Какво бихме виждали, като ни дадохме гащи с черна дупка? | Космически вакуум
Имам предубедено мнение, признавам го, но едно от образите на филма и едно от най -емблематичните астрономически наблюдения в историята е това на дупка „отблизо“. По -конкретно, аз се позовавам на измислените изображения на Гаргантуа и Роялите на Супермасивната черна дупка на M87, гигантска галактика, която имаме там, само 53 милиона леки години. M87 се помещава чудовище, което концентрира масата от около седем милиарда в подметката. Но това е, че го прави в обем с размер, подобен на разстоянието, на което в момента е корабът на пътуване 1 от нас, около 140 пъти по -голям от размера на орбитата на земята около слънцето, или по -малко от десети век на разстоянието, което ни отделя от най -близката звезда. Тоест същия том, в който се помещават няколко звезди тук (следващото слънце и Кентавър), свръхмасивната черна дупка на M87 концентрира еквивалента на няколко хиляди Милиони звезди. И това не е най -голямата черна дупка.
И откъде да разберем, че има черна дупка? Как изглеждат тези чудовища? По -конкретно, как се виждате на къси разстояния, ако бяхме пред него Bruces? За да разберем това, ще представим проблема с няколко хипотези.
На първо място, нека да видим какво би се случило, ако черната дупка беше напълно сама във Вселената. Трябва да имаме, че най -популярното определение на черна дупка е, че дори светлината не може да избяга от гравитационното си привличане, тоест светлината няма достатъчно скорост, за да избяга. В случай на маса като Земята, нищо не може да я остави, ако не върви повече от 11 километра в секунда (около 40 000 километра в час, което е единица, която разбираме по -добре). В светлина, със скоростта си от 30 000 километра в секунда, той не му дава да избяга от гравитационния ефект на самотна черна дупка. Така че, не бива да виждаме нищо, не излъчвам светлина, би било буквално невидимо.
Но може да не е вярно. Мога да кажа, тъй като не е доказано, но така нареченото радиация на Хокинг би било начин, по който черна дупка ще излъчва светлина. Това радиация ще бъде резултат от квантовите колебания само на хоризонта на събитията, които биха били повърхността, където скоростта на отработените газове е равна на тази на светлината. В квантово колебание за известно време можете да създадете частица и античастица. И се оказва, че античастиците на един е друг фотон. Ако два фотона се създадат чрез квантово колебание, при нормални условия, те ще бъдат унищожени и ние не бихме го открили. Но ако двойката фотони е създадена, един е леко на хоризонта на събитията, а друг отвън, първият няма да може да избяга, а втората да. Така че Черните дупки ще излъчват светлина! В ущърб на неговата литургия. Те не биха били толкова невидими, въпреки че изчисленията на Хокинг определят, че вероятността на това явление е толкова малка, че да излъчват изключително ниска светлина, твърде много, за да го открият с нашите текущи инструменти. Въпреки това е толкова важно, че я търсим.
Нека продължим да добавяме хипотези, които по физика бързо добавят сложност към проблема. Всъщност в нашата статия днес обсъждаме това, което бихме виждали в черна дупка, затова приемаме, че тя не е сама във Вселената, поне би ни направила пред нас. И ние Излиза светлината (Ако приемем, че не сме на нула градуса Келвин, ние сме живи). Най-здравата дефиниция на черна дупка е, че кривите на пространството-време, така че нищо не може да се ускори, за да има открита траектория (или изпускане), всичко, което ще бъде твърде близо в черната дупка. Но ако се поставим на адекватно разстояние, някои от фотоните, които ни оставят, могат да пътуват през пространството, извити от черната дупка и отново, ако сме на правилното място, те биха могли да обърнат черната дупка (винаги отвъд хоризонта на събитията, надвишаващи го е „смъртта“ на фотон) и се върне към нас. Така че можехме да се видим, както в огледало! Нашият образ би бил доста изкривен, но щяхме да знаем, че има черна дупка. Всъщност това огледало би било специално, защото ако се поставим на правилното място и без дори да погледнем директно към черната дупка, фотоните, които напускат врата ни, можеха да видят кариерата си толкова извити, че да могат да стигнат до нас в очите ни, след като се обърнаха около черната дупка. Това би било огледало, което би ни позволило да видим врата си, няма нищо.
