10 nowych, niezwykłych odkryć, związanych z czarnymi dziurami

Czarne dziury są chyba najbardziej dziwnymi i tajemniczymi obiektami w znanym nam Wszechświecie. Nikt ich nie widział, ale naukowcy są pewni, że one istnieją. Są one nie tylko przewidzieć Einsteina, ich obecność pośrednio potwierdza tym wpływem, które mają na otaczającą ich przestrzeń-czas. Coś nam o tych obiektach jednak wiadomo, ale jeszcze więcej – nie wiadomo. Zdaniem naukowców, zrozumienie fenomenu czarnych dziur, a w szczególności tych procesów, co dzieje się w ich centrach, pozwoli nam nie tylko zrozumieć, ale i daje nam możliwość zarządzania samymi podstawowymi siłami natury, na przykład, tej samej wagi.

Każdego roku naukowcy donoszą o odkryciach związanych z czarnymi dziurami, krok po kroku, które pozwalają zbliżyć się do rozumiem ich natury. Dziś porozmawiajmy o kilkunastu ostatnich.

Wiele czarnych dziur pośredniej masy

Wśród rodziny czarnych dziur, chyba najbardziej wyróżnia się tak zwane czarne dziury średniej (lub pośredniej) masy. To czarne dziury, których masa jest znacznie większa, niż masa czarnych dziur gwiazd wielkości (od 10 do kilkudziesięciu mas Słońca), ale znacznie mniej, niż u bardzo masywnych czarnych dziur (od miliona do setek milionów mas Słońca). Wcześniej zakładano, że ten widok czarnych dziur spotyka się znacznie rzadziej dwóch innych wymienionych klas, jednak niedawne odkrycie obaliła tę opinię.

W 2018 roku naukowcy znaleźli miejsce, w którym najczęściej znajdują się takie obiekty. Z niewyjaśnionych na razie przyczyn, najczęściej czarne dziury średniej masy spotykają się w centrach małych galaktyk. Jak tylko naukowcy to odkryli, rzadki widok czarnych dziur przestał być rzadkie. Co więcej, odkrycie to może pomóc rozwiązać jeszcze jedną zagadkę, związaną z czarnymi dziurami.

Jednym z najbardziej aktualnych zagadnień współczesnej astronomii jest natura bardzo masywnych czarnych dziur. Naukowcy nie mogą zrozumieć, jak niektóre z wykrytych bardzo masywnych czarnych dziur w stosunkowo niewielkich galaktykach bardzo szybko wzrosły w rozmiarach od momentu Wielkiego wybuchu. Wskazać poprawną odpowiedź może te czarne dziury średniej masy. Według jednej z hipotez, czarne dziury istnieją one mogły rosnąć z czarnych dziur średniej masy, według innego — w ten urodziły się na początku. Ale jak? Precyzyjnej odpowiedzi naukowcy dostarczyć na razie nie mogą, ale wygląda na to, zaczynają poruszać się w dobrym kierunku.

Tajemnicze obiekty obok Strzelcem A*

Sagittarius A* — to supermasywna czarna dziura znajdująca się w centrum naszej galaktyki. Na początku lat 2000-tych obok niej naukowcy odkryli dwa tajemniczych obiektów. Ich przydomek, jak G-klasy i początkowo wziął za газопылевые chmury. Zagadka zaczęła się po tym, jak te obiekty zbliżył się do czarnej dziury. Zamiast być przerwane potężną grawitacją supermassive czarnej dziury, obiekty G1 i G2 mogli jakoś przeżyć.

W 2018 roku naukowcy odkryli jeszcze trzy obiekty klasy G (G3, G4, G5) obok Strzelcem A*. Analiza zebranych za 12 lat danych ostatecznie obraz dla astronomów nie wyjaśniłeś. Obiekty przyciągają uwagę swoimi niezwykłymi właściwościami. Wszystkie pięć G-obiektów mają charakterystyczne znaki wizualne gazowych chmur, ale przy tym zachowują się jak gwiazdy z ogromną masą.

Na tej podstawie naukowcy zrobili założenie, że do czynienia z bardzo rzadkim typem gwiazdek choinkowych, nie właściwych dla naszej galaktyki. Pojawienie się tych obiektów naukowcy wyjaśniają szczególnymi w okolicy supermassive czarnej dziury: tutaj pod wpływem potężnej grawitacji może odbywać się схлопывание gwiazd podwójnych z wykształceniem jednego, dużego, окутанного grube газопылевыми błonami obiektu. Jednak naukowcy podkreślają, że nie wszystkie obiekty mają podobne orbicie wokół czarnej dziury, więc dokładnie wyjaśnić naturę tego, co zobaczył zjawiska na razie nie mogą.

