Astronomija

Mini diskas, turintis juodą skylę

Mini diskas, turintis juodą skylę


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ką reiškia juodosios skylės „mini diskas“? Ar tai tas pats, kas kaupimo diskas? Jei ne, koks skirtumas?

Pvz .: Straipsnio santraukoje https://arxiv.org/abs/1806.05697 minima: „Kai akrecijos greitis yra gana didelis, apytakinis diskas, akrecijos srautai ir mini diskai kartu išskiria šviesą UV / EUV grupės "


Šis dokumentas „Kvaziperiodinis mini diskų elgesys dvejetainėse juodosiose skylėse, artėjant susijungimui“, kuriame autoriai dalijasi su klausimu susietu straipsniu, šiek tiek nušviečia terminologiją.

Pateikiame pirmąjį magnetohidrodinaminį modeliavimą, kai cirkuliacinis diskas aplink reliatyvistinę dvejetainę juodąją skylę tiekia masę į atskirus akrecijos diskus („mini diskus“) aplink kiekvieną juodąją skylę.

Jie kalba apie aktyvias dvejetaines juodųjų skylių sistemas. Sistema kaip visuma turi akrecijos diską, apytikrį diską, o kiekviena juodoji skylė turi savo akrecijos diską, kurį jie vadina mini disku.


Juodosios skylės nykstančio (ir vėl atsirandančio) valgio paslaptis gali būti išspręsta

Alkanos juodosios skylės puotą galėjo nutraukti praeinanti žvaigždė.

Nes Juodosios skylės negalima tiesiogiai tirti, mokslininkai dažnai stebi jų maitinimo įpročius, kad suprastų, ką daro šie begemotai. Taigi, ką reiškia, kai juodoji skylė staiga visiškai nustoja gaudyti dujas - ir vėl kaip niekad staiga prasideda alkana?

Tai buvo dėlionė, su kuria susidūrė mokslininkai, stebėdami galaktika žinomas kaip 1ES 1927 + 654 per ilgą 2018 m. laikotarpį. Nors juodosios skylės maitinimo įpročių palikta ryški netvarka dažnai auga ir mažėja, šį kartą mokslininkai pamatė dar neregėtą dalyką: beveik visišką pritemdymą, o paskui ryškėjimą toli už galaktikos ankstesnis vidurkis.

"Mes paprastai nematome tokių variantų, kaip kaupti juodąsias skyles", - Claudio Ricci, astrofizikas iš Diego Portaleso universiteto Čilėje ir pagrindinis tyrimo autorius, sakoma NASA pranešime.

Pirmieji užuominos, kad kažkas buvo ne, atsirado stebint dviem didelėms apklausų programoms, kurios danguje ieško blyksnių, sprogimų ir švilpimų prieš pastovias žvaigždes. Šie ankstyvi žvilgsniai paskatino mokslininkus įdarbinti kelis Rentgeno observatorijos kad geriau suprastum, kas dedasi tame dangaus lopinyje.

„Tai buvo taip keista, kad iš pradžių galvojome, kad galbūt kažkas negerai su duomenimis“, - sakė Ricci. "Kai pamatėme, kad tai tikra, buvo labai įdomu. Tačiau mes taip pat neįsivaizdavome, su kuo turime reikalą, nė vienas, su kuriuo kalbėjome, nieko panašaus nematė".

Ricci ir jo kolegos tyrinėjo tai, ką mokslininkai vadina a juodosios skylės vainikėlis, nuostabi neįtikėtinai karštų dujų aureolė virš ir po juodosios skylės miltais, dujų diskas, žinomas kaip akrecijos diskas. Vainikėlis šviečia ryškiai rentgeno spinduliais, ir kuo daugiau „maisto“ sunaudoja juodoji skylė, tuo ryškesnė vainika tampa.

Paprastai juodosios skylės vainika periodiškai pašviesėja arba pritemsta, tarkime, 100 kartų, atsižvelgiant į juodosios skylės maisto atsargas. Tai labai toli nuo to, ką padarė juodosios skylės vainika šioje konkrečioje galaktikoje. Per 40 dienų mokslininkams pavyko stebėti, kaip ji nyksta 10 000 kartų, tada per daugiau nei tris mėnesius vainikėlis vėl pašviesėjo iki 20 kartų galingesnio, nei buvo įvykio pradžioje.

Kai mokslininkai patvirtino, kad painūs duomenys buvo tikri, o ne klaida, jie turėjo išsiaiškinti, kas gali sukelti keistą svyravimą.

Tyrėjai įtaria, kad juodoji skylė susmulkino artėjančią žvaigždę, netyčia nubraukdama šiukšles pati šėrimo diskas. Šios nuolaužos galėjo išsklaidyti kai kurias dujas, o juodoji skylė buvo trumpam alkana, kol dujos vėl susijungė, leisdamos objektui atnaujinti puotą.

Pasak mokslininkų, šis scenarijus nebūtinai yra teisingas paaiškinimas. „Šiame duomenų rinkinyje yra daug galvosūkių“, - tame pačiame pareiškime teigė Masačusetso technologijos instituto astrofizikė ir naujojo tyrimo bendraautorė Erin Kara. "Bet tai jaudina, nes tai reiškia, kad mes sužinome apie visatą kažką naujo. Mes manome, kad žvaigždės hipotezė yra gera, bet aš taip pat manau, kad mes ilgai analizuosime šį įvykį."

Tyrimas aprašytas popierius paskelbta liepos 16 d. „The Astrophysical Journal Letters“.


Mokslininkai laboratorijoje sukuria „molekulinę juodąją skylę“, naudodami galingiausią pasaulyje rentgeno spindulį

Pats galingiausias pasaulyje rentgeno spindulių lazerio spindulys buvo sukurtas mažytei mikroskopinei „juodai skylei“.

