Tag Archives: crne rupe

Astrofizika, Astronomija, Fizika "nemogućeg", Misterije u fizici, Mjerenja u fizici, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića

Ovo je prva fotografija crne rupe ikad napravljena

Leave a comment

U aprilu 2017, naučnici su koristili globalnu mrežu teleskopa da vide i uhvate prvu sliku crne rupe, navodi se u saopštenju istraživača u Nacionalnoj naučnoj fondaciji u srijedu ujutro. Oni su uhvatili sliku supermasivne crne rupe i njene sjene u centru galaksije poznate kao M87.

Ovo su prvi direktni vizuelni dokazi da crne rupe postoje, kažu istraživači. Na slici, centralna tamna oblast je zatvorena prstenom svetla koje na jednoj strani izgleda svjetlije.



Masivna galaksija, nazvana Messier 87 ili M87, nalazi se blizu grozda galaksije Devica 55 miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Supermasivna crna rupa ima masu koja je 6,5 milijardi puta veća od našeg Sunce. Za referencu, to je veće od orbite Neptuna, koja traje 200 godina da bi napravila jednu orbitu oko Sunca.

“Vidjeli smo ono što smo smatrali nevidljivim”, rekao je Sheperd Doeleman, direktor Event Horizon Telescope Collaboration. “Vidjeli smo i snimili crnu rupu.”

Slika crne rupe koju je snimila Event Horizon Telescope Collaboration.

Saradnja Event Horizon Telescope, nazvana EHT, je globalna mreža teleskopa koja je snimila prvu fotografiju crne rupe. U projekat je bilo uključeno više od 200 istraživača. Oni su radili više od jedne decenije da bi to uhvatili. Projekat je nazvan po horizontu događaja, predloženoj granici oko crne rupe koja predstavlja tačku bez povratka gdje svjetlost ili zračenje ne mogu da pobjegnu.

U pokušaju da uhvate sliku crne rupe, naučnici su kombinovali moć osam radio-teleskopa širom svijeta koristeći veoma dugu baznu interferometriju, prema Evropskoj južnoj opservatoriji, koja je dio EHT-a. Ovo efektivno stvara virtualni teleskop približno iste veličine kao i sama Zemlja.



Teleskopi uključeni u kreiranje globalnog niza uključivali su ALMA, APEX, 30-metarski teleskop IRAM, Teleskop James Clerk Maxwell, Veliki milimetarski teleskop Alfonso Serrano, Submillimeter Array, Submillimeter teleskop i teleskop Južni pol.

“Zapažanja su bila koordinirani ples u kojem smo istovremeno usmjerili naše teleskope u pažljivo planiranom nizu”, rekao je Daniel Marrone, izvanredni profesor astronomije na Univerzitetu u Arizoni. “Da bismo bili sigurni da su ova zapažanja bila istovremena, tako da smo mogli da vidimo istu talasnu liniju svetlosti kako se spustila na svaki teleskop, koristili smo izuzetno precizne atomske satove na svakom teleskopu.”

Teleskopski niz je sakupio 5.000 triliona bajtova podataka tokom dvije sedmice, što je obrađeno preko superračunara, tako da su naučnici mogli pronaći slike.

Detalji posmatranja objavljeni su u seriji od šest istraživačkih radova objavljenih u časopisu The Astrophysical Journal Letters.

Šta su crne rupe?
Crne rupe se sastoje od ogromnih količina materije stisnute u malu oblast, prema NASA-i, stvarajući masivno gravitaciono polje koje privlači sve oko sebe, uključujući i svjetlo. One takođe imaju super-zagrijani materijal oko njih i savijanje prostor-vremena. Materijal se nakuplja oko crnih rupa, zagrijava se na milijarde stepeni i dostigne skoro brzinu svetlosti. Svjetlost se savija oko gravitacije crne rupe, što stvara fotonski prsten koji se vidi na slici.

Metode snimanja koje se koriste za snimanje fotografije otkrivaju da supermasivna crna rupa ima prstenastu strukturu i sjenku, koja je predstavljena tamnom centralnom regijom.



“Ako budemo uronjeni u svjetlu regiju, kao disk sjajnog gasa, očekujemo crnu rupu da stvori tamnu oblast sličnu sjenci – nešto što je predviđeno Einsteinovom opštom relativnošću koju do sada nismo vidjeli”, rekao je Heino Falcke, predsjedavajući EHT Science Council. “Ova sjenka, izazvana gravitacionim savijanjem i hvatanjem svjetlosti horizontom događaja, otkriva mnogo o prirodi ovih fascinantnih objekata i omogućila nam je da izmjerimo ogromnu masu crne rupe M87.”

Vizuelna potvrda crnih rupa potvrđuje Albert Einsteinovu teoriju opšte relativnosti. U teoriji, Ajnštajn je predvidio da će guste, kompaktne oblasti prostora imati tako intenzivnu gravitaciju da im ništa ne može pobeći. Ali ako zagrijani materijali u obliku plazme okružuju crnu rupu i emituju svjetlost, horizont događaja može biti vidljiv.

“Kada smo bili sigurni da smo snimili sjenku, mogli bismo da uporedimo naša opažanja sa ekstenzivnim kompjuterskim modelima koji uključuju fiziku iskrivljenog prostora, pregrejanu materiju i jako magnetno polje. Mnoge od osobina posmatrane slike se iznenađujuće dobro slažu sa našim teoretskim razumjevanjem. rekao je Paul TP Ho, član EHT-a i direktor Istočnoazijske opservatorije. “To nas čini sigurnim u tumačenje naših zapažanja, uključujući i našu procjenu mase crne rupe.”

