Невидимые объекты, скрытая масса, чёрные дыры...

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Черная дыра

• На днях Стивен Хокинг всколыхнул научную общественность, заявив, что чёрных дыр не существует. Вернее, они представляют собой совсем не то, что считалось ранее.
  По мнению исследователя (которое изложено в работе “Сохранение информации и прогнозы погоды для черных дыр”), то, что мы называем чёрными дырами, может существовать без так называемого “горизонта событий”, за который вырваться уже ничто не может. Хокинг считает, что чёрные дыры удерживают свет и информацию только какое-то время, а потом “выплёвывают” обратно в космос, правда, в изрядно искажённом виде.
  Пока научное сообщество переваривает новую теорию, мы решили напомнить нашему читателю то, что считалось “фактами о чёрных дырах” до сих пор. Итак, до сих пор считалось, что:
  
  Свое название чёрные дыры получили потому, что всасывают свет, который касается ее границ, и не отражают его
  
  
  
• Формируясь в момент, когда достаточно сжатая масса вещества деформирует пространство и время, черная дыра имеет определенную поверхность, называемую “горизонтом событий”, знаменующую собой точку невозврата.
  
  Черные дыры влияют на течение времени
  
• 
  
  
• Близко к уровню моря часы идут медленнее, чем на космической станции, а вблизи черных дыр и того медленнее. Это каким-то образом связано с силой тяжести.
  
  Ближайшая черная дыра находится примерно в 1600 световых лет от нас
  
• 
  
  
• Наша галактика усеяна черными дырами, однако ближайшая из тех, что теоретически способны уничтожить нашу скромную планету, находится далеко за пределами нашей Солнечной системы.
  
  Огромная черная дыра находится в центре галактики Млечный Путь
  
• 
  
  
• Она расположена на расстоянии 30 тысяч световых лет от Земли, а её размеры более чем в 30 миллионов раз превышают размеры нашего Солнца.
  
  Черные дыры, в конце концов, испаряются
  
• 
  
  
• Считается, что ничто не может вырваться из черной дыры. Единственное исключение из этого правила – радиация. По мнению некоторых ученых, по мере того, как черные дыры излучают радиацию, они теряют массу. В результате этого процесса черная дыра может и вовсе исчезнуть.
  
  Черные дыры имеют форму не воронки, а сферы
  
• 
  
  
• В большинстве учебников вы увидите черные дыры, которые выглядят, как воронки. Это происходит потому, что они проиллюстрированы с точки зрения гравитационного колодца. В действительности они больше похожи на сферу.
  
  Вблизи черной дыры всё искажается
  
• 
  
  
• Черные дыры обладают способностью искажать пространство, и, поскольку они вращаются, то искажение усиливается по мере вращения.
  
  Черная дыра может убить ужасным образом
  
• 
  
  
• Хотя это кажется очевидным, что черная дыра несовместима с жизнью, большинство людей думают, что там их бы просто раздавило. Не обязательно. Вас, скорее всего, растянуло бы до смерти, потому что часть вашего тела, первой достигшая «горизонта событий» оказалась бы под значительно большим влиянием силы тяжести.
  
  Черные дыры не всегда черные
  
• 
  
  
• Хотя они известны своей чернотой, как мы уже говорили ранее, они на самом деле излучают электромагнитные волны.
  
  Черные дыры способны не только разрушать
  
• 
  
  
• Конечно, в большинстве случаев, так и есть. Однако существуют многочисленные теории, исследования и предположения о том, что черные дыры действительно могут быть приспособлены для получения энергии и для космических путешествий.
  
  Открытие черных дыр принадлежит не Альберту Эйнштейну
  
• 
  
  
• Альберт Эйнштейн только возродил теорию черных дыр в 1916 году. Задолго до того, в 1783 году, ученый по имени Джон Митчелл первым разработал эту теорию. Это произошло после того, как он задался вопросом, может ли гравитация стать настолько сильной, что даже легкие частицы не могли бы избежать ее.
  
  Черные дыры гудят
  
• 
  
  
• Хотя вакуум в космосе на самом деле не передает звуковых волн, если слушать с помощью специальных инструментов, то можно услышать звуки атмосферных помех. Когда черная дыра затягивает что-то внутрь, ее горизонт событий ускоряет частицы, вплоть до скорости света, и они производят гул.
  
  Черные дыры могут генерировать элементы, необходимые для зарождения жизни
  
• 
  
  
• Исследователи считают, что черные дыры создают элементы по мере своего распада на субатомные частицы. Эти частицы способны создавать элементы тяжелее гелия, такие как железо и углерод, а также многие другие, необходимые для формирования жизни.
  
  Черные дыры не только “проглатывают”, но и “выплевывают”
  
• 
  
  
• Черные дыры известны тем, что всасывают все, что оказывается вблизи их горизонта событий. После того, как что-то попадает в черную дыру, оно сдавливается с такой чудовищной силой, что отдельные компоненты сжимаются и в конечном счете распадаются на субатомные частицы. Некоторые ученые предполагают, что эта материя затем выбрасывается из того, что называют “белой дырой”.
  
  Любая материя может стать черной дырой
  
• 
  
  
• С технической точки зрения, черными дырами могут становиться не только звезды. Если бы ключи от вашей машины уменьшились до бесконечно малой точки, сохранив при этом свою массу, то их плотность достигла бы астрономического уровня, и сила их тяжести увеличилась бы до невероятности.
  
  Законы физики теряют силу в центре черной дыры
  
• 
  
  
• Согласно теориям, вещество внутри черной дыры сжимается до бесконечной плотности, а пространство и время перестают существовать. Когда это происходит, законы физики перестают действовать, просто потому, что человеческий разум не способен вообразить предмет, имеющий нулевой объем и бесконечную плотность.
  