Mašina naudoja ypač ryškius, greitus šviesos pliūpsnius, kad galėtų fotografuoti atomo lygio greičiausių gamtos ir # x27s procesų nuotraukas.

Vienu impulsu iš vieno atomo iš vidaus ir išorės buvo pašalinti visi elektronai, išskyrus kelis.

Tai paliko tuštumą, kuri pradėjo traukti elektronus iš likusios molekulės - tarsi juoda skylė, kuri gobė spiralinį materijos diską.

Tikėtasi, kad dėl proveržio bus sukurti pažangūs ypač didelės raiškos virusų ir bakterijų vaizdai ir kuriami geresni vaistai.

Personalo mokslininkas Sebastienas Boutetas iš Stanfordo universiteto ir # x27s SLAC nacionalinės greitintuvų laboratorijos teigė, kad rentgeno impulsai yra maždaug šimtą kartų intensyvesni, nei sutelkiant visą Žemės ir (arba) x27 paviršiaus saulės šviesą ir esant miniatiūrai.

Eksperimentas buvo atliktas naudojant Kalifornijoje įsikūrusią laboratoriją „Linac Coherent Light Source“ (LCLS) - galingiausią rentgeno lazerį pasaulyje.

Per 30 femtosekundžių - milijoninės milijardinės sekundės dalies - molekulė prarado daugiau nei 50 elektronų, daug daugiau nei tikėtasi.

DAUGIAU SKAITYTA TECHNIKOS IR MOKSLO

ŽAIDIMAS ĮJUNGTAS

PROTAS ir # x27S AKIS

PLAČIAI ATVERTAS

DRAUDŽIAMOS PAVEIKSLĖS

Dingo be „I-TRACE“

PROTAS BENDRAS

Fizikas profesorius Danielis Rollesas iš Kanzaso valstijos universiteto sakė: „Jei norite atlikti bet kokio tipo eksperimentą, kuriame intensyvus rentgeno spindulys sutelktas į mėginį, norite suprasti, kaip jis reaguoja į rentgeno spindulius.

Šis straipsnis rodo, kad galime suprasti ir modeliuoti radiacijos žalą mažose molekulėse, todėl dabar galime numatyti, kokią žalą patirsime kitose sistemose.

Suderintas rentgeno vaizdavimo prietaisas (CXI) skleidžia rentgeną su kuo didesne įmanoma energija ir užfiksuoja mėginių duomenis akimirksniu, kol lazerio impulsas juos nesunaikina.

„Nature“ paskelbtame tyrime rentgeno spindulys buvo sutelktas į šiek tiek daugiau nei 100 nanometrų skersmens tašką, tūkstantį kartų mažesnį už žmogaus plaukų plotį, naudojant specialius veidrodžius.

Jie nagrinėjo trijų tipų mėginius: atskirus ksenono atomus, kurių kiekvienas turi 54 elektronus, ir dviejų tipų molekules, kuriose kiekvienoje yra po vieną jodo atomą, kuriame yra 53 elektronai.

Itin intensyvi rentgeno blykstė iš jodo atomo išmušė tiek daug elektronų, kad ji ištraukė elektronus iš kaimyninių anglies ir vandenilio atomų - prieš galiausiai juos išspjaudama.

Mokslininkai teigė, kad tai buvo tarsi juodosios skylės elektromagnetinė versija.

Užuot praradęs 47 elektronus, kaip būtų izoliuoto jodo atomo atveju, jodas mažesnėje molekulėje prarado 54, įskaitant tuos, kuriuos jis paėmė iš savo kaimynų.

Tai buvo žalos ir trikdžių lygis, kuris ne tik buvo didesnis, nei būtų galima tikėtis, bet ir labai skirtingo pobūdžio.

LCLS direktorius Mike'as Dunne'as sakė: & quotTai turi didelę naudą mokslininkams, norintiems pasiekti aukščiausios raiškos biologinių molekulių vaizdus, ​​pavyzdžiui, informuoti apie geresnių farmacijos produktų kūrimą.

Šie eksperimentai taip pat padeda kurti naujos kartos LCLS-II atnaujinimo projekto instrumentą, kuris suteiks didelį šuolį dėl pakartojimų dažnio padidėjimo nuo 120 impulsų per sekundę iki 1 milijono.


Kas yra sraute iš juodos skylės?

Kokia yra galaktikų centre iš juodųjų skylių išeinančių purkštukų sudėtis?

Srautas iš M87 galaktikos centro kaip kosminis prožektorius yra vienas iš labiausiai gamtos. [+] nuostabūs reiškiniai, juodąja skylute varomas elektronų ir kitų subatominių dalelių srautas, sklindantis beveik šviesos greičiu. Šiame NASA Hablo kosminio teleskopo vaizde purkštuko mėlyna spalva kontrastuoja su geltonu švytėjimu iš milijardų nematytų žvaigždžių ir geltonos, į tašką panašių kamuolinių grupių, kurios sudaro šią galaktiką, šviesos. Gulinti M87 centre yra supermasyvi juodoji skylė, prarijusi 2 milijardus kartų didesnę už mūsų Saulės masę masę. Jet kyla iš perkaitintų dujų disko, besisukančio aplink šią juodąją skylę, ir yra varomas bei koncentruojamas šioje plazmoje įstrigusių intensyvių, susisukusių magnetinių laukų. Šviesą, kurią mes matome (ir radijo spinduliuotę), sukuria elektronai, sukantys išilgai magnetinio lauko linijų srovėje, procesas vadinamas sinchrotronine spinduliuote, kuri suteikia srovei melsvą atspalvį. Autoriai: NASA ir Hablo paveldo komanda (STScI / AURA)

Kiek galime pasakyti, dažniausiai į šias sroves patenka elektronai, neutronai ir protonai. Galų gale paaiškėja, kad elektronai yra pagrindinis veiksnys, padedantis sroves taip matyti mūsų teleskopuose.