Crna rupa M87 ima ogromnu masu, što je istraživačima dalo razlog da vjeruju da je to najveća vidljiva crna rupa sa Zemlje. U odnosu na druge objekte, supermasivne crne rupe su zapravo male. Zbog toga ih se ranije nije moglo posmatrati. Veličina crne rupe je direktno povezana sa masom. Što je veća crna rupa, to je veća sjena. I crne rupe se mogu činiti nevidljivima, ali način na koji one komuniciraju sa materijalom oko njih je poklon, kažu istraživači.

“Crna rupa je decenijama izazivala maštu”, kaže direktor Nacionalne naučne fondacije Francuska Kordova. “Oni imaju egzotične osobine i nama su misteriozne. Ipak, sa više opservacija kao što je ovaj, oni daju svoje tajne. Zato NSF postoji. Omogućavamo naučnicima i inžinjerima da osvjetle nepoznato, da otkriju suptilno i složeno veličanstvo našeg univerzuma .”

Izvor: https://www.cnn.com/2019/04/10/world/black-hole-photo-scn/index.html

Astrofizika, Astronomija, fenomeni u fizici, Filozofija, Filozofija fizike, Koncepti u fizici, Konceptualno razumijevanje fizike

Filozof pokušava da otkrije šta su crne rupe

Leave a comment

Konvergirajuće teorije
Crne rupe ostaju misteriozne. To je bila ogromna vijest, još u oktobru, kada su astronomi potvrdili da postoji supermasivna crna rupa u centru naše galaksije.

Međutim, ispostavlja se da se naučnici vrlo rijetko slažu oko crnih rupa na filozofskom nivou – često se čak ne mogu ni složiti šta su.

Riječi su bitne
To je zaključak istraživanja Erika Curiela, filozofa i fizičara s Harvarda i Münchenskog centra za matematičku filozofiju na njemačkom Ludwig-Maximilians-Universität München, prema novom istraživanju koje je objavio prošlog mjeseca u časopisu Nature Astronomy.

“Svojstva crnih rupa predmet su istraživanja u nizu poddisciplina fizike – u optičkoj fizici, kvantnoj fizici i naravno u astrofizici”, kaže Curiel u priopćenju. “Ali svaka od tih specijalnosti pristupa problemu s vlastitim specifičnim skupom teorijskih koncepata.”



Rješavanje sukoba
Mnoge definicije crne rupe koje je Curiel prikupila od različitih fizičara sukobljavale su se jedna s drugom. Astrofizičar mu je rekao da je “crna rupa konačni zatvor: jednom kad se prijaviš, nikad se ne možeš izvući.” S druge strane, teoretski fizičar je rekao da je “konceptualno problematično misliti na crne rupe kao na objekte u prostoru, stvari koje se mogu pomicati i gurati. ”

Curiel je krenula na ovo putovanje kako bi istaknula problem postojanja višestrukih, nepodudarnih definicija za jedan pojam, ali je naposljetku došla do tog neslaganja, tvrdeći da su naučnici koji definiraju crne rupe u skladu s njihovim specifičnim poljima omogućili bolji rad.

“Zaključujem da je, u razumnim granicama, bogatstvo različitih definicija zapravo vrlina, što čini istraživanje crnih rupa mogućim i plodonosnim u svim različitim vrstama problema o kojima fizičari razmišljaju”, napisala je Curiel u svom istraživačkom radu. , “Iako se mora paziti na pokušaj prevođenja rezultata između polja.”

Izvor: Futurism

Astrofizika, Špekulativne teorije, Teorija paralelnih svemira

Fizičari misle da su primjetili duhove crnih rupa iz drugog Svemira?

Leave a comment

Mi ne živimo u prvom univerzumu. Bilo je i drugih univerzuma, u drugim eonsima, prije našeg, rekla je grupa fizičara. Kao i naš, univerzumi su bili puni crnih rupa. I možemo otkriti tragove tih dugoročnih crnih rupa u kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju(CMB) – radioaktivnom ostatku nasilnog rođenja našeg univerzuma.

Bar, to je donekle ekscentričan pogled grupe teoretičara, uključujući istaknutog matematičkog fizičara iz Oksforda Roger Penrosea (takođe važan Stephen Hawkingov saradnik). Penroze i ekipa tvrde modifikovanu verziju Velikog praska. Prema njima Univerzumi se međusobno preklapaju, šire i umiru u sekvenci, sa crnim rupama iz svakog koje ostavljaju tragove u univerzumima koji slijede.




Bezmasivni predmeti kao što su fotoni i graviti putuju brzinom svetlosti, tako da uopšte ne dožive vrijeme ili udaljenost. Dakle, svemir ispunjen samo gravitonima ili fotonima neće imati nikakav smisao za vreme ili šta je prostor. U tom trenutku, neki fizičari (uključujući Penrose) tvrde, veliki, prazan, univerzum posle crne rupe počinje da liči na ultra-komprimovani univerzum u trenutku velikog udara, gdje nema vremena ili udaljenosti između bilo čega.

Dakle, ako novi univerzum ne sadrži nijednu crnu rupu iz prethodnog univerzuma, kako bi te crne rupe mogle ostaviti tragove u CMB-u?

Penrose je rekao da tragovi nisu sami od crnih rupa, već od milijardi godina koje su ti objekti trošili energiju u svoj univerzum putem Hokingovog zračenja.

Evo šta to znači: Svo vrijeme koje crna rupa potroši rastvorivši se putem Hokingovog zračenja ostavlja trag. I ta oznaka, napravljena u pozadinskim frekvencijama zračenja prostora, može preživjeti smrt univerzuma. Ako istraživači mogu uočiti taj znak, onda bi naučnici imali razloga da vjeruju da je vizija o mnogo univerzuma tačna, ili barem ne definitivno pogrešna. Da bi uočili taj slabi signal u odnosu na već druge vodili su neku vrstu statističkog turnira među Svemirima.



