gov-civil-vilareal.ptKuidas must auk välja näeb?
>Kuidas must auk välja näeks, kui asuksite selle lähedal?
Sellele küsimusele vastamiseks on mitu võimalust. Üks võimalus on: mitte midagi. See on must, nii et see ei tundu midagi.
See võib olla ebarahuldav.
Teine võimalus on: see pole oluline, sest mõne millisekundi pärast olete niikuinii surnud.
See on natuke tume ja kuigi tõsi, ka ebarahuldav.
Kui olete aga teadlane, on vastus keerulisem. Me ei pea musta augu lähedale jõudma, et välja selgitada, kuidas see välja näeb, seega pole meie enda surma trotsimine vajalik. Ja kui me eeldame, et must auk sööb aktiivselt näiteks suurt gaasipilve, siis saame aru, kuidas see välja näeb.
Te vajate palju matemaatikat ja füüsikat, sealhulgas relativistlikku füüsikat, kiirgusülekande füüsikat (põhimõtteliselt, kuidas asjad hõõguvad) ja head arvutit, et läbida ägedad arvutused, kuid see, mida saate, on midagi nii lahedat, mis muudab aju ja aegruumi väänav füüsika on seda väärt.
Sest see näeb välja selline:
Punkt: paljud inimesed lähevad nägemisest segadusse mis tahes valgus mustast august. Valgus ei pääse mustast august välja, kui see satub liiga lähedale, sündmuste horisondi (või olenevalt asjaoludest footonkera) sisse. Kuid väljaspool seda kaugust võib valgus vabalt reisida ... kuid mitte ilma hinda maksmata. Uurime, mis see maks on.
Musta augu simulatsiooni kommenteeritud versioon selgitab selle veidra objekti erinevaid osi. Krediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus/Jeremy Schnittman
Harry Potteri ja nõiakivi raamatulehed
Tagasi simsi juurde ja liikudes endiselt väljapoole, just väljaspool seda footonkera, on kitsas valgusrõngas, mida nimetatakse footonirõngaks. See on valgus akretsioonikettalt, kuhu jäävad musta augu poole suundunud footonid just väljaspool footonkera piiri, nii et nad tiirlevad enne auku naasmist paar korda ümber musta augu. Selle ümber on tühimik, sest footonitest, mis jäävad hästi välja väljaspool footonitera, muudkui jätkuvad - nende tee on musta augu raskusjõu tõttu kõvasti painutatud, kuid mitte piisavalt, et meie poole suunduda. Nii et me ei näe valgust sellest piirkonnast.
Väljaspool footonisfääri näeme valgust kogunemiskettalt endalt ... aga see on jama. Pidage meeles, et see on musta augu ümber lame ketas, nagu Saturni rõngad. Kuid me näeme ketast selle kiirgava valguse järgi ja musta auku mängib sellel lõbus põrgu.
Valgustee musta augu ümber muutub raskusjõu tõttu tõsiselt moonutatuks. Sellel skeemil on Maa paremal ja musta augu taga oleva materjali valgus paindub meie poole, jättes auku, kus asub must auk ise. Krediit: Nicolle R. Fuller/NSF
Musta augu ees näeb ketas suhteliselt (ha!) Normaalne välja. See valgus läheb kettalt meile otse musta augu gravitatsioonikaevust, nii et see pole nii moonutatud. Kui aga järgite seda paremale, kaldub see äkki ülespoole, moodustades musta augu kohale kaare. See on ketta tagakülg! Tavaliselt te seda ei näe, kuna see asub musta augu taga. Kuid osa ketta selle osa valgusest läheb ümber ja üle must auk, mida kõva gravitatsioon painutas meie poole, võimaldades meil seda näha.
See tuli musta augu kohal asuvas kaares tuleb akretsiooniketta ülaosast. Valgus alates alumine külg käib ka ümber musta augu, kuid see on painutatud ümber musta augu põhja, nii et näeme seda ketta osa ka musta augu all. See näeb välja nagu väiksem ring kui ülemine, kuid see suurus ja geomeetria sõltuvad nurgast, millest vaatasime. Nende kahe kaare kuju sõltub vaatenurgast, sest see, kuidas valgus musta auku ümber painutab, muudab meie nägemust ketta enda suhtes üles või alla liikudes. Näete seda videos, kui vaatenurk muutub.
mis on rünnak titaani vastu hinnatud
On veel üks asi, mida tähele panna. Selles simsis liigub kogunemisketta gaas ümber musta augu vasakult paremale. See on tähtis! Kas näete, kuidas vasakpoolne ketas tundub heledam kui paremal? See on tõeline efekt, mida nimetatakse relativistlikuks kiirguseks. Olen sellest varem kirjutanud :
Seal on efekt nimega relativistlik kiirgus , mis on põhjustatud materjali uskumatult kiirest liikumisest, kui see tiirleb ümber musta augu. Kui hoiate lambipirni enda ees, laieneb valgus kera, igas suunas, aga kui see pirn liigub valguskiiruse lähedal, näib, et valgus, mida me sealt kiirgame, on nagu taskulamp , suunatud liikumissuunda. See veider efekt tähendab, et valguskiiruse lähedal teie poole suunatud objekt tundub heledam, kuna suurem osa selle valgusest on suunatud teie poole ja miski eemaldub tumedam, sest selle valgus on teist eemale suunatud.
Gaas vasakul on suunatud teie poole, nii et osa selle valgusest, mis muidu teid igatseks, paistab teie poole, muutes selle heledamaks. Vasakpoolne gaas liigub sinust eemale, nii et selle valgus kiirgub sinust veelgi kaugemale, hämardades seda.
Kui see kõik kõlab tuttavalt, võib see olla sellepärast, et mõtlete esimene pilt musta augu footonkerast - sel juhul see, mis asub galaktika M 87 keskel, 55 miljoni valgusaasta kaugusel, mille on võtnud Event Horizon Telescope - kogu planeedil paiknev raadioteleskoop.
Esimene pilt ülimassiivse musta augu „varjust“. See näitab musta auku ümbritsevat piirkonda, mille mass on Päikesest 6,5 miljardit korda suurem ja mis asub Maalt 55 miljoni valgusaasta kaugusel galaktika M87 tuumas. Krediit: NSF
Hägune, kuid see näitab samu funktsioone! Jääge ka lainel, sest varsti näeme nendest objektidest rohkem ja selgemaid pilte.
Nii et ma arvan, et praegu on OK hetkeks mõelda ja mõelda, et mustad augud on imelikud.
Aga hei, see on loodus. Universum ei ole kohustatud kuuletuma meie tervele mõistusele, nii haruldane ja mõttetu kui see ka poleks. Aga kui võtate aega universumi tõeliseks vaatamiseks, vaadake seda, leidke mustrid, nende mustrite taga olev matemaatika ja matemaatika eeldatav füüsika - see matemaatika nõudmistele - siis muutuvad arusaadavaks ka Universumi kõige veidramad asjad.
Seda on tore mõelda, võib -olla isegi lohutav, viimastel millisekunditel enne universumist igaveseks lahkumist. Ilusat reisi allapoole!