Patys purkštukai yra įdomūs objektai. Ne kiekvienoje galaktikos juodojoje skylėje susidaro srovė, nors visose didelėse galaktikose yra juodųjų skylių. Panašu, kad norint pagaminti šią čiurkšlę, supermasyvioji juodoji skylė pačiame galaktikos centre turi aktyviai bandyti į save rinkti naują medžiagą. Supermasyvios juodosios skylės yra linksmai neefektyvios didėjant, net jei yra medžiagos, su kuria jis galėtų dirbti. Mūsų Paukščių Tako supermasyvioji juodoji skylė šiuo metu neauga, nes netoliese nėra jokios medžiagos, bet net jei ir yra buvo daug daugiau dujų ir dulkių visai šalia juodosios skylės, juodoji skylė negalėtų augti labai greitai.

Dalis priežasties, kodėl juodoji skylė neauga labai greitai, yra ta, kad aplink juodąją skylę skriejanti medžiaga turi ir toliau prarasti energiją, kad ir toliau patektų į juodąją skylę, o tą energijos praradimo procesą lemia neefektyvūs dalykai, tokie kaip trintis ir šiluma. . Be viso to, tikriausiai yra beprotiškų dalykų, susijusių su magnetiniais laukais greitai besisukančioje medžiagoje aplink juodąją skylę. Magnetiniai laukai yra šiek tiek klaida galaktikų tyrimams - mes žinome, kad aplink yra magnetiniai laukai, tačiau mes nesame visiškai tikri, kokį didelį poveikį jie daro galaktikai, ir juos yra nepaprastai sunku teisingai modeliuoti.

Klaidingas milžiniškos elipsės formos aktyvios galaktikos „Centaurus A“ (NGC 5128) rentgeno vaizdas, padarytas su. [+] skrieja aplink Chandros rentgeno observatoriją, kurioje yra 30 000 šviesmečių ilgio reaktyvinis lėktuvas. Autoriai: NASA / SAO / R.Kraft et al.

Kalbant apie čiurkšles, mes žinome, kad turi būti stiprūs magnetiniai laukai, nes stebime tam tikrą švytėjimą, kuris įvyksta tik tuo atveju, jei turite ir labai greitai judančius elektronus, ir magnetinį lauką. Tai vadinama sinchrotronine spinduliuote, ir ji atsitinka, kai gauni reliatyvistinį elektroną (tai reiškia, kad jis juda didele šviesos greičio dalimi), užfiksuotą sukančioje orbitoje aplink magnetinio lauko liniją. Elektronas juda spirale aplink magnetinio lauko liniją ir skleidžia šviesą, kurią galime stebėti naudodami platų spektrą skirtingų teleskopų.

Šis sudėtinis VLA radijo vaizdas rodo aktyvią galaktiką 3C 348, dar vadinamą Herakliu A. VLA. [+] duomenys, fiksuojantys dažnius nuo 4–9 GHz, buvo paimti 2010–2011 m. Vaizdo kreditas: R. Perley ir W. Cotton (NRAO / AUI / NSF)

Paprastai tai yra sinchroninė spinduliuotė, kurią matome purkštukų vaizduose, atsirandančiuose iš supermasyvios juodosios skylės. Jei žiūrite į radijo vaizdą ar optinį vaizdą, tai yra švytintys beveik šviesos greičio elektronų, besilenkiančių veikiant magnetiniam laukui, šalutiniai produktai.


Vėl kvantinė gravitacija ir # 8211!

Ankstesniuose savo tinklaraščiuose trumpai aprašiau, kaip žmogaus smegenys suvokia ir modeliuoja erdvę (Oops dar vienas dalykas), kaip Einšteinas ir kiti fizikai atmeta erdvę kaip iliuziją (Reliatyvumas ir erdvė), kaip reliatyvumas sprendžia erdvės sampratą (Taigi ką IS kosmosas?), Kaip turėtų atrodyti kvantinės gravitacijos teorija (Quantum Gravity Oh my!), Ir kelyje, kodėl begalybės idėja nėra fiziškai reali (Ar begalybė reali?) Ir kodėl erdvė nėra niekas ( Galvojimas apie Nieką). Aš net aptariau, kaip svarbu vizualiai pagalvoti & # 8217 bandant modeliuoti visatą, pavyzdžiui, fizikų naudojamus & # 8216 stygas & # 8217 ir & # 8216loops & # 8217 kaip kosmoso analogą (mąstymas vizualiai)

Ir vis dėlto šie tinklaraščiai neišsemia nei pačios kosmoso idėjos, nei vykdomų tyrimų apimties, kad pasiektume mūsų patirties dugną.

Ši esė, pagrįsta kalba, kurią pasakiau Belmonto astronomijos draugijoje 2017 m. Spalio 5 d., Bandys apimti kai kurias iš šių kitų idėjų ir požiūrių, kurie, kaip manoma, yra būsimos kvantinės traukos teorijos dalis.

Kas yra kvantinė gravitacija?

Tai yra pagrindinė mintis, kad dvi didžiosios fizikos teorijos - Kvantinė mechanika ir Bendrasis reliatyvumas - yra nesuderinamos tarpusavyje ir iš tikrųjų nėra susijusios su tais pačiais pasaulio ingredientais: erdve (laiku) ir materija. Kvantinė gravitacija yra hipotetinė teorija, sujungianti šias dvi puikias idėjas į vieną kalbą, atskleidžianti atsakymus į kai kuriuos giliausius klausimus, kuriuos žinome, kaip užduoti apie fizinį pasaulį. Tai iš tikrųjų yra šventasis fizikos gralis.

Kodėl mums apskritai reikalinga kvantinė gravitacija?