U trećini CMB – a uzeli su kružne dijelove gdje galaksije i zvijezda ne preplavljuju CMB. Zatim su naglasili područja gdje distribucija mikrotalasnih frekvencija odgovara onome što bi se očekivalo ukoliko Hawking zračenje postoji. On je rekao da su se ti krugovi “međusobno takmičili” da bi se utvrdilo koja je površina skoro uporedila očekivane spektre Hoking tačaka.

Onda je upoređivao podatke sa lažnim CMB podacima koje je slučajno generisao. Ovaj trik je trebalo da isključi mogućnost da bi se te orijentacione točke “Hawking” mogle formirati ako bi CMB bili potpuno nasumičan. Ako nasumično generisani podaci CMB-a ne bi mogli da imitiraju te Hokingove tačke, to bi snažno ukazalo na to da su novo-identifikovane Hokingove tačke zaista bile od crnih rupa prošlosti. Ovo nije prvi put da je Penrose izdao papir kojim tvrdi da je identifikovao Hokingove tačke iz prošlosti svemira.

Još 2010. godine Penrose je objavio rad sa fizičarom Vahe Gurzadyan koji je napravio sličan zahtjev. Ova publikacija pokrenula je kritike od drugih fizičara, ne uspjevajući da uvjeri veliki broj naučnika. Dva dodatna dokumenta su tvrdili da su dokazi o Hokingovim tačkama Penrose i Gurzadyana ustvari rezultat nasumične buke u podacima.



Ipak, Penroze pritiska naprijed. (Fizičar je također famozno argumentirao, bez ubedjenja mnogih neuronaučnika da je ljudska svijest rezultat kvantnog računarstva.) Upitan da li će crne rupe iz našeg univerzuma jednog dana ostaviti tragove u svemiru sljedećeg eona, Penrose je odgovorio: “Da, zaista!”

Izvor: LiveScience

Astrofizika, Astronomija

Koje dokaze imamo za postojanje Crnih rupa?

Leave a comment

Koristeći Newtonove zakone krajem sedamdesetih godina, John Michell iz Engleske i Pierre-Simon Laplace iz Francuske samostalno su predložili postojanje “nevidljive zvijezde”. Michell i Laplace izračunali su masu i veličinu – koja se sada naziva “horizont događaja” – da objekt treba kako bi imao brzinu bijega veću od brzine svjetlosti. Godine 1915. Einsteinova teorija opće relativnosti predvidjela je postojanje crnih rupa. Godine 1967. John Wheeler, američki teorijski fizičar, primijenio je pojam “crna rupa” na te urušene predmete.



Astronomi su pronašli uvjerljive dokaze za supermasivnu crnu rupu u središtu naše galaksije Mliječnog puta, galaksije NGC 4258, divovske eliptične galaksije M87 i nekoliko drugih. Naučnici su provjerili postojanje crnih rupa proučavajući brzinu oblaka plina koji kruže oko tih područja. Godine 1994. podaci Hubble svemirskog teleskopa izmjerili su masu nevidljivog objekta u središtu M87. Na temelju gibanja materijala koji se vrti oko središta, objekt se procjenjuje na oko 3 milijarde puta mase našeg Sunca i čini se da je koncentriran u prostor koji je manji od našeg Sunčevog sustava.

Dugi niz godina emisije rendgenskog zračenja iz sustava dvostruke zvijezde Cygnus X-1 uvjerile su mnoge astronome da sustav sadrži crnu rupu. S preciznijim mjerenjima dostupnim od nedavno, dokazi za crnu rupu u Cygnus X-1 – i oko desetak drugih sustava – vrlo su jaki.



Astrofizika, Astronomija

Kada se materija sruši u Crnu rupu, kamo ide ili što se s njom dogodi?

Leave a comment

Odmah u vrijeme Isaaca Newtona (1687.) utvrđeno je da je sila gravitacije posljedica prisutnosti materije, posebice njene mase. Zapravo, postojanje crnih rupa postulirano je nedugo nakon Newtonove publikacije “Filozofije Naturalis Principia Mathematica” (Matematička načela prirodne filozofije).

Tek kada je 1915. godine Albert Einstein objavio svoju teoriju o Općoj relativnosti teorija crnih rupa stvarno je zaživjela. Prvo stvarno istraživanje o fenomenu poduzelo je Karl Schwarzchild 1916. godine, koji je izveo jednadžbu za Schwarzchild radius crne rupe (Rs = GM / c ^ 2, gdje je Rs radijus Schwarzchilda, G je Newtonova gravitacijska konstanta, M je masa crne rupe i c brzina svjetlosti).




Kako bi se stvorila Crnu rupu, materija se urušava pod vlastitim gravitacijskim poljem, poput smrti velike zvijezde. Ako je predmet dovoljno velik, tada će njegova gravitacijska privlačnost biti toliko velika da će nadvladati sve druge sile koje se pokušavaju oduprijeti kolapsu, a stvar će se nastaviti smanjivati sve dok ne postane ništa više od tačke, poznate kao singularnost , Ova će točka imati i beskonačnu gustoću i bit će beskonačno mala. Utjecaj na prostorvrijeme bit će takav da je iskrivljen do točke u kojoj svjetlost više ne može pobjeći od crne rupe, pa je crna. U singularnosti se raspadaju poznati zakoni fizike, zbog čega se toliko vremena i truda provodi proučavajući ove čudne značajke našeg Svemira.