  Черные дыры определяют количество звезд
  
• 
  
  
• По мнению некоторых ученых, число звезд во Вселенной ограничено количеством черных дыр. Это связано с тем, как они влияют на газовые облака и образование элементов в тех частях Вселенной, где рождаются новые звезды.
  
  http://fishki.net/1256230-chernaja-dyra-fakty.html?mode=rece...

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Что такое черная дыра?



Из всех гипотетических объектов Вселенной, предсказываемых научными теориями, черные дыры производят самое жуткое впечатление. И, хотя предположения об их существовании начали высказываться почти за полтора столетия до публикации Эйнштейном Общей теории относительности, убедительные свидетельства реальности их существования получены совсем недавно.









Читать подробнее →

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Откуда в космосе берутся огромные черные дыры




Черные дыры являются одними из самых странных и загадочных объектов во Вселенной. Как правило, они впадают в одну из двух крайностей своих размеров: “малые» черные дыры - это те, которые в десятки раз превышают массу нашего Солнца, и «сверхмассивные» черные дыры, которые больше нашего Солнца в миллиарды раз.

Долгое время существование промежуточных черных дыр не было ни подтверждено, ни опровергнуто. Однако недавнее открытие черной дыры средней массы подтвердило, что класс промежуточных черных дыр все-таки существует. Это открытие может обеспечить недостающее звено, которое объяснит, каким образом в центрах всех галактик рано или поздно образуются сверхмассивные черные дыры.

Черная дыра представляет собой область пространства, где гравитационное поле настолько мощное, что ни материя, ни свет не могут из него вырваться, поэтому черные дыры невидимы для наблюдателя.

Астрономы обнаружили черные дыры, звездная масса которых от 10 до 100 раз превышает массу Солнца, а также сверхмассивные черные дыры, которые весят от сотни тысяч до миллиардов солнечных масс. Согласно данным последнего исследования, средние черные дыры имеют промежуточную массу, превышающую массу нашего Солнца в 400 раз (плюс-минус 100).

Известно, что малые и средние черные дыры образуется в результате сжатия массивной звезды под действием собственной гравитации. Однако этот процесс не может служить объяснением возникновения гигантских черных дыр, поскольку возраст нашей Вселенной недостаточен для того, чтобы черная дыра успела поглотить космический материал в количествах, позволяющих ей приобрести такие огромные размеры.

Как же тогда образуются сверхмассивные черные дыры?

Некоторые теоретики предполагают, что эти чудовища – результат слияния промежуточных масс черных дыр, которые появились в результате сжатия гигантских облаков газа на ранних стадиях зарождения Вселенной.

Другие говорят, что супергиганты образовались из звездной массы черных дыр, которые каким-то образом умудрились поглотить материал с более высокой частотой, чем это позволяют законы физики.

К примеру, физики-теоретики из Йельского университета недавно разработали новую теоретическую концепцию, которая предполагает, что черные дыры действительно могут расти быстрее, чем это предполагает так называемый предел Эддингтона. То есть исходя из этой теории получается, что при определенных условиях развития черной дыры не вся ее выбрасываемая энергия уходит в Космос - часть энергии преобразуется в кинетические потоки, которые могут превышать предел Эддингтона, что позволяет черной дыре стремительно наращивать свою массу.

Источник

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Существуют ли на самом деле черные дыры?



На днях ученый из США выступил с сенсационным заявлением о том, что «черных дыр» в природе не существует. К такому выводу американский физик пришел, после того, как соединил между собой две противоречивые теории на этот счет. Однако данная гипотеза вполне логично объясняет возникающее несоответствие между квантовой механикой и теорией относительности Эйнштейна.
Стоит отметить: более пятидесяти лет ученые считали, что материя под действием собственной гравитации при коллапсе звезды сжимается, образуя в итоге сингулярность, которая становится ядром черной дыры и способна уничтожить любую материю. Причем главной особенностью черный дыры является горизонт событий, своего рода граница за которую не может выйти даже свет.
На сегодняшний день большинство астрофизиков и любителей фантастики не сомневаются в существовании черных дыр, которые также неоднократно упоминаются в различных кинофильмах. Существуют даже косвенные доказательства существования черных дыр. В частности, считается, что в центре нашей галактики также располагается огромная черная дыра.
Между тем довольно часто в ходе объяснения происхождения и функционирования черных дыр возникают некоторые трудности. В частности, теория гравитации Эйнштейна подтверждает образование сингулярности, но согласно фундаментальным основам квантовой теории, во Вселенной никакая информация не может исчезнуть. Поэтому объединение двух этих теорий неизменной приводит к так называемому парадоксу потери информации.
Еще в 1974 году ученый Стивен Хокинг попробовал объяснить парадокс, используя квантовую механику. Он предположил, что несоответствие вполне можно объяснить существованием гипотетического излучения черной дыры. Данное излучение, которое назвали хокинговым, представляет собой поток виртуальных элементарных частиц. В результате воздействия квантовых эффектов они испаряются с поверхности черной дыры. Получается, что если сингулярность не будет поглощать энергию, то постепенно она «испарится», выбросив в итоге часть хаотичной информации. В какой-то мере это будет способствовать разрешению парадоксов.
Однако данная теория также порождает большое количество несоответствий. Тогда два года назад была выведена новая теорию, согласно которой в образовании квантовых эффектов виновата так называемая «стена огня» черной дыры, которая возникает позади невидимого события и мгновенно уничтожает любую материю. Данная теория вызвала огромный интерес в научном мире и в какой-то степени способствовала образованию ряда других гипотез. В частности, согласно гипотезе Хуана Малдасены наша Вселенная представляет собой проекцию информации на плоскость.
Другую теорию предложила профессор физики Лаура Мерсини-Хоутон. Она согласна с тем, что под действием гравитации звезда производит излучение Хокинга при коллапсировании. Однако, по расчетам эксперта звезда при этом также лишается массы. Поэтому она не сможет сжаться в сингулярность и образовать новую черную дыру. То есть, вместо того, чтобы умирающая звезда должна сформировать черную дыру, она взрывается.
Получается, что она не образует парадокс событий и другие, связанные с этим несоответствия. Таким образом,можно сказать, что черных дыр на самом деле не существует.
Таким образом, можно сказать, что гипотеза Мерсини-Хоутон порождает не меньше вопросов, чем гипотезы других ученых. Также ошибочными признаются теории о том, что наша Вселенная возникла из сингулярности, которая во время большого взрыва неожиданно начала расширяться. По мнению Мерсини-Хоутон, это не могло произойти, так как никакой сингулярности не было.