Kvantinė mechanika yra teorija, apibūdinanti materiją ir laukus, įterptus į jau egzistuojantį erdvėlaikį, kuris neturi jokio fizinio poveikio šiems laukams, išskyrus tai, kad pateikia koordinates apibūdinti, kur jie yra laike ir erdvėje. Sakoma, kad tai nuo fono priklausanti teorija. Bendrasis reliatyvumas yra tik erdvės (laiko) teorija ir visiškai neapibūdina materijos esmės. Joje aprašoma, kaip materija veikia erdvėlaikio geometriją ir kaip erdvėlaikis veikia materijos judėjimą, tačiau tai daro grynai „klasikiniais“ terminais. Svarbiausia, kad bendrasis reliatyvumas sako, kad iš anksto nėra buvusio erdvėlaikio. Tai vadinama nuo fono nepriklausoma teorija. Kvantinė gravitacija yra visa apimanti nuo fono teorija, atspindinti materijos kvantinę prigimtį ir erdvinio laiko kvantinę prigimtį skalėse, kur šie efektai yra svarbūs, vadinama Plancko skale, kur mažiausias erdvės vienetas yra 10 ^ -33 cm, o mažiausias laiko vienetas yra 10 ^ -43 sekundės.

Mums reikalingas kvantinis sunkis, nes kvantinės mechanikos skaičiavimus kamuoja „begalybės“, kurios atsiranda dėl to, kad QM daro prielaidą, kad erdvė (laikas) yra be galo dalijama į mažesnius ilgio vienetus. Kai fiziniai procesai ir lauko intensyvumas sumuojami vis mažesniais ir mažesniais ilgiais, kad būtų sukurta prognozė, be galo maži vienetai lemia be galo didelius indėlius, kurie „susprogdina“ skaičiavimus, nebent naudojamas koks nors matematinis metodas, vadinamas „renormalizavimu“. Bet gravitacijos lauko, kurį apibūdina bendras reliatyvumas, negalima iš naujo normalizuoti, siekiant pašalinti jo begalybę. Ši problema pašalinama tik tada, kai kvantinė gravitacija padaro apatinę erdvės (laiko) „ribos“ ribą, nes visi skaičiavimai tampa baigtiniai.

Mums reikalingas kvantinis sunkis, nes juodosios skylės neturi begalinės entropijos. Juodosios skylės, vadinamos jos įvykių horizontu, paviršiaus plotas yra susijęs su jo entropija, kuri yra horizonto viduje esančios informacijos kiekio matas. Horizonte užkoduotas vienas informacijos bitas, 2 kvadratų ploto ilgio plotas. Pagal holografinį principą juodosios skylės paviršius, jo 2-d paviršiaus plotas, užkoduoja visą informaciją, esančią apimtame 3-d tūryje, taigi tai reiškia, kad juodosios skylės vidinis laikas turi būti kiekybiškai įvertintas ir negali būti būti be galo dalijamu, kitaip holografinis principas būtų negaliojantis, o juodosios skylės horizontas turėtų užkoduoti begalinį kiekį informacijos ir turėti begalinę entropiją.

Mums taip pat reikalingas kvantinis sunkumas, nes manoma, kad bet kuri pagrindinė mūsų fizinio pasaulio teorija turi būti nepriklausoma nuo fono, nes bendrasis reliatyvumas rodo, kad erdvėlaikis yra. Tai reiškia, kad kvantinė mechanika šiuo metu yra neišsami teorija, nes ji vis dar reikalauja iš anksto egzistuojančio erdvėlaikio pastolių ir „nesukuria“ šių pastolių iš savo vidaus taip, kaip tai daro bendrasis reliatyvumas.

Taigi koks yra bendras vaizdas?

Istoriškai Niutonas suteikė mums erdvę ir laiką kaip amžinai absoliučias ir fiksuotas mūsų pasaulio prielaidas, kurios buvo apibrėžtos kartą ir visiems laikams, dar net nepradėjus aprašyti jėgų ir judesio. Tuo metu antrąją didelę minties mokyklą sukūrė Gottfridas Leibnitzas. Jis sakė, kad laikas ir erdvė neturi jokios prasmės savaime, o tik kaip savybes, kurias apibrėžia santykiai tarp kūnų. Einšteino reliatyvumas ir jo eksperimentinis patvirtinimas įrodė, kad Niutono absoliuti erdvė ir laikas yra visiškai klaidingi, ir juos pakeitė Leibnitzo reliatyvumo principas. Einšteinas net ne kartą sakė, kad kosmosas yra įsivaizduojamas darinys, kurį mes beveik mitiniu būdu laikome savaime suprantamu dalyku. Erdvė neturi jokios nepriklausomos egzistencijos, išskyrus jos atsiradimą iš fizinių kūnų santykių. Šis santykis yra toks artimas, kad apskritai reliatyvumo požiūriu materialūs kūnai pati erdvėlaikio geometriją apibrėžia kaip dinamišką jo garsiosios reliatyvistinės gravitacijos lygties sprendimą.

Kaip atsiranda kosmoso patirtis?

Bendras reliatyvumas yra vienintelis dalykas, turintis įvykius palei dalelės pasaulinę liniją, dar vadinamą jos istorija. Šie įvykiai užkoduoja ryšius tarp kūnų ir juos sukuria kitų pasaulinių linijų sankirtos iš kitų dalelių. Šiame pagrindinių pasaulinių linijų tinkle yra visa informacija, kurios reikia norint apibūdinti šio įvykių ir pasaulinių linijų pasaulinę geometriją. Fiziniams Visatos reiškiniams svarbi tik šių pasaulinių linijų geometrija.