Radijus Schwarzchild opisuje svojstvo crnih rupa poznato kao horizont događaja. Ovo je tačka između prostora gdje svjetlost može pobjeći od gravitacijskog polja crne rupe i prostora gdje to ne može. Iako je singularnost unutar crne rupe beskrajno mala, crna rupa izgleda kao veličina njegovog horizonta događaja.

Kad materija pada u horizont događaja, ona postaje izolirana od ostatka prostora i vremena i učinkovito je nestala iz Univerzuma u kojem se nalazimo. Jednom unutar crne rupe stvar će biti rastrgana u najmanje subatomske sastavne dijelove koji će biti rastegnuti i stisnuti sve dok ne postanu dio singularnosti i povećavaju radijus crne rupe u skladu s tim.



Zanimljivo je da je Stephen Hawking pokazao da materija unutar crne rupe nije posve izolirana od ostatka svemira i da će, s obzirom na dovoljnu duljinu vremena, crne rupe postupno da se izrače i raspadnu.



Astrofizika, Eksperimentalna fizika, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića

Fizičari stvaraju crnu rupu pomoću zvuka

Leave a comment

Vještačka crna rupa koja zarobljava zvuk umjesto svjetlosti je napravljena u pokušaju da otkrije teorijsko Hawking zračenje. Zračenje koje je pretpostavio Stephen Hawking prije više od 30 godina, izaziva da crne rupe s vremenom ispare.

Astrofizičke crne rupe nastaju kada materija postane toliko gusta da se sruši do tačke nazvane singularitet. Gravitacija crne rupe je toliko velika da ništa – čak ni svetlost ne može pobjeći od granice oko iste koja se zove horizont događaja.

Ali fizičari takođe razvijaju “crne rupe” za zvuk. Oni to rade kopiranjem materijala koji se kreće brže od brzine zvuka u tom mediju, tako da mogu putovati što je brže moguće. Zvuk je efektno zarobljen u toku poput horizonta događaja.



Kvantno stanje

Fizičari materijal na koji se fokusiraju nazivaju Bose-Ajnštajnov kondenzat (BECs), kvantno stanje materije gde se više atoma ponašaju kao jedan atom.

Kondenzati su napravljeni koji se ranije supersonično kreću, tako da su fizičari vjerovatno stvorili akustične crne rupe u procesu rada sa BEC-ima, kaže Eric Cornell sa Univerziteta Kolorado u Boulderu, koji je podijelio Nobelovu nagradu 2001 za razvoj Bose-Einstein kondenzata.

Ali kaže da je nova studija Jeff Steinhauer-a iz Technion-Izraelskog instituta za tehnologiju u Haifi i kolegama prvi dokumentovani eksperiment koji je direktno usmjeren na proizvodnju Hokingovog zračenja u BEC-u.




Supersonski tok

Tim je ohladio 100.000 ili tako nagomilanih atoma rubidijuma na nekoliko milijardi stepeni iznad apsolutne nule i zarobio ih magnetnim poljem. Uz pomoć lasera, istraživači su zatim stvorili bunar električnog potencijala koji je privukao atome i izazvao ih da jure brže od brzine zvuka u materijalu.

Ovaj setup je stvorio supersonički tok koji je trajao oko 8 milisekundi, koji je blago formirao akustičnu crnu rupu koja je sposobna zarobiti zvuk.

Implikacije takvog rada mogle bi biti duboke, jer bi moglo dovesti do prve detekcije Hokingovog zračenja.

Kvantna mehanika kaže da se parovi čestica mogu spontano pojaviti u praznom prostoru. Ovi parovi, koji se sastoje od čestice i njene antičestice, treba da postoje za trenutak prije nego se anihiliraju i nestanu.

Međutim, sedamdesetih godina prošlog vijeka, Hoking je predložio da ako su parovi stvoreni blizu ivice crne rupe, jedna čestica može da padne prije nego što se uništi, ostavljajući svog partnera da se nasloni izvan horizonta događaja. Za posmatrače, ova čestica bi se pojavila kao zračenje. U akustičkim crnim rupama, Hokingova radijacija bi se nalazila u obliku čestica poput vibracione energije zvane fononi.

Veliki bonus

Pronalazak Hokingovog zračenja bi bio veliki bonus za fiziku, kaže kosmolog Šon Carroll iz kompanije Caltech.

To je zato što Hokingova teorija pravi neke fundamentalne propozicije o tome kako kvantna mehanika radi u prostoru koji je zakrivljen gravitacijom. Osnovna matematika se koristi za izračunavanje kako se Univerzum ponašao tokom perioda koji se naziva inflacija, kada se prostor brzo proširio brzo nakon velikog udara.

Međutim, detektovanje Hokingovog zračenja kroz astronomska opažanja je teško, jer isparavanje tipičnih crnih rupa zamagljeno je višegeneracijskim izvorima zračenja, uključujući kosmičku mikrotalasnu pozadinu, pozadinu velikog praska.

‘Prvi korak’

I istraživači još uvijek trebaju puno vremena prije nego što otkriju Hawking zračenje u akustičnim crnim rupama. Tim Steinhauer-a, na primjer, procjenjuje da povećanje brzine koje atomi dobijaju u njihovoj instalaciji mora biti oko 10 puta veće kako bi se stvorio detektabilno Hokingovo zračenje u obliku fonona.

“U stvari, otkrivanje zvučnih talasa koje proizvede crne rupe je stvarno teško. Ali ovo je uzbudljiv prvi korak “, kaže Bill Unruh sa Univerziteta u Britanskoj Kolumbiji u Vankuveru, Kanada, koji je prvo predložio ideju korištenja kvantnih tečnosti za stvaranje vještačkih horizonata.