Источник

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

В маленькой галактике прячется очень большая черная дыра





Астрономы обнаружили самую маленькую из известных галактик, в ядре которой затаилась огромная черная дыра массой около 21 миллионов масс Солнца. Открытие дает основания предполагать, что сверхмассивных черных дыр может быть гораздо больше, чем ранее считалось.

В сердце почти каждой крупной галактики, такой как Млечный Путь, находится сверхмассивная черная дыра массой от миллионов до миллиардов солнечных масс. Они существуют еще со времен ранней Вселенной, причем некоторые из них сформировались спустя 800 миллионов лет после Большого Взрыва. Ученые пытаются выяснить, могут ли карликовые галактики таить в себе сверхмассивные черные дыры.

По словам астрономов, галактика считается карликовой, если ее светимость примерно в 50 раз меньше светимости Млечного Пути. Такие галактики имеют намного меньшую протяженность, чем Млечный Путь, диаметр которого составляет 100 тысяч световых лет. При этом карликовые галактики встречается чаще, чем галактики по типу нашей.
Ученые исследовали более редкий вид карликовой галактики, так называемую ультракомпактную карликовую галактику – одно из самых плотных скоплений звезд во Вселенной.

Чаще всего они встречаются в скоплениях галактик – городах Вселенной, — цитирует Space.com слова руководителя исследования Энила Сэта из Университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити.

Таким образом, ультракомпактная карликовая галактика M60-UCD1, исследуемая с помощью 8-метрового оптического инфракрасного телескопа «Джемини-север» (Gemini North) на острове Гавайи и космической обсерватории «Хаббл» NASA, стала самой маленькой из известных науке галактик, приютивших настолько огромную черную дыру. M60-UCD1 удалена от Земли на расстояние около 54 миллионов световых лет. Она вращается по орбите M60 – одной из крупнейших галактик рядом с нашей галактикой – на расстоянии всего около 22 000 световых лет от ее центра. Это расстояние ближе, чем от Солнца до центра Млечного Пути.



Огромная галактика M60

Ученые выяснили, что звезды в центре M60-UCD1 движутся со скоростью около 370 000 км/ч, что слишком быстро для простых звезд, не подверженных влиянию черной дыры. Это помогло исследователям определить массу гиганта, которая составила 21 миллион солнечных масс или 15 процентов карликовой галактики в 140 миллионов солнечных масс. Для сравнения: сверхмассивная черная дыра в сердце Млечного Пути массивнее Солнца примерно в 4 миллиона раз и занимает меньше 0,01 процента общей массы своей галактики.

Это удивительное открытие, учитывая, что Млечный Путь в 500 раз больше и в 1000 раз массивнее карликовой галактики M60-UCD1, — говорится в сообщении ученых.

Результаты исследования навели ученых на мысль, что ультракомпактные карликовые галактики являются остатками более крупных галактик. По их словам, в прошлом (возможно, 10 миллиардов лет назад) очень крупная M60-UCD1, насчитывающая около 10 миллиардов звезд, встретилась с еще более крупной галактикой M60, которая забрала у нее звезды и темную материю.

Исследователи считают, что однажды M60 полностью поглотит M60-UCD1, а ее черная дыра сольется с черной дырой в 4,5 миллиарда солнечных масс и в тысячу раз массивнее той, что находится в центре Млечного Пути.

Характер движения звезд в ультракомпактных карликовых галактиках указывает на наличие в них сверхмассивных черных дыр. Таким образом, реальное количество сверхмассивных черных дыр в близлежащих областях Вселенной может быть вдвое больше, чем считалось ранее.

Выводы ученых были опубликованы в научном журнале Nature.

Источник

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

http://www.youtube.com/watch?v=iQKElYzNRKw

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Ученые вывели математические доказательства того, что черные дыры не могут существовать в реальности

Вряд ли можно найти в окружающем нас мире объект, о котором известно еще меньше, чем известно людям о черных дырах. Черные дыры в нашем понимании - это самые черные и самые плотные космические объекты, гравитационной ловушки которых не могут избежать даже невесомые фотоны света. Влиянием черных дыр ученые объясняют некоторые явления, которые происходят в центрах массивных галактик, а самим черным дырам ученые приписывают массу самых экзотических свойств. И недавно, в результате совместной работы ученых-физиков и ученых-математиков, черные дыры обрели еще одно свойство - оказывается, они попросту не могут существовать в реальном мире.

Лаура Мерсини-Хаутон (Laura Mersini-Houghton), профессор физики из университета Северной Каролины в Чапел Хилле, соединив в единое целое две противоречащих на первый взгляд теории, вывела математические доказательства тому, что черные дыры не могут возникнуть и существовать в том виде, в котором об этом принято думать. Такое положение дел может вынудить ученых пересмотреть все известные современные тории о строении пространственно-временного континуума и заново разработать теорию, описывающую происхождение Вселенной.

"Мы сами находимся в шоке от того, что нам удалось выяснить" - рассказывает профессор Мерсини-Хаутон, - "Мы занимались исследованиями данной проблем более 50 лет, и все это время такие исследования служили причиной возникновения большего числа новых вопросов, чем они давали ответов на уже существующие вопросы".