Vielos rėmo galvutė šioje iliustracijoje yra pasaulietiškumo analogas, susiejantis, kad būtų sukurta geometrija. Juodoje & # 8216void & # 8217 nėra jokios geometrinės ar matmenų informacijos, o joje esantys taškai neveikia jokios pasaulinės linijos, sudarančios tinklą. Štai kodėl & # 8216space & # 8217 yra mitas ir vienintelis dalykas, kuris lemia mūsų 4-d erdvėlaikio struktūrą, yra pasauliškumas.

Bendrasis reliatyvumas apibūdina, kaip šių pasaulinių linijų geometrija sukuria 4 dimensijų erdvėlaikį. Šios pasaulinės linijos reiškia materijos daleles, o bendrasis reliatyvumas apibūdina, kaip šios materijos dalelės sukuria pasaulio linijų kreivumą tarp visos dalelių sistemos ir taip sukuria erdvę ir laiką. "Tušti" matematiniai taškai tarp pasaulinių linijų neturi fizinės prasmės, nes jie nėra susieti su įvykiais tarp nė vienos fizinės pasaulinės linijos, todėl Einšteinas sakė, kad foninė erdvė, kurioje, atrodo, yra pasaulinės linijos, iš tikrųjų neegzistuoja! Žvelgdami į „kosmosą“, mes žiūrime į šviesos spindulių pasaulines linijas. Mes nežiūrime į jau egzistuojančią erdvę. Tai reiškia, kad nematome „dalykų kosmose“, matome procesus laike per dalelės istoriją!

Šiandien yra dvi pagrindinės kvantinės gravitacijos teorijos.

Styginių teorija sako, kad dalelės yra „kažko“ 1 dimensijos kilpos, apibrėžtos 10 dimensijų erdvėlaikyje, iš kurių 4 matmenys yra didieji, kuriuos mes matome aplink save. Kiti yra kompaktiški ir per savo geometrinę simetriją apibrėžia pačių dalelių savybes. Tai požiūris į kvantinę gravitaciją, kuris turi keletą problemų.

Šis paveikslas yra vaizduojantis & # 8216stygos & # 8217 perteikimas.

Pirmiausia daroma prielaida, kad erdvės laikas jau egzistuoja stygoms judėti. Tai yra nuo fono priklausoma teorija ta pačia dvasia kaip ir Newtono absoliuti erdvė ir laikas. Antra, stygų teorija yra tik materijos ir jos kvantinių savybių Plancko skalėse teorija, tačiau iš tikrųjų stygos skalė priklauso nuo vieno parametro, vadinamo stygos įtampa. Jei įtampa yra maža, tada šios stygos "kilpos" yra tūkstančius kartų didesnės nei Plancko skalė, ir nėra jokių apribojimų, kokia turėtų būti tikroji įtampos vertė. Tai yra reguliuojamas parametras.

Šis paveikslas yra vaizdingas & # 8216loop & # 8217 perteikimas

Ciklo kvantinė gravitacija yra grynai erdvėlaikio teorija ir neapima medžiagos, kuriai taikoma kvantinė mechanika. Tai yra nuo fono nepriklausoma teorija, kuri sugeba tiksliai apskaičiuoti atsakymus į daugelį gravitacijos teorijos problemų, skirtingai nei styginių teorija, turinti patekti į atsakymus, susumavus begalę alternatyvių galimybių. LQG atsakymą „2.0“ pasiekia vienu žingsniu kaip tikslų atsakymą, o, pavyzdžiui, stygų teorija turi susumuoti seką 1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 +…. Norėdami patekti į 2.000.

LQG dirba su elementariais erdvėlaikio ingredientais, vadinamais mazgais ir briaunomis, kad sukurtų sukimo tinklus ir gręžimo putas. Kaip ir magnetinio lauko linija, nešanti magnetinį srautą, šios briaunos veikia kaip lauko linijos į erdvę ir neša kiekybiškai įvertintas sritis 1 Plancko ilgio kvadratu. Susumavus mazgų skaičių sukimosi tinklo regione, kiekvienas mazgas turi erdvinį tūrio kvantinį vienetą. Šie mazgai yra susiję tarpusavyje susikertančių linijų tinkle, vadinamame sukimosi tinklu, kuris labai dideliems tinklams pradeda atrodyti kaip erdvės momentinė nuotrauka, matoma konkrečią akimirką. Vieno tinklo pasikeitimas kitu vadinamas sukimosi putomis ir tai yra 4-d erdvėlaikio pirmtakas. Nėra fizinės prasmės patiems mazgams ir briaunoms, kaip nėra fizinės prasmės 1-d kilpoms, nei styginių teorijos eilutės. . Jie yra gryni matematiniai dariniai.

Kol kas geriausia mintis yra ta, kad LQG sudaro pagrindą stygų teorijai. Stygų teorija žiūri į erdvėlaikį ir materiją, gerokai viršijančią Plancko skalę, ir čia medžiagos dalelių savybės išryškėja. LQG sukuria erdvėlaikio, per kurį eina stygos, foną. Tačiau yra didelė problema. LQG prognozuoja, kad kosmologinė konstanta turi būti neigiama ir maža, o tai astronomiškai stebima, o stygų teorija teigia, kad kosmologinė konstanta yra didelė ir teigiama. Be to, nors LQG gali rekonstruoti didelį 4-d erdvėlaikį, kuriame gyvename, neatrodo, kad jame būtų vietos papildomiems 6 matmenims, reikalingiems stygų teorijos, kad būtų sukurtos stebimų dalelių savybės. Viena iš galimybių yra ta, kad šios papildomos dimensijos visai nėra panašios į kosmosą, o tik „buhalterijos“ priemonės, kurias fizikai turi naudoti, kurias ateityje galiausiai pakeis visiškai 4-d stygų teorija.