Kornell se slaže, dodajući da tim treba mnogo gladak tok da napravi BEC-a kako bi izmerio suptilan znak Hokingovog zračenja. “Ono što su uradili jeste lagan dio”, rekao je New Scientistu. “Težak dio je to učiniti na tako tih način da vidite sve male fluktuacije na vrhu svih nasilnih stvari koje ste učinili u kondenzatu [da biste ga učinili supersonicom].”

Cornell i njegove kolege grade sopstvenu eksperimentalnu postavku kako bi proizveli akustične horizonte događaja.



Laserski impulsi

I drugi se nadaju da će u laboratoriji napraviti detektivno Hokingovo zračenje koristeći svetlost. 2008. godine tim je stvorio horizont događaja u optičkom vlaknu, koristeći činjenicu da se različite talasne dužine svjetlosti kreću različitim brzinama.

To su uradili slanjem relativno usporenog impulsa niz vlakno. Ovo je iskrivilo optičke osobine optičkog vlakna, tako da kada je drugi, brži puls uhvaćen sa prvim, bio je usporen i efektivno postao zarobljen iza horizontalnog fronta prvog pulsiranja.

Još uvijek je moguća astrofizička detekcija Hokingovog zračenja. Što je manja crna rupa, to je veća energija koja je njegovo Hoking zračenje. Dakle, isparavanje mikroskopskih crnih rupa koje neki istraživači sumnjaju su stvorene gotovo odmah nakon velikog udarca moglo bi se otkriti pomoću NASA-ovog Fermi Gamma-ray svemirskog teleskopa, koji je lansiran 2008. godine.

Izvor: http://www.newscientist.com/article/dn17319-physicists-create-black-hole-for-sound/

Astrofizika, Astronomija, Sva Fizika

Šta se dešava u crnoj rupi?

Leave a comment

Crne rupe nas intrigiraju i ispunjavaju strahom. Sama epitoma haosa i kolapsa rođena nasiljem završavaju svoje dane u miru.

Šta su crne rupe? Kako se formiraju? Od čega su napravljeni? Gde idu? Ovo su neka od uobičajenih pitanja ljudi koji razmišljaju ili govore o velikim progoniteljima Univerzuma.

Definicija crne rupe
Crne rupe su općenito definisane kao “mjesto u prostoru gdje gravitacija vuče toliko da čak i svjetlost ne može izaći.” Gravitacija je toliko snažna jer je materija stisnuta u mali prostor “. – NASA.

Kako svjetlost ne može da izbjegne gravitaciju rupa, čini se potpuno crnom – otuda ime. Međutim, oni se mogu “vidjeti” sa nekim posebnim “jigger-pockery” podataka prikupljenih iz širokog spektra teleskopa.



Kako su napravljene crne rupe i šta uzrokuje crnu rupu?
Oblici crnih rupa zavise od njihovog tipa i porijekla.

Trenutna teorija sugeriše da su male crne rupe (neke male kao atom, ali sa masom velike planine) vjerovatno formirane u prvim sekundama svemira.

Crne rupe zvijezda (oko 20 naših Sunca) nastaju kada se masivne zvijezde sruše na sebe. Ovaj proces zakrivljuje prostor-vrijeme.

Ovo se dešava tokom događaja supernove kada masivne zvezde eksplodiraju nevjerovatno nasilno.

Smatra se da se formiraju supermasivne crne rupe (otprilike 1 milion masa našeg Sunca), kako se formira galaksija u kojoj žive.

Horizont događaja

Horizont događaja crne rupe je njena granica. Ovo je tačka u kojoj gravitaciona sila precizno prevladava sposobnost svjetla da pobjegne od poteza crne rupe.

To je doslovna tačka bez povratka – ne možete izbjeći iz nje.

Bar je to bilo tradicionalno gledište. Profesor Stephen Hawking, tokom svog života, bio je nepokolebljiv da se definicija crne rupe mora promjeniti.

U njegovom umu, on je vjerovao da horizonti događaja, kako ih tradicionalno shvataju, zapravo i ne postoje. Oni su, zapravo, “očigledni horizonti” na ivici crnih rupa, gde kvantna mehanika poludi.

Ovdje, kao i svugde drugdje, virtualne čestice se pojavljuju i gube, što dovodi do toga da horizont oscilira što ga čini više trepavim, rastućim i smanjivim neredom.

Ovi “vidljivi horizonti” takođe predstavljaju tačku u kojoj kvantni efekti stvaraju tokove vrućih čestica koji zrače unazad u svemir – tzv. Hokingovo zračenje. Smatra se da će ovo na kraju dovesti do toga da crna rupa izrači svu svoju masu i nestane.

Šta je singularnost?

Singularnost ili gravitaciona singularnost predstavlja tačku u samom centru crne rupe. To je jednodimenzionalna tačka koja sadrži ogromne količine mase u beskrajno malom prostoru.

Ovde gravitacija i gustina postaju beskonačni, vremenski krivini beskrajno i smatra se da se zakoni poznate fizike više ne primjenjuju.

Kip Thorne, eminentni američki fizičar, opisuje ga kao “tačku gde se svi fizički zakoni gube”.




Kako izgleda crna rupa?

Kako svjetlost ne može da pobjegne kada se proširi kroz horizon crne rupe, ona se u stvari ne mogu videti u tradicionalnom smislu. Međutim, možemo dokazati njihovo postojanje od njihovih efekata na druga tiiela u prostoru (kao Sunce i gasni oblaci).

Možda će uskoro biti moguće otkriti granicu horizonta događaja oko crne rupe – umjesto Hokingovog zračenja koje izlazi iz nje.