В течение многих десятилетий ученые считали, что черные дыры формировались, когда сверхмассивные звезды, жизненный цикл которых подошел к концу, начинали разрушать сами себя при помощи собственной гравитации. Под влиянием этой гравитации материя звезды начинала уплотняться и в какой-то момент этот процесс приобретает лавинообразный характер, в результате чего вся звезда схлопывалась в сингулярность, в объект очень малого размера, обладающий огромной плотностью материи и, следовательно, массой. Гравитация этой сингулярности обуславливает возникновение границы, горизонта событий, вернуться из-за которого не может ни материя, ни излучение.

Понятие черной дыры столь причудливо из-за того, что в нем складываются две противоречивые фундаментальные теории. Теория гравитации Эйнштейна допускает формирование черных дыр, но одна из фундаментальных теорий квантовой механики определяет то, что никакая информация во Вселенной не может исчезнуть без следа. Попытки объединения этих двух теорий приводят к математической бессмыслице, известной как парадокс исчезновения информации в черной дыре.

Но исследования профессора Мерсини-Хаутон описывают совершенно новый сценарий. Она и Стивен Хокинг соглашаются с тем фактом, что когда звезда разрушается под влиянием собственной гравитации, она производит излучение, называемое излучением Хокинга. Однако, процесс излучения радиации Хокинга приводит к потере звездой своей массы, при этом, ее масса и плотность падают настолько что умирающая звезда раздувается и взрывается, и формирование черной дыры с горизонтом событий становятся невозможными.

Работа профессора Мерсини-Хаутон, которая была написана совместно с ученым-математиком Харальдом Пайффером (Harald Peiffer) из университета Торонто, опубликована в онлайн-издательстве ArXiv. В этом сборнике работ, которые не прошли еще экспертную оценку, также находятся более ранние работы Мерсини-Хаутон, которые являются своего рода основой для ее последней работы.

Профессор Мерсини-Хаутон уверена в том, что математические выводы о невозможности существования черных дыр являются достоверными и окончательными. Тем не менее, окончательную точку в вопросе существования черных дыр может поставить лишь получение экспериментальных данных, указывающих на возможность физического существования черных дыр.

У математического обоснования невозможности возникновения сингулярности и черных дыр имеется еще одно немаловажное следствие. Множество физиков и астрономов считает, что наша Вселенная и произошла именно из сингулярности, начав свое расширение с момента Большого Взрыва. Однако, если сингулярность не существует, то ученым придется выдвинуть новую теорию о возникновении Вселенной, в которой не будет задействован Большой Взрыв, но которая сможет объяснить все явления, наблюдаемые учеными в настоящее время..

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Исследование: чёрные дыры выстроены в линии, образуя межзвёздную космическую сеть

Астрономам удалось выяснить, что находящиеся в центре некоторых галактик на расстоянии миллиардов световых лет от Земли чёрные дыры странным образом выстроены в линии. Открытие подразумевает, что эти скопления могут являться частью космической сети.

Учёные, возможно, нашли ключ к разгадке происхождения Вселенной. Исследователи обнаружили, что сверхмассивные чёрные дыры странным образом сгруппированы вместе. Эти скопления могут быть объединены в межзвёздную космическую сеть, сообщает англоязычный ресурс RT.

По мнению учёных, новое открытие поможет изучить природу происхождения космических лучей и понять, как устроена вся Вселенная. Уникальные данные удалось собрать благодаря огромному телескопу в Чили. Наблюдение за чёрными дырами вела группа учёных из бельгийского университета в городе Льеж.
Они смогли зафиксировать необычные линейные скопления между огромными межзвёздными объектами, которые называют квазарами. Это галактики, в центре которых расположены сверхмассивные чёрные дыры. По словам научного сотрудника Дамьена Хутсмекера, несмотря на то, что квазары разделены миллиардами световых лет, они организованы в некую межзвёздную структуру.

«Квазары – это одни из самых ярких объектов во Вселенной, но при этом они были рождены самыми тёмными объектами – сверхмассивными чёрными дырами», – рассказал доктор Аллан Даффи.

Результаты своего исследования учёные опубликовали в научном журнале Astronomy & Astrophysics. Предполагается, что выводы астрономов повлекут за собой ряд новых революционных открытий.
Художники и программисты создали модель взаимодействия сверхмассивных чёрных дыр, объединённых в сеть, в движении.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Прорыв: российский телескоп обнаружил «плевки», которые нарушают законы физики



Российский телескоп «Радиоастрон» помог доказать, что температура «плевков» сверхмассивных черных дыр в десятки раз превышает максимально допустимые значения, которые описываются законами астрофизики. Таким образом, ученые оказались перед необходимостью формулировки новой физики, сообщает РИА «Новости».
[IMG]https://ar.tns-counter.ru/V13a****ar_ru/ru/CP1251/tmsec=34250_570534-2254188/121819150[/IMG]



Революция в разъеме USB Молниеносная зарядка смартфонов и превращение в ПК






Мощнейший китайский флагман Стоит недорого, обгоняет конкурентов










ДиректКупить ватные матрасы! Жми!Ватные матрасы от фабрики! Доставка 24 ч! Сегодня скидка 20%! Успей купить!vahtovikshop.ruАдрес и телефонМоскваLONAX матрасы −70%!! В наличии!!Матрасы Lonax от 2887р.! Скидки на матрасы до - 70%! Доставка 0 руб.!ortik.ruАдрес и телефонЛатексные матрасы! Фабрика LuntekОт производителя! Пружинные и беспружинные! Натуральные! Огромный выбор!luntek.ruХотите выгодно купить кровать?Успей купить двуспальную кровать с матрасом за 8000р до конца недели!!!imebels.ru





232

Наблюдали за квазаром

Астрофизики использовали наземно-космический комплекс «Радиоастрон» для наблюдения за ярчайшим квазаром 3C273 в созвездии Девы, удаленном от нас на расстояние в два миллиарда световых лет. В результате они выяснили, что выбросы расположенной по центру сверхмассивной черной дыры нельзя описать известными законами астрофизики – температура «плевков» составляла до 40 триллионов градусов Кельвина.