Kitas požiūris, kuris dar tik kuriasi, yra priežastinio rinkinio teorija. Kaip ir LQG, tai yra nuo fono nepriklausoma erdvėlaikio teorija. Jis prasideda taškų, susietų tik vienu principu, rinkiniu, kad taškų poros yra surikiuotos pagal priežastį ir pasekmę. Tai apibrėžia, kaip šie taškai išdėstomi laike, tačiau tai yra vienintelis taškų rinkinio principas. Tyrėjai nustatė, kad tokie rinkiniai iš savęs sukuria fizines atstumo ir laiko sampratas ir veda į reliatyvistinius erdvės laikus. Priežastiniai rinkiniai ir mazgai LQG sukimosi tinkluose gali būti susiję vienas su kitu.

Kitas įdomus atradimas, susijęs su tuo, kaip kvantinio erdvėlaikio elementai kuria erdvėlaikį, apima holografinį principą, susijusį su kvantiniu susipynimu.

Holografinis principas teigia, kad visa informacija ir santykiai, rasti 3-d tome, yra „užkoduoti“ 2-d paviršiniame ekrane, kuris supa šį tūrį. Tai reiškia, kad santykiai tarp paviršiaus elementų atsispindi interjero fizikos elgesyje. Neseniai buvo atrasta, kad jei naudojate kvantinį susirišimą, kad sujungtumėte du paviršiaus taškus, atitinkami interjero taškai sujungiami kaip fizinis vienetas. Jei išjungsite susipynimą ant paviršiaus, vidiniai taškai nebesusijungs, o vidinė erdvė ištirps nesusijusiuose taškuose. Įsipainiojimo dydis gali būti tiesiogiai susijęs su tuo, kaip fiziškai yra arti taškai, taigi taip gali atsirasti vieninga erdvės laiko geometrija 3-d "masės" viduje iš nesusijusių taškų, kuriuos sujungia kvantinis susipynimas.

Papildomas skaitymas:

Kvantinis susipainiojimas ir kvantinis erdvėlaikis [Markas Raamsdonkas]

Priežastiniai rinkiniai: save organizuojanti visata [Scientific American]


Juodoji skylė

Kai medžiaga (arba antimaterija) išnyksta juodojoje skylėje, galima nustatyti tik tris pirmines jos savybes: bendrą masę, grynąjį elektros krūvį ir bendrą kampinį impulsą. Kadangi visos juodosios skylės turi turėti masę, yra keturi galimi juodosios skylės tipai: a Schwarzschild juodoji skylė (1916) neturi jokio krūvio ir neturi kampinio impulso a Reissner & # x2013Nordstrom juodoji skylė (1918) turi krūvį, bet neturi kampinio impulso a Kerro juodoji skylė (1963) turi kampinį impulsą, bet neturi mokesčio a Kerro-Newmano juodoji skylė (1965) turi krūvį ir kampinį impulsą. (Skliausteliuose esančios datos nurodo, kada įvardytas (-i) matematikas (-ai) sprendė bendro reliatyvumo lygtis šiems konkretiems atvejams.) Astrofizikoje dažnai naudojamas paprastas Schwarzschildo sprendimas, tačiau tikrosios juodosios skylės beveik neabejotinai sukasi ir turi labai mažai elektros krūvio, kad Kerro tirpalas turėtų būti tinkamiausias.

Perspektyviausi kandidatai į juodąsias skyles yra masyvios žvaigždės, sprogstančios kaip supernovos, paliekant šerdį, viršijančią 3 saulės mases. Ši šerdis turi patirti visišką gravitacinį žlugimą, nes ji viršija stabilią ribą tiek baltiems nykštukams, tiek neutroninėms žvaigždėms. Sukūrus juodąją skylę galima aptikti tik pagal jos sunkumą. Surasti juodąsias skyles tik kelis kilometrus (vienos žvaigždės juodosios skylės įvykio horizonto dydis) yra be galo sunku, tačiau tikimybė padidėja, jei juodoji skylė yra artima dvejetainė sistema. Jei dvejetainės sistemos komponentai yra pakankamai arti, tarp pirminės žvaigždės ir kompaktiškesnio jos palydovo gali įvykti masės perkėlimas (žr. Potencialų paviršius). Materija nepateks tiesiai į kompanioną, tačiau ji turi per daug kampinį impulsą, o suformuoja greitai besisukantį diską. kaupimo diskas & # x2013 aplink kompaktišką objektą. Jei pastaroji yra juodoji skylė, gali susidaryti nemaža energija, daugiausia esant rentgeno bangos ilgiui, nes akrecijos diske esanti medžiaga praranda kampinį impulsą ir spiralę. Kai akretinė medžiaga negali efektyviai atvėsti, didžioji dalis diskas dėl klampos nėra išspinduliuojamas, o kaupiamas dujose kaip vidinė energija ir nukreipiamas į vidų advekcijos dominuojamas akrecijos srautas ant centrinio objekto.

Kandidatai į juodųjų skylių dvejetainę sistemą skirstomi į dvi klases: masinius ir mažos masės juodosios skylės dvejetainius failus, priklausomai nuo palydovo žvaigždės masės. Pirmasis masyvus juodosios skylės kandidatas, kuris buvo nustatytas, buvo rentgeno dvejetainis „Cygnus X-1“, kurį sudarė 20 saulės masės B0 supergigantas ir nematomas palydovas, kurio masė maždaug 10 kartų viršijo Saulės masę. Šis masyvus nešviečiantis objektas tikriausiai yra juodoji skylė, skleidžianti rentgeno spindulius iš jo kaupimo disko. Kitas perspektyvus didžiulis juodosios skylės kandidatas yra rentgeno dvejetainis LMC X-3 Didžiajame Magelano debesyje. Nors tikėtina šios sistemos kompaktiškų objektų masė yra maždaug 10 Saulės masių, griežtos apatinės ribos yra tokios mažos kaip 3 Saulės masės (galbūt net mažesnės), nežymiai sutampančios su maksimalia teoriškai prognozuojama neutronų žvaigždės mase. Dar geresni žvaigždės masės juodosios skylės įrodymai yra kai kurie mažos masės juodosios skylės kandidatai, ypač A0620-00 „Monoceros“ ir „V404 Cygni“. Griežtos A0620-00 ir V404 Cygni kompaktiškų objektų masės ribos yra atitinkamai 3 ir 6 saulės masės. Taip pat žiūrėkite gama spindulių pereinamuosius procesus.