Šta bi vam se dogodilo ako se padnete u crnu rupu?

Sve dok je to supermasivna crna rupa, ne biste osjećali ništa jer bi ste bili u slobodnom padu (ono što je Ajnštajn jednom nazvao “najsrećnijom mišlju”). Postojali biste, a onda neizbežno ne biste, vaša masa bi se dodala u uvijek gladni dio crne rupe.

Međutim, za posmatrača, to je vrlo različita priča.

Dok pristupate horizontu događaja, izgleda da ćete odmah ubrzati, proširiti i iskriviti.

Zanimljivo je da ćete se sporije kretati što ste bliže horizontu dok se ne zamrznete (kao na pauzi).

Sada za zabavnim bacanjem, dok ostajete tamo nepomični, počećete da se protežite preko površine horizonta, a kada počnete da se zagrejete, takođe ćete izgledati redredjiviji i crveniji.

Tada ćete početi polako da obrišete dok se proširite preko zakrivljenog prostora-vremena crne rupe. Čini se da će se vrijeme zaustaviti i vatra Hokingovog zračenja će vas vjerovatno ugroziti.

Konačno, smanjili biste se na pepeo prije nego što se vaši posmrtni ostaci pojavljuju u apsolutnom mraku crne rupe.

Spektakularna scena, za neke grozna, ali ona koju nikada ne biste videli.

Za manje crne rupe izvršavate proces koji se obično naziva “špagetifikacija”. Ovo je veoma različita, i nešto uznemirujuća priča.

Šta je u centru crne rupe?

U centru crne rupe je nešto što se naziva gravitacijska singularnost, ili singularnost na kratko. Ovdje gravitacija i gustina su beskonačni, a prostor-vrijeme se proteže u beskonačnost.

Ovo je konačna destinacija za sve što se suviše približava crnoj rupi i nestaje u horizontu događaja.

Samo ono što je fizika u ovom trenutku u crnoj rupi niko ne može reći sigurno.



Šta je najbliža crna rupa Zemlji?

Najbliže crne rupe koje su otkrivene na Zemlji su nekoliko hiljada svjetlosnih godina od nas. Na ovoj udaljenosti, ove crne rupe neće imati uticaj na našu planetu ili na njenu okolinu.

Do danas, najbliža crna rupa, zvana V616 Monocerotosis, udaljena je 3000 svetlosnih godina i ima masu oko 9-13 puta veću od života Sunca. Sledeći najbliži je Cygnus X-1 (oko 6000 svetlosnih godina sa masom od 15 sunca).

Sledeće je GRO J0422 + 32, što je zapravo jedan od najmanjih i još otkrivenih i otprilike 7,800 svetlosnih godina.

Koliko znamo za najbližu supermasivnu crnu rupu, Sgr A, sjedi usred naše kućne galaksije – Mlečnog puta. Ovo čudovište je otprilike 27.000 svetlosnih godina daleko od nas.

Možete ga naći u približnom pravcu konstelacije Sagora. Njena ogromna gravitacija trenutno je zauzeta rušenjem okolnih zvijezda, dodajući njihovu masu sopstvenoj.

Procjenjuje se da je supermasivna crna rupa naše galaksije nekoliko miliona puta – približno 4.1 miliona masa našeg Sunca. Ali ne brinite, njena ogromna distanca od nas direktno ne utiče na naš solarni sistem – bar još uvijek.

Smatra se da će se oko 4 milijarde godina naša galaksija srušiti sa našom susjednom galaksijom Andromedom. Kada se to dogodi zvezde i njihove crne rupe će se pomešati u novu mješanu galaksiju.

Zvijezde će početi da se miješaju u orbite jedne druge, vjerovatno će ih poslati u čekanje i uvijek gladne, čeljusti dvije supermasivne crne rupe. Ovo će vjerovatno pratiti smrtnu kaznu za mnoge zvijezde.

Još uvijek ne brinite, Sunce će vjerovatno doći do kraja svog života mnogo prije nego što se ovo desi.



Koliko dugo traje da bi crna rupa umrla?

Životni vijek crne rupe varira u zavisnosti od njene mase. Možete samo zaista znati provjeravajući kvantne teorijske kalkulacije polja u snažno zakrivljenom prostoru da biste saznali – što je složeno, što je najmanje.

Kao opšte pravilo, gubitak mase od Hokingovog zračenja dolazi sa različitim stopama u odnosu na “veličinu” crne rupe. Zanimljivo je da manje masene crne rupe otpuštaju masu brže od većih.

To je zbog toga što je krivina koju stvaraju u svemiru intenzivnija oko njihovih horizonata događaja. Ali čak i tako, potrebno je veoma, veoma dugo vremena.

Kao primjer, procenjuje se da će za crnu rupu mase Sunca trajati 10 ^ 67 godina da potpuno ispari. Za veće crne rupe u Univerzumu, trebalo bi da bude nevjerovatnih 10 ^ 100 godina.

Ove cifre su mnogo duže od procijenjene starosti našeg Univerzuma, 13,8 puta 10 ^ 9 godina, ali to nije zauvijek. To znači na kraju dana, kada su sve zvijezde i planete već dugo nestale, crne rupe će dominirati i na kraju će nestati.

Koliko ima crnih rupa u svemiru?

Koliko je dugačak komad žica? Koliko zrna peska ima na plaži? Koliko je zvijezda u Galaksiji? Ova pitanja su skoro pa nemoguće odgovoriti.

Isto važi i za broj crnih rupa u Univerzumu, toliko ih je da se ne možete nadati da ih izbrojite.