Следователно черна дупка е като огледало, но и като лупа. Защото ако има неща (планети, звезди, галактики) зад черната дупка, близо или далечни, Черната дупка ни позволява да ги видим По -подробно и / или изкривено, в зависимост от разстоянието и относителното си положение в сравнение с черната дупка. Точно като лупа, което може да концентрира слънчевата светлина до точка или да създаде рядко изображение (се нарича каустик, дума, която не е добре известна).
Нека продължим да усложняваме проблема. Новият случай, който предлагаме, всъщност е най -често срещаният начин за откриване на черни дупки. Ако черният отвор има материал, той се разпределя на диск, който е кръгла структура, с черната дупка в средата и много плоска, оттук и името му. В този диск материалът се нагрява до големи температури. В случая на Супермасиални черни дупкиИ тъй като беше голяма крушка с нажежаема жичка, тя може да свети като цяла галактика. Говорим за газ в площ от няколко десетки леки дни, тоест много по -малко от размера на слънчевата система в неговите граници, в това, което е известно като Oort Cloud, който представлява няколкостотин леки дни (пътуването 1, което споменаваме, е почти лек ден). Материалът на диска, по време на светлинната емисия, губи енергия, така че в края черният отвор може да го погълне, така че структурата е известна като диск за аккреция, използвайки друга дума, която не е добре известна на испански, но която SAR определя като „растеж чрез добавяне на материал“.
Но да се върнем към нашия въпрос Щяхме да видим черна дупка. В този последен казуистичен, когато има материал наоколо, трябва да видим албум, излъчващ светлина. Но това е вярно само ако наблюдаваме черната дупка отгоре, от същата ос, около която е счупен дискът. Ако наблюдаваме албума от едната страна, с определен ъгъл, не виждаме какво бихме очаквали. Направете теста за разглеждане на CD или по -добър винил, който има своя малък черен отвор в средата, като астрономически дискове за акредиция. Ако го наблюдават в перпендикуляр, те го виждат кръгла, ако го наблюдават от определен ъгъл, те виждат елипса и ако го наблюдават от равнината на диска, те ще видят много фин сегмент. Но аналогията не ни печели за космически чудовища. Тъй като кривината на пространството-времето, което произвеждат, предполага, че траекторията на светлината на частта на диска, която е отвъд черната дупка, и която по принцип пътува в перпендикулярно на диска, се изкривява и се върти около черната дупка, която най-накрая се движи към нас. Тази светлина ни се струва, че идва от зоната над черната дупка, но идва от задната част на диска. Тъй като дискът е кръгъл, в края като гребен над черната дупка. И същото важи: лъчите на светлината от дъното на дисковата зона зад дупката на Negreo, лъчите, които по принцип се спускат, огънати и достигат, сякаш са от Долната зона на черната дупка.
Изображението на Гаргантуа в Междузвездна Той го показва перфектно, той се основава на нашите най -добри модели на емисии на диск за аккреция около черна дупка. Бих искал да подчертая, че използвам присъстващ в този параграф, а не подчинен и видяхме този ефект! Както за свръхмасивната черна дупка на галактиката M87, така и за Млечния път.
Визията на черна затворена дупка има по -любопитни характеристики, но аз оставам без място. Най -накрая назовавам светлината на светлината наоколо, много близо до хоризонта на събитията и във вътрешна зона, че границите на акредиционния диск, където фотоните могат да придобият кръгови орбити, почти стабилни около чудовището, като Ако те бяха планетаВ това, което се нарича фотонична сфера. Някои от тези фотони в края избягат и ни дават визията на пръстен. Потърсете образа на Гаргантуа, този пръстен се вижда във филма. Ако бяхме в този пръстен, точно там можехме да видим врата и да затворим аргументативен кръг в тази статия, като безкрайната кривина на черната дупка в центъра му, го оставям.