Данные, полученные исследователями, противоречат современным научным представлениям о природе излучения квазаров. В результате ученые оказались перед необходимостью выработки новой физики – законов, которые могли бы объяснить подобное поведение космических объектов.

Нам пока не удалось найти удовлетворительное объяснение обнаруженного 10-кратного превышения температуры. Полагаю, за этим поразительным результатом скрывается новая глава в изучении дальней Вселенной
Николай КардашевАкадемик руководитель проекта «Радиоастрон», глава Астрокосмического центра ФИАН



Серьезная основа

Предпосылки революционного научного открытия лежат в исследованиях, проведенных в 2012 году – в первые месяцы работы комплекса на орбите. Наблюдая за джетами (пучками материи, которые в центрах активных ядер галактик выбрасываются сверхмассивными черными дырами), специалисты обнаружили, что температура «плевков» превышает значения, которые описаны теорией (не более 500 миллиардов градусов Кельвина), иначе имела бы место обратная комптоновская катастрофа.
Аналогичные данные были получены при составлении атласа квазаров. А в 2014 году авторы эксперимента заявили, что если результаты наблюдений за ядрами галактик будут аналогичны, то описание джетов потребует создания новой физики.

Это тот тип счастливых научных открытий, который обязательно поможет нам лучше разобраться в природе квазаров.
Юрий КовалевКоординатор научной программы «Радиоастрона»

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Спорное заявление о темной материи наконец пройдет окончательные испытания

В сфере исследований темной материи, как в посудной лавке, есть слон: заявление, в которое трудно поверить, невозможно подтвердить и на удивление трудно объяснить. Но теперь у нас есть четыре инструмента с тем же типом детектора, что был у коллаборации, которой принадлежит это спорное заявление. В течение следующих трех лет эти эксперименты либо подтвердят существование темной материи, либо опровергнут заявление раз и навсегда, говорят физики, работающие над ними.
«Все разрешится», говорит Франк Калаприс из Принстонского университета в Нью-Джерси, руководящий одним из экспериментов.
Первоначальное заявление было сделано коллаборацией DAMA, детектор которой находится в лаборатории глубоко под горным массивом Гран-Сассо к востоку от Рима. Более десяти лет назад она предоставила удивительные доказательства темной материи, невидимой субстанции, которая, как полагают, связывает галактики воедино своим гравитационным притяжением. Первый из новых детекторов начнет работать в Южной Корее уже через несколько недель. Остальные будут запущены в ближайшие несколько лет в Испании, Австралии и Гран-Сассо. Все они будут использовать кристаллы иодида натрия для поиска темной материи, чего не делал ни один крупномасштабный эксперимент, не считая DAMA.
Ученые весьма уверены в существовании темной материи и в том, что ее минимум в пять раз больше обычного вещества. Но ее природа остается загадочной. Ведущая гипотеза заключается в том, что по крайней мере часть ее массы состоит из слабо взаимодействующих частиц (вимпов), которые должны иногда сталкиваться с атомными ядрами на Земле.
Кристаллы иодида натрия должны производить вспышку света, если такое произойдет в детекторе. И хотя естественная радиоактивность тоже производит такие вспышки, DAMA заявила об обнаружении вимпов еще в 1998 году, опираясь на тот факт, что число вспышек, произведенных за день, колебалось в зависимости от времен года.
Именно это можно было бы ожидать, если сигнал производится вимпами, которые проливаются на Землю по мере движения Солнечной системы через гало темной материи Млечного Пути. В таком случае число частиц, пересекающих Землю, должно достигать своего пика, когда орбитальное движение планеты выравнивается с движением Солнца, в начале июня, и понижаться, когда движение идет против Солнца, в начале декабря.
Но есть одна большая проблема. «Если это действительно темная материя, многие другие эксперименты уже ее бы увидели», говорит Томас Швец-Мангольд, физик-теоретик из Технологического института Карлсруэ в Германии — и никто пока не видел. Но в то же время все попытки найти слабые места в эксперименте DAMA, включая эффекты окружающей среды, которые ученые не принимали во внимание, не увенчались успехом. «Сигнал модуляции есть», говорит Кайцзюан Ни из Калифорнийского университета в Сан-Диего, работающий над экспериментом по поиску темной материи XENON1T. «Но как интерпретировать этот сигнал — в пользу темной материи или чего-нибудь еще — непонятно».
Никакой другой полномасштабный эксперимент не использовал иодид натрия в детекторе, хотя KIMS в Южной Корее использовал иодид цезия. Таким образом, остается возможность того, что темная материя взаимодействует с натрием как-то иначе, чем с другими элементами. «Пока кто-то не запустит детектор на том же элементе, который оставил намек, нельзя быть ни в чем уверенным», говорит Хуан Коллар из Университета Чикаго в Иллинойсе, работавший над несколькими экспериментами темной материи.
Многие столкнулись со сложность выращивания кристаллов иодида натрия с требуемой степенью чистоты. Загрязнения калием, у которого имеется естественный радиоактивный изотоп, тоже стоят особняком.
Но трем группам ученых — KIMS, DM-Ice из Йельского университета в Нью-Хейвене и ANAIS из Университета Сарагоса в Испании — удалось получить кристаллы с уровнем фоновой радиоактивности в два раза меньше, чем было у DAMA. Это достаточно чисто, чтобы проверить ее результаты, говорят ученые.
Ученые KIMS и DM-Ice построили детектор с иодидом натрия совместно с подземной лабораторией Янъян в 160 километрах к востоку от Сеула. Этот инструмент использует датчик «активного вето», которое позволит лучше выделить сигнал темной материи на фоне шума, чем DAMA, говорит Йенгдук Ким, директор Центра подземной физики Южной Кореи в Тэджоне, руководящий KIMS.
ANAIS строит аналогичный детектор в подземной лаборатории Канфранк в испанских Пиренеях. Вместе, KIMS, DM-Ice и ANAIS будут располагать более 200 килограммов иодида натрия и обмениваться данными. Если сравнивать с 250 килограммами, которые были у DAMA, ученые рассчитывают поймать схожее число вимпов. И хотя у новых детекторов будет более высокий уровень фонового шума, они смогут либо фальсифицировать, либо воспроизвести самый мощный сигнал DAMA, говорит Рейна Маруяма из Йельского университета, руководящая DM-Ice.
Но Калаприс утверждает, что высокая чистота важнее массы. Вместе с коллегами он разработал способ снизить загрязнения, а в январе заявил о получении кристаллов, которые чище, чем кристаллы DAMA. Он надеется снижать фоновый уровень и дальше, вплоть до одной десятой DAMA.
Его проект SABRE (иодид натрия с активным фоновым отторжением) разместит один детектор в Гран-Сассо и еще один в лаборатории подземной физики Стоуэлл, которая строится в золотой шахте в Виктории, Австралия. SABRE будет использовать детектор, отделяющий сигнал темной материи от шума, и весить порядка 50 килограммов.
SABRE завершит свои исследования и разработку примерно через год и вскоре после этого начнет строить свои детекторы, говорит Калаприс. Затем технология станет доступна для других лабораторий — чего не делала DAMA. И если заиметь два одинаковых детектора в северном и южном полушарии, можно понять, могли ли эффекты окружающей среды подделать сезонность темной материи в результатах DAMA — если сигнал поступил от вимпов, оба детектора увидят пики в одно время.
В DAMA весьма уверены в своих результатах, говорит Рита Бернабеи из Университета Рима. Она не особо взбудоражена грядущим запуском детекторов на иодиде натрия. «Наши результаты были многократно подтверждены за 14 лет, поэтому у нас нет причин с нетерпением ждать, чего сделают другие», говорит она. Если другие эксперименты не увидят ежегодных модуляций, коллаборация просто решит, что они были недостаточно чувствительными.
Но что, если ученые DAMA окажутся правы? «Сначала я не хотела верить результатам DAMA, даже всерьез их не принимала», говорит Кэтрин Фриз, физик-теоретик астрочастиц из Мичиганского университета в Анн-Арбор, предложившая метод сезонной модуляции, используемый DAMA. Но поскольку другого объяснения их сигналу не нашли, ее это обнадежило. «Чем больше человек изучает их эксперимент, тем больше он понимает, насколько хорошо тот сделан».
Источник: hi-news.ru