Čak iako smo pokušali da ih prebrojimo, nikada nećemo dobiti pravi odgovor jer će veliki dio Univerzuma biti zauvijek zaklonjen sa našeg gledišta. Ako je takav pokušaj napravljen, prvo bi trebalo da ograničimo brojanje na “naš Univerzum” ili što se tačnije naziva “Opažajni Svemir”.

Međutim, možemo napraviti neke obrazovne pretpostavke.

Crne rupe zvjezdane mase formiraju se iz supernove velikih zviiezda. Samo naš Mliječni put sadrži oko 100 milijardi zvijezda i otprilike jedna na svakih hiljadu zvezda je dovoljno velika da stvori crnu rupu kada umre.

Ovo bi trebalo da znači da bi u našoj galaksiji bilo čak 100 miliona crnih rupa zvjezdanih razmera. Ali ovaj broj se povećava svake sekunde koja prolazi.

Smatra se da se nove crvene rupe iz nove magline formiraju jednom svake sekunde.

Ako govorimo o supermasivnim crnim rupama, one teže da vrebaju u centar galaksija. U našoj lokalnoj svemirskoj oblasti nalazi se oko 100 milijardi supermasivnih crnih rupa ili slično.

Kako je moguće otkriti crnu rupu?

S obzirom na prirodu ovih nebeskih fenomena, zapravo nije moguće direktno posmatrati ih sa teleskopima koji se oslanjaju na rendgen, svjetlost ili bilo koji drugi oblik EM zračenja.

Umjesto toga, da bi ih pronašli ili otkrili zahtijeva malo bočnog razmišljanja. Može se utvrditi njihovim gravitacijskim utjecajem na druge stvari u blizini i objekte.

Klasičan primjer bi bio ako crna rupa prođe kroz međuzvjezdani oblak. Ovaj događaj privlači materiju prema unutrašnjosti crne rupe u procesu poznat kao akretiranje.

Zvijezde se takođe mogu odvojiti od svog ‘normalnog’ kretanja ako prolaze blizu crne rupe ili, naravno, mogu biti razdvojene.

U drugom scenariju, zvjezdana materija se ubrzava dok se kreće prema crnoj rupi i emituje rendgenske zrake u svemir.

“Nedavna otkrića nude neke izvanredne dokaze da crne rupe imaju dramatičan uticaj na susjedstva oko njih – emituju snažne burne gama zrake, izgaraju okolne zvijezde i podstiču rast novih zvijezda u nekim područjima, a time i zaustavljaju druge.” – NASA.

Takođe možete vidjeti “perimetru prostora koji je blizu horizonta događaja crne rupe kroz nešto nazvano” efekat lensiranja “ili gravitaciono smicanje”.

Takođe možete pokušati da posmatrate Hokingovo zračenje crne rupe.



Možete li uništiti crnu rupu?

Kao što smo vidjeli gore, ne morate (ako možete da živite dovoljno dugo) samo sačekajte da se unište. Ali, teoretski, moguće je vještački uništiti crnu rupu.

Ispostavlja se da crne rupe mogu zapravo imati Ahilovu petu – njihove horizonte događaja. Fizičari su pretpostavili da ako možemo da ga hranimo i / ili naplaćujemo, možda ćemo moći da preokrenemo njegovu inherentnu nejednakost.

To bi, s druge strane, dovelo do raspuštanja crne rupe i moglo bi samo otkriti njenu centralnu singularnost za sve što će vidjeti. Ali fizičari priznaju da nemaju pojma šta bi bile stvarne posljedice.

Astrofizika, Astronomija, Koncepti u fizici, Konceptualno razumijevanje fizike

Crne rupe nisu crne i nisu rupe

Leave a comment

Ustaljena je miskoncepcija da su crne rupe rupe, ali nisu. Radi se o malim kuglama koje imaju ogromnu masu i gravitaciono privlače sve što se nalazi u blizini i ima masu.

Slika 1: Lijevo je pogrešna ilustracija crne rupe kao rupe, a desno ispravna kao kugle

Crne rupe također se ne mogu ni vidjeti jer i samu svjetlost zarobljavaju.

Slika 2: Lijevo je prikaz crne rupe kako neki zamišljaju da ju možemo vidjeti, a desno kako se ona stvarno “vidi”.


Astrofizika, Astronomija, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Sva Fizika

Supermasivne crne rupe ukazuju da možda nismo upravu o tome kako je nastao naš Svemir

Leave a comment

Svemir se može smatrati jednim velikim, neprekidnim prostorom koji se širi. Zanimljiva teorija o ovoj ekspanziji pretpostavlja da se svemir mogao stvoriti iz singularnosti – slično onome kao što se crne rupe navode kao podrijetlo galaksija.

Mnogo je toga vezanog za stvaranje galaksija i crnih rupa što još ne razumijemo, a kamoli sam početak svemira, no znanstvenici nastavljaju istraživati i procijeniti ovu zanimljivu teoriju. Sada, nova studija objavljena u The Astronomical Journal daje nam više tragova o tome kako crne rupe rade u kozmosu.

Nedavno se smatralo da su supermasivne crne rupe (SMBH) pronađene samo u većim galaktikama, poput Mliječnog puta. Zatim je tim astronoma sa Sveučilišta u Utah pronašao SMBH u središtu vrlo kompaktne patuljaste galaksije, koje su zaključili da je neuobičajena pojava. Ali sada je tim pronašao SMBH u centrima dviju drugih patuljastih galaksija pod nazivom VUCD3 i M59cO.