Supermasyvios juodosios skylės iš 10 6–10 9 saulės masės tikriausiai yra kai kurių galaktikų centruose ir sukelia kvazaro reiškinį bei kitų aktyvių galaktikų reiškinius. Jei didžiulė juodoji skylė sugeba susidaryti ir iš jos sugauti pakankamai dujų ir (arba) žvaigždžių, krintančios medžiagos poilsio masės energija gali būti paversta spinduliuote arba energetinėmis dalelėmis. Dabar yra stebėjimo įrodymų, patvirtinančių šią hipotezę. žvaigždžių ir jonizuotų dujų dinaminis judėjimas netoliese esančių galaktikų šerdyse rodo, kad jos reaguoja į stiprų gravitacijos lauką, viršijantį tą, kurio tikimasi iš žvaigždžių skaičiaus, lemiančio šviesą galaktikos centre. Manoma, kad šiuos judesius lemia supermasyvi juodoji skylė (žr. Seyferto galaktiką Mergelė A). Kiti tvirti įrodymai, kad yra supermasyvių juodųjų skylių, yra gauti iš neseniai pastebėtų itin plačios geležies fluorescencijos linijos rentgeno spinduliuose iš kelių Seyfert galaktikų. Ši linija turi labai ypatingą formą, atskleidžiančią jos kilmę akrecijos diske, esančiame labai arti centrinė juodoji skylė.

Kitas masinis kraštutinumas yra labiau spekuliacinis mini juodosios skylės, sveriantis tik 10 11 kg, o spindulys yra 10 & # x201310 metrų. Jie galėjo susiformuoti labai neramiomis sąlygomis, kurios buvo po Didžiojo sprogimo. Jie sukuria tokius intensyvius lokalizuotus gravitacijos laukus, kad jų Hokingo spinduliuotė priverčia juos sprogti per Visatos gyvenimą, todėl jų galutinis gama ir mikrobangų pliūpsnis turėtų būti aptinkamas, bet dar nebuvo rastas.


Žvaigždžių mišių juodosios skylės

Tai yra mažiausias šiuo metu žinomas juodųjų skylių tipas ir dažniausiai susidaro iš vadinamosios supernovos arba žiaurios sprogios žvaigždės mirties. Šiuo metu manoma, kad juodosios skylės rezultatas yra dviejų tipų supernova.

II tipo supernova atsiranda su vadinamąja masine žvaigžde, kurios masė viršija 8 saulės mases ir neviršija 50 saulės masių (saulės masė yra saulės masė). Pagal II tipo scenarijų ši didžiulė žvaigždė tiek savo kuro (iš pradžių vandenilio, bet lėtai progresuojančių per sunkesnius elementus) sulydė per branduolio sintezę, kad turi geležies šerdį, kuri negali susilieti. Dėl šio sintezės stokos degeneracijos slėgis (jėga aukštyn, atsirandanti dėl elektronų judėjimo sintezės metu) mažėja. Paprastai degeneracijos slėgis ir gravitacijos jėga subalansuoja, leidžiant žvaigždei egzistuoti. Gravitacija traukiasi, o slėgis stumia į išorę. Kai geležies šerdis padidės iki vadinamosios Chandrasekhar ribos (apie 1,44 saulės masės), ji nebeturi pakankamo degeneracinio slėgio, kad neutralizuotų gravitaciją, ir pradeda kondensuotis. Geležies šerdies negalima sulieti ir ji sutankinama tol, kol ji nepūs. Šis sprogimas sunaikina žvaigždę ir po jo bus neutronų žvaigždė, jei tarp 8-25 saulės masių ir juodosios skylės, jei didesnė nei 25 (Sėklos 200, 217).

Ib tipo supernova iš esmės yra tokia pati kaip II tipo, tačiau turi keletą subtilių skirtumų. Šiuo atveju masyvi žvaigždė turi palydovinę žvaigždę, kuri nuslydo išorinį vandenilio sluoksnį. The massive star will still go supernova because of a loss of degeneracy pressure from the iron core and create a black hole given that it has 25 or more solar masses (217).

A key structure of all black holes is the Schwarzschild radius, or the closest you can get to a black hole before you reach a point of no return and are sucked into it. Nothing, not even light, can escape from its grasp. So how can we know of stellar-mass black holes if they emit no light for us to see? Turns out, the best way to find one is to look for x-ray emissions coming from a binary system, or a pair of objects orbiting a common center of gravity. Usually this involves a companion star whose outer layer gets sucked into the black hole and forms an accretion disk that spins around the black hole. As it falls closer and closer to the Schwarzschild radius, the material gets spun to such energetic levels that it emits x-rays. If such emissions are found in a binary system, then the companion object to the star is most likely a black hole.

These systems are known as ultra luminous X-ray sources, or ULXs. Most theories say that when the companion object is a black hole it should be young but recent work by the Chandra Space Telescope shows that some may be very old. When looking at a ULX in galaxy M83 it noticed that the source preceding the flare was red, indicating an older star. Since most models show that the star and black hole form together then the black hole must be old too, for most red stars are older than blue stars (NASA).

To find the mass of all black holes, we look at how long it and its companion object take to complete a full orbit. Using what we know of the mass of the companion object based off its luminosity and composition, Kepler’s Third Law (period of one orbit squared equals the average distance from the orbiting point cubed), and equating the force of gravity to the force of circular motion, we can find the mass of the black hole.