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Астрономы подметили странно симметричное расположение черных дыр


Астрономам удалось выяснить, что находящиеся в центре некоторых галактик на расстоянии миллиардов световых лет от Земли чёрные дыры странным образом выстроены в линии. Открытие подразумевает, что эти скопления могут являться частью… общей космической сети. Вселенский разум в действии?..
Учёные, возможно, нашли ключ к разгадке происхождения Вселенной. Исследователи обнаружили, что сверхмассивные чёрные дыры странным образом сгруппированы вместе. Эти скопления могут быть объединены в межзвёздную космическую сеть. Значение этого открытия трудно переоценить. Во Вселенной действительно существует высшая разумная сила, созидающая ткань галактик, звезд, планет и других объектов?
Тогда эволюция — это не случайность, а заложенная на космическом уровне закономерность.
По мнению учёных, новое открытие таже поможет изучить природу происхождения космических лучей и понять, как устроена вся Вселенная. Уникальные данные удалось собрать благодаря огромному телескопу в Чили. Наблюдение за чёрными дырами вела группа учёных из бельгийского университета в городе Льеж.
Они смогли зафиксировать необычные линейные скопления между огромными межзвёздными объектами, которые называют квазарами. Это галактики, в центре которых расположены сверхмассивные чёрные дыры. По словам научного сотрудника Дамьена Хутсмекера, несмотря на то, что квазары разделены миллиардами световых лет, они организованы в некую межзвёздную структуру.
«Квазары – это одни из самых ярких объектов во Вселенной, но при этом они были рождены самыми тёмными объектами – сверхмассивными чёрными дырами», – поведал публике доктор Аллан Даффи.
Результаты своего исследования учёные опубликовали в научном журнале Astronomy & Astrophysics. Предполагается, что выводы астрономов повлекут за собой ряд новых революционных открытий.
Можно посмотреть видео об этом знаменательном открытии и загадке черных дыр, выстроенных в линии:
https://www.youtube.com/watch?v=hYXj8loZ-2g

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Как тёмная материя взаимодействует с чёрными дырами?

Черные дыры — это, пожалуй, самые неописуемые объекты во Вселенной: концентрация такой массы, что она коллапсирует, как следует из общей теории относительности, до сингулярности в центре. Атомы, ядра и даже фундаментальные частицы сжимаются в бесконечно малую точку нашего трехмерного пространства. Все, что попадает в черную дыру, обречено оставаться в ней до скончания времен, захваченное ее гравитацией, которую не может покинуть даже свет. Какая судьба ждет темную материю при встрече с черной дырой?
Будет ли она засосана в сингулярность, как обычная материя, и внесет свой вклад в массу черной дыры? Если да, то когда черная дыра испарится вследствие излучения Хокинга, что будет с темной материей?
Начать стоит с того, что такое черные дыры.