Ne samo da su ovi SMBH uočljivi u više patuljastih galaksija, već su i veći od SMBH Mliječne staze, zvane Strijelac A (što je oko 4 milijuna puta veće od mase Sunca). “To je prilično nevjerojatno kad stvarno razmišljate o tome”, rekao je glavni istraživač Chris Ahn u intervjuu za priopćenje za javnost Sveučilišta u Utahu. “Ovi iznimno kompaktni patuljci su oko 0,1 posto veličine Mliječnog puta, ali oni posjeduju supermasivne crne rupe koje su veće od crne rupe u središtu naše galaksije”.

Priča o postanku

Imajući SMBH u središtu ovih patuljastih galaksija moglo bi objasniti zašto su pronađeni masovniji od očekivanih. U slučaju VUCD3, crna rupa bila je 13 posto ukupne mase galaksije, dok je crna rupa M59cO činila 18 posto ukupne mase. Za usporedbu, Mliječna staza SMBH čini manje od 0,01 posto ukupne mase galaksije.

Osim pružanja uvida u ove specifične galaksije, ovo otkriće može nam također pomoći da shvatimo kako su ostale galaksije postale. “Još uvijek ne razumijemo kako se galaksije formiraju i evoluiraju tijekom vremena”, objašnjava Anil Seth u priopćenju za tisak. Ovi bi nam objekti mogli reći kako se galaksije spajaju i sudaraju. ”

Istraživanje također pokazuje da patuljaste galaksije nisu samo zvijezde klasteri. Mogle bi biti i mlađe verzije većih galaksija.

“Znamo da se galaksije spajaju i kombiniraju cijelo vrijeme – tako se galaksije razvijaju. Naš Mliječni Put jede galaksije dok govorimo “, nastavio je Seth. “Naša opća slika o tome kako galaksije nastaju jest da se male galaksije spajaju u velike galaksije. Ali imamo stvarno nepotpunu sliku toga. Izuzetno kompaktne galaksije patuljaka daju nam dulji vremenski okvir da bismo mogli vidjeti što se dogodilo u prošlosti. ”

Izvor: www.futurism.com

Astrofizika, Astronomija, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića

Ove godine ćemo prvi put u povijesti vidjeti crnu rupu

Leave a comment

U idućih 12 mjeseci astrofizičari vjeruju da će moći učiniti nešto što nikad prije nije bilo moguće, a moglo bi imati dalekosežne implikacije za naše razumijevanje svemira. Crna rupa je točka u prostoru s gravitacijskim povlačenjem toliko jakim da ni svjetlost ne može pobjeći od nje. Albert Einstein predvidio je postojanje crnih rupa u svojoj teoriji opće relativnosti, ali ni on nije bio uvjeren da su zapravo postojale. Do sada nitko nije uspio proizvesti konkretne dokaze o tome. Teleskop Horizonta događaja (EHT) mogao bi to promijeniti.

EHT nije toliko jedan teleskop jer je mreža teleskopa širom svijeta. Djelujući u skladu, ovi uređaji mogu pružiti sve potrebne komponente za snimanje slike crne rupe.

“Prvo, trebate iznimno veliko povećanje – ekvivalent da ćete moći računati goblete na golf loptici u Los Angelesu kada sjedite u New Yorku”, izjavio je ravnatelj EHT Sheperd Doeleman za futurism.com

Zatim, rekao je Doeleman, trebate put kroz plin na Mliječnoj stazi i vrućem plinu koji okružuje samu crnu rupu. To zahtijeva teleskop velik kao Zemlja, gdje EHT dolazi u igru.

Tim EHT-a stvorio je “virtualni teleskop veličine Zemlje”, rekao je Doeleman, koristeći mrežu pojedinačnih radijskih halata razbacanih diljem planeta. Sinkronizirale su se tako da se mogu točno programirati kako bi istovremeno promatrali istu točku u prostoru i snimali radio valove koje su otkrili na tvrdom disku.

Ideja je bila da, kombiniranjem ovih podataka kasnije, tim EHT-a mogao bi proizvesti sliku sličnu onoj koja bi se mogla stvoriti pomoću jednog teleskopa veličine Zemlje.

U travnju 2017. EHT tim je po prvi put stavio svoj teleskop na test. Tijekom pet noći, osam jela diljem svijeta postavilo je svoje poglede na Strijelac A * (Sgr A *), točku u središtu Mliječne staze, koju istraživači smatraju mjestom supermasivne crne rupe.

Podaci s teleskopa na južnom polu nisu došli do MIT hegselarskog observatorija do sredine prosinca zbog nedostatka teretnih letova iz regije. Sada kada tim ima podatke sa svih osam radijskih teleskopa, mogu započeti s analizom u nadi da će proizvesti prvu sliku crne rupe.

Dokazivanje da je Einstein upravu (ili da nije)

Ne samo da će slika crne rupe dokazati da one postoje, nego će otkriti nove uvide u naš svemir.

“Utjecaj crnih rupa na svemir je ogroman”, rekao je Doeleman.

U budućnosti, istraživači su mogli s vremenom snimati slike jedne crne rupe. To bi omogućilo znanstvenicima da utvrde da li je Einsteinova teorija opće relativnosti istina na granici crne rupe, kao i da prouče kako crne rupe rastu i apsorbiraju materiju, rekao je Doeleman.

Ipak, travanjska zapažanja Sgr A * su samo prva koja koristi EHT, a Doeleman čuva očekivanja u provjeri.

“Naravno, nemamo jamstva za ono što ćemo vidjeti, a priroda bi nam mogla baciti krivulju. Međutim, EHT je sada u pokretu, pa ćemo sljedećih nekoliko godina raditi na stvaranju slike kako bismo vidjeli kako crna rupa doista izgleda “, rekao je za futurizam.

Izvor: www.futurism.com