Recently, a black hole birth was seen. The Swift Observatory witnessed a gamma ray burst (GRB), a high energy event associated with a supernova. The GRB took place 3 billion light years away and lasted for about 50 milliseconds. Since most GRB last about 10 seconds, scientists suspect this one was the result of a collision between neutron stars. Regardless of the source of the GRB, the result is a black hole (Stone 14).

Though we cannot confirm this yet, it is possible that no black hole is ever fully developed. Because of the high gravity associated with black holes, time slows down as a consequence of relativity. Therefore, time at the center of the singularity may stop, therefore preventing a black hole from fully forming (Berman 30).


What is a mini black hole?

Are these dense objects scattered throughout the universe?

Black holes with masses less than their heavyweight relatives – the standard and supermassive black holes – and weighing in at less than three solar masses are dubbed mini black holes, formed in the pressure of interstellar clouds. Because they are so small, they also have a little bit of difficulty when it comes to forming on their own. Low mass also means low gravity and this directly implies that these pint-sized objects cannot completely collapse in on themselves. In comparison, black holes of more than three times the Sun’s mass are made when a star reaches the end of its life and gets crushed under its own gravity. Other black holes of greater masses are hypothesised to have formed through the merging of smaller black holes.

In order to make a mini black hole there needs to be an enormous outside pressure to offer some assistance. The theory goes that during the dense turbulent past from which today’s universe emerged the enormous crushing pressures created many mini black holes. Unusually they are likely to have been incredibly heavy but quite tiny – possibly as small as a proton (the positive subatomic particle that can be found in atoms). According to quantum mechanics, it is thought that they spontaneously throw out energy before evaporating in a final violent explosion after billions of years in existence. They also may not be as black as heavier black holes.

We’ve yet to find some actual observational evidence that they exist but as it stands, there could be mini-black holes scattered throughout the Universe and close to our Solar System!

Atnaujinkitevėliausiai naujienos „Viskas apie kosmosą“ -prieinama kiekvieną mėnesį tik už 4,99 svarus. Arba galite užsiprenumeruotičia už kainos dalį!


Mini disk of a blackhole meaning - Astronomy

How long would it take a primordial black hole to eat the earth if one fell to the center of it? Would it just sit there forever eating an atom at a time? (assuming event horizon the size of an atomic nucleus with 1,000,000,000 tonnes mass.)

A billion tons may seem like a lot, but it's actually miniscule compared to the mass of the Earth, which weighs about 6x10 21 tons! A black hole that weighs a billion tons would have an event horizon that's only about 10 -15 meters. So it would be so small that it would really only eat particles that happened to run into it, which wouldn't happen very often. If you were to plant it in the center of the Earth, it would just sit there forever, never consuming enough matter for anyone to notice.

If instead of setting it in the Earth's core, you were to drop it from the surface of the Earth, it would sink down through the middle, pop out the other side, and slide back and forth through the Earth for all eternity. If you assume that the black hole would only consume atoms that it happens to run into, then I calculate that it would take about 10 28 years for it to consume the entire Earth, far longer than the age of the Universe. This assumes that the black hole wouldn't lose any mass due to Hawking radiation. If you factor that in, it would probably *never* consume the whole Earth.

This page was last updated on June 27, 2015.

Apie autorių

Christopher Springob

Chris studies the large scale structure of the universe using the peculiar velocities of galaxies. He got his PhD from Cornell in 2005, and is now a Research Assistant Professor at the University of Western Australia.


A Distant Black Hole Brightens Every 9 Hours, and No One Knows Why

A black hole at the center of a distant galaxy is behaving like no other black hole astronomers have ever seen.

Every 9 hours, the black hole at the center of galaxy GSN 069, about 250 million light years away, sends a bright stream of X-rays toward Earth. It's an active black hole, so it's always gobbling up matter in the process, that matter heats up and emits some light as it falls toward the event horizon around the singularity, the point beyond which no light or matter can escape. But in 2018, researchers who were using the European Space Agency's (ESA) XMM-Newton telescope realized that, at every peak of that 9-hour cycle, the GSN 069 black hole would get about 100 times brighter on the X-ray spectrum.

"It was completely unexpected," Giovanni Miniutti, an astronomer at Spain's Center of Astrobiology and lead author of a new paper on the black hole, said in a statement from ESA. "Giant black holes regularly flicker like a candle, but the rapid, repeating changes seen in GSN 069 from December onwards are something completely new."

The researchers didn't offer a definitive explanation for the phenomenon. But it's clear, they wrote, that there's some sort of gap or instability in the accretion disk, the ring of infalling material surrounding the black hole. Maybe something about the disk itself causes the matter to fall into the black hole in a regular pattern, or maybe something in its vicinity (perhaps another black hole) is disrupting the disk in a cyclic way, they suggested.

Although astronomers have never seen a pattern like this around another black hole, Miniutti and his team suggested that certain strange phenomena detected elsewhere in space might be related to this sort of pattern. In the past, astronomers have noticed black holes getting suddenly brighter for reasons they couldn't explain. It's possible, they suggested, that those brightenings were parts of similar patterns. The GSN 069 black hole is not as large as many of the black holes that form the core of a galaxy, the researchers noted. And the 9-hour period is likely in some respect tied to the rate at which the black hole spins. Larger black holes would take much more time to complete a full rotation, so if they were displaying a similar pattern, it might play out over weeks or months. And X-ray observatories rarely monitor a single black hole for that long.

The researchers aren't sure what physical phenomenon creates the regular flaring. But one possibility is the formation of a cloud of electrons very close to the black hole &mdash a phenomenon astronomers already suspected might exist because of irregularities in the X-ray emissions of some other black holes.