Здесь, на Земле, если вы хотите отправить что-то в космос, вам нужно преодолеть гравитационное притяжение Земли. Для нашей планеты так называемая скорость убегания составляет порядка 11,2 км/с, ее можно развить с помощью достаточно мощной ракеты. Если бы мы были на поверхности Солнца, скорость убегания была бы намного больше, в 55 раз: 617,5 км/с. Когда наше Солнце умрет, оно сожмется до белого карлика, который по размерам будет с Землю, но по массе будет в два раза легче нынешнего Солнца. На нем скорость убегания будет порядка 4570 км/с, это около 1,5% скорости света.

Это важно, потому что вы концентрируете все больше и больше массы в конкретной области пространства, а скорость убегания для этого объекта все больше приближается к скорости света. И как только ваша скорость убегания на поверхности объекта достигнет или превысит скорость света, не только свет уже не сможет его покинуть — насколько мы понимаем материю, энергию, пространство и время сегодня — весь этот объект сожмется в сингулярность. Причина проста: все фундаментальные силы, включая силы, удерживающие атомы, протоны или даже кварки вместе, не могут двигаться быстрее скорости света. Поэтому если вы находитесь в определенной точке от центральной сингулярности и пытаетесь удержать удаленный объект от гравитационного коллапса, вы не сможете; коллапс неизбежен. И все, что вам нужно для преодоления этого барьера, это звезда в 20-40 массивнее Солнца.

Когда в ее ядре закончится топливо, центр взорвется под действием собственной гравитации, создав катастрофическую сверхновую, раздув и уничтожив внешние слои, но оставив черную дыру в центре. Такие черные дыры растут со временем, поглощая любую материю и энергию, которая подойдет слишком близко. Даже двигаясь со скоростью света вы можете попасть в нее и никогда уже не покинете горизонт событий. Из-за кривизны самого пространства внутри черной дыры вы также неизбежно попадете в сингулярность в центре. Когда это произойдет, вы просто прибавите черной дыре энергии.

Снаружи мы не можем сказать, из чего изначально состояла черная дыра — из протонов, электронов, нейтронов, темной материи или вообще антиматерии. Есть только три свойства (пока что), которые мы можем наблюдать о черной дыре снаружи: ее масса, ее электрический заряд и ее угловой момент, мера вращательного движения. Темная материя, насколько нам известно, не имеет электрического заряда, а также других квантовых характеристик (цветного заряда, барионное число, лептонное число и пр.), которые могут или не могут сохраниться, либо уничтожиться, исходя из информационного парадокса черной дыры.

Из-за того, как образуются черные дыры (вследствие взрывов сверхмассивных звезд), когда они впервые образуются, черные дыры на 100% состоят из обычной (барионной) материи и на 0% из темной материи. Не забывайте, что темная материя взаимодействует только гравитационно, в отличие от обычной материи, которая взаимодействует посредством гравитационных сил, слабых, электромагнитных и сильных взаимодействий. Да, в крупных галактиках и их скоплениях в пять раз больше темной материи, чем обычной материи, но она собирается в одно большое гало. В типичной галактике это гало темной материи простирается на несколько миллионов световых лет, сферически, во всех направлениях, тогда как обычная материя сконцентрирована в диске, который занимает 0,01% от объема темной материи.

Черные дыры, как правило, образуются внутри галактики, где обычная материя полностью преобладает над темной материей. Представьте себе область пространства, в которой мы находимся: вокруг нашего Солнца. Если мы нарисуем сферу в 100 а. е. (а. е. — это дистанция от Земли до Солнца) вокруг нашей Солнечной системы, мы заключим все планеты, луны, астероиды и весь пояс Койпера, но барионная масса — обычная материя — заключенная в нашей сфере, будет по большей части представлена Солнцем и весить около 2 х 1030 кг. С другой стороны, общее количество темной материи в этой же сфере будет всего 1 х 1019 кг, или 0,0000000005% массы обычной материи в этом же самом регионе, равное массе скромного астероида размером с Юнону, приблизительно в 200 километров в поперечнике.
Со временем темная материя и обычная материя будут сталкиваться с этой черной дырой, абсорбироваться и прибавляться к ее массе. Больше всего рост массы будет поступать из обычной материи, а не темной, но в определенный момент, спустя много квадриллионов лет в будущем, скорость распада черной дыры наконец превзойдет скорость роста черной дыры. Процесс излучения Хокинга приведет к тому, что частицы и фотоны будут выходить из горизонта событий черной дыры, сохраняя всю энергию, заряд и угловой момент недр черной дыры. Этот процесс займет от 1067 лет (для черной дыры солнечной массы) до 10100лет (для самых массивных черных дыр).

Это означает, что некоторая темная материя выйдет из черных дыр, но будет полностью отличаться от того объема темной материи, которая попала в черную дыру изначально. У всех черных дыр есть память о вещах, которые в нее попали, в виде небольшого набора квантовых чисел, а это количество темной материи в них не входит (помните, она не обладает всеми квантовыми характеристиками?). На выходе будет совсем не то, что было на входе.
Таким образом, темная материя является еще одним источником пищи для черных дыр, и далеко не самым лучшим. Более того, это совсем неинтересный источник пищи. Он не оказывает практически никакого влияния на черные дыры.
Источник

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Представления о черных дырах вскоре всего изменится после того, как NASA зафиксировало, как черную дыру покинул огромный неизвестный объект. Согласно теории черная дыра все в себя засасывает, включая свет, потому что ее гравитация настолько мощная, что ничто не может вырваться из нее.
Два космических телескопа космического агентства Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), наблюдали за этой особой черной дырой, когда огромный объект внезапно «выбросил сам себя» из «короны» черной дыры. Сразу после этого события сильный импульс рентгеновской энергии отделился от «короны». Это сбило с толку специалистов NASA, сообщает Themindunleashed.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Астрономы выяснили, как на самом деле формируются и расширяются чёрные дыры

