji słabych fal grawitacyjnych. Fale te zabierają energię z systemu, przez co krążące czarne dziury wchodzą na ciaśniejszą orbitę. Krążą coraz szybciej, a emitowane fale grawitacyjne mają coraz większą energię. W końcu, gdy zbliżą się na odpowiednią odległość, dochodzi do połączenia i utworzenia jednej czarnej dziury. To właśnie wtedy powstają najsilniejsze fale grawitacyjne. Krótko po połączeniu istnieje czarna dziura o mocno zaburzonym kształcie, co przejawia się emisją charakterystycznych fal grawitacyjnych. Obserwując napływające do nas fale grawitacyjne jesteśmy w stanie określić fazy łączenia się obiektów czy ich charakterystyki.
      Obecnie badacze na całym świecie sprawdzają obliczenia, by potwierdzić identyfikację obu obiektów. Naukowcy uważają, że większy z nich to czarna dziura, a mniejszy to gwiazda neutronowa. Istnieje jednak minimalne prawdopodobieństwo, że może to być bardzo lekka czarna dziura. Jeśli tak, byłaby to najlżejsza z dotychczas zaobserwowanych. Musimy bliżej przyjrzeć się sygnałom, by sprawdzić, czy możemy potwierdzić, że odpowiadają one zachowaniu się gwiazdy neutronowej opadającej na czarną dziurę, dodaje Scott.
      Jeśli się okaże, że LIGO zarejestrowało wszystkie trzy sygnały, których znalezienie było przyczyną wybudowania urządzenia, będzie to dopiero koniec początkowej fazy badań, mówi uczona.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...