Среди многообразия вопросов и загадок, будоражащих умы астрономов по всему миру, является тайна о том, как гигантские черные дыры, располагающиеся в центрах галактик, становятся такими огромными и почему это так быстро происходит. Наконец-то ученые пришли к объяснению столь невероятного явления.
Основываясь на наших знаниях о черных дырах и о том, как быстро они растут, очень сложно логически объяснить невероятный размер сверхмассивных черных дыр. Но тем не менее они существуют. И новые изображения, полученные с комических телескопов «Хаббл» и «Чандра», наталкивают ученых на мысль о том, что образуются они прямиком из гигантских облаков газа.
Ранее ученые считали, что гигантские черные дыры становятся еще больше благодаря притягиванию и поглощению более мелких черных дыр. Однако этот вариант не объяснял вопрос скорости, с которой они расширяются. Процесс происходил бы в этом случае гораздо быстрее. Но если предположить, что будучи изначально звездой, которая со временем погибла и превратилась в газ, из которого впоследствии формируются черные дыры, то та скорость и время, с которыми черные дыры расширяются, вполне вписывается в данную концепцию. Ученые считают, что эти газовые облака со временем образуют так называемые семена черных дыр, которые затем саморазрушаются и превращаются в сверхмассивные черные дыры.
Для проверки этой теории исследователи итальянского Государственного института астрофизики и высшего учебного заведения Scuola Normale Superiore получили возможность поработать с космическими телескопами «Хаббл», «Чандра» и «Спитцер». Телескопы «Хаббл» и «Чандра» смогли отыскать и запечатлеть образования, которые впоследствии получили название семян черных дыр. Детали об этом открытии будут опубликованы в готовящемся к выпуску новом номере журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (однако с черновой рабочей версией можно уже ознакомиться в онлайн-библиотеке ArXiv).
«Семена черных дыр» глазами космического телескопа «Хаббл» «Семена черных дыр» глазами космического телескопа «Чандра» Хотя два новых полученных изображения действительно в некоторой степени подтверждают теорию «семян черных дыр», исследователи по-прежнему не считают вопрос закрытым.
«Семена черных дыр невероятно сложно отыскать, а затем подтвердить их наличие», — говорит соавтор исследования Андреа Гразиан из Государственного института астрофизики.
«Однако мы считаем, что наше исследование позволило отыскать по крайней мере двух кандидатов».
Источник

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Стивен Хокинг назвал черные дыры путем в альтернативную Вселенную



Ученый согласовал этот вывод с гипотезой о том, что черные дыры не безвозвратно поглощают информацию, позволяя ее фотонам вырываться наружу.










Источник:AP




Москва. 7 июня. INTERFAX.RU — Британский астрофизик Стивен Хокинг в своей новой работе высказал предположение, что черные дыры являются вратами в другую вселенную, пишет газета The Independent.
Черные дыры не так страшны, как принято считать, а поглощенная ими материя попадает в иную вселенную: с таким утверждением выступил Хокинг в опубликованной в журнале Physical Review Letters работе, написанной совместно с физиками Эндрю Строминджером из Гарварда и Малкольмом Перри из Кембриджского университета.

Если теория Хокинга, получившая одобрение его коллег, верна, то она поможет решить один из главных парадоксов, касающихся черных дыр. Хокинг опровергает теорию, что все, что попадает в черную дыру, исчезает в ней бесследно и безвозвратно.


Ученые с 60 годов XX века описывают одну из граней этого феномена формулировкой «черная дыра не имеет волос», которая означает, что все черные дыры с одинаковым зарядом, массой и скоростью вращения будут описываться и выглядеть одинаково.
В 1975 году Хокинг допустил, что черные дыры будут постепенно исчезать из-за квантовых эффектов у их горизонта событий, испуская энергию в виде излучения. Эта гипотеза, между тем, породила проблему для теоретиков. Суть ее в том, что испарение черных дыр и рождение излучения подразумевает, что почти вся информация о квантовом состоянии частиц, поглощаемых черной дырой, за исключением их массы, заряда и скорости вращения, будет безвозвратно теряться, что противоречит законам квантовой физики.

via GIPHY
Кадр из фильма «Интерстеллар»

Однако, пишет сейчас Хокинг, дело обстоит не совсем так. По мнению ученого, часть поглощенной черными дырами информации будет просачиваться наружу в виде фотонов с почти нулевой энергией, остающихся на месте испаряющейся черной дыры — это явление он называет «мягкие волосы». Таким образом, храниться информация будет на границе этой области, называемой горизонтом событий. Фотоны будут выступать переносчиками информации, на них будут записаны данные о свойствах частиц, «съеденных» черной дырой.
«Черные дыры не являются вечной тюрьмой, как ранее думали, — говорил Хокинг в 2015 году. — Если вам кажется, что вы попали в черную дыру, не сдавайтесь. Есть выход». Однако, согласно его теории, не произойдет возврата в наш мир, в исходную точку: субъект окажется в неком ином альтернативном пространстве.

via GIPHY
Кадр из фильма «Интерстеллар»

Теория Хокинга о сохранении информации позволяет сохранить незыблемыми некоторые принципы нашей Вселенной. Если было бы возможно уничтожить информацию, то можно было бы предположить, что и прошлого не существует в принципе. «Это то самое прошлое, которое напоминает нам, кто мы такие. Без него теряется наша идентичность», — сказал астрофизик.
«Мягкие фотоны» присутствуют во Вселенной в огромном количестве, но из-за их сверхмалой энергии заметить их крайне трудно, а считать с них информацию и вовсе невозможно.
Идея «мягких волос» Хокинга не полностью решает информационный парадокс — остается неясно, куда она уходит. Но теория все же дает инструменты для решения этой задачи, помогая избежать фантастических домыслов и остаться в рамках научных знаний современной физики.