Najstarsza czarna dziura

Otwieranie najniższej starożytnej czarnej dziury – to nie tylko kwestia wieku. Wykrycie tego staruszka może pomóc nam rozwiązać wiele ciekawych zagadek, związanych z tą epoką, gdy pierwsze gwiazdy we Wszechświecie, tylko zaczął światło.

Zdaniem naukowców, występujący w 2017 roku czarna dziura ULAS J1342+0928 ujrzała światło dzienne po zaledwie około 690 milionów lat po Wielkim wybuchu. Gdy wiek kosmosu wynosił zaledwie 5 proc. od obecnego, masa czarnej dziury już 800 milionów razy przekraczała masę naszego dzisiejszego Słońca.

Obiekt położony jest około 13,1 miliarda lat świetlnych od Ziemi i ukształtował się we wczesnym okresie kształtowania się Wszechświata. Okres ten często nazywany jest epoką реионизации, gdy z powodu grawitacyjnego przyciągania zaczęły pojawiać się pierwsze gwiazdy, galaktyki, gromady i сверхскопления galaktyk. Pełny obraz реионизации nadal naukowcom niezrozumiała, dlatego pojawiły się w tym okresie czarne dziury z pewnością mogą być jednymi z najbardziej interesujących źródeł nowych informacji.

Jak już wspomniano powyżej, naukowcy nie mogą zrozumieć, w jaki sposób w tak krótkim czasie po Wielkim wybuchu czarne dziury udało się zgromadzić ogromną ilość masy. Obiekty takie ULAS J1342+0928 mogą rzucić światło na to pytanie, jednak, aby robić jakieś wnioski, byłoby miło znaleźć przynajmniej kilka takich kosmicznych dinozaurów. Niestety, czarne dziury epoki реионизации są niezwykle rzadkie.

jedną z najszybciej rozwijających się czarna dziura

W 2018 roku naukowcy odkryli najbardziej "głodnej" czarną dziurę w znanym nam Wszechświecie. Każdego dnia na sekundę zużywa masę równą masienaszego Słońca, dzięki czemu jeszcze i szybko rośnie. Na szczęście dla nas, ona jest bardzo daleko. Gdyby ten potwór znajdował się w centrum Drogi Mlecznej, to stwarza im promieniowanie rentgenowskie стерилизовало Ziemię od każdego życia.

Kiedy naukowcy odkryli pierwszy światło od квазара J2157-3602, związanego z tą czarną dziurą, to jego wiek szacuje się na 12 miliardów lat. Jak tylko naukowcy potwierdzili, że obok квазаром naprawdę jest czarna dziura, jej masa wynosiła już około 20 miliardów mas słońca. Obecnie astronomowie nie mogą wyjaśnić przyczynę tyle szybkiego wzrostu czarnej dziury.
Jedyne, co wiadomo o tym obiekcie, to to, że jego apetyt rozgrzewają otaczający gaz i pył do takich stanów, że ich jasność łatwo przyćmić światło praktycznie wszystkich gwiazd na niebie.

Ukryte nagromadzenie

W jednym galaktycznej grupie mogą znajdować się setki, a nawet tysiące galaktyk. Te klastry są postrzegane przez naukowców jako jednych z największych obiektów we Wszechświecie. Myślisz taką wielkie stworzenie nie da się ukryć, jednym jedynym kosmicznym obiektem? W błędzie. Jeden quasar okazał się inaczej.

Wykryty obiekt otrzymał nazwę PKS1353-341 i początkowo maskach, osobną galaktyką, z bardzo jasnym centralnym obszarem. Jednak astronomowie Massachusetts institute of technology w 2018 roku odkryli prawdę, która ukrywała się w ciągu kilku lat od wykrycia tego obiektu. Okazało się, że obiekt jest nie galaktykę, a jeden jedyny quasar (obszar rozgrzanego gazu otaczającego сверхмассивную czarną dziurę), który znajduje się w centrum całej galaktyki gromady, znajdującego się w 2,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi.

Quasar był tak jasny, że w dosłownie przyćmił wszystko wokół przestrzeń, zawierającą setki galaktyk. Naukowcy z MIT obliczyli jego jasność i okazało się, że w 46 miliardów razy większa niż jasność Słońca. Zdaniem naukowców, taka ekstremalna jasność jest związana z przejęciem środkowej supermassive czarną dziurą dużej ilości otaczającego go materiału.

Podwójne systemu

Jeszcze jedną zagadką dla naukowców są tak zwane podwójne, czyli parzyste czarne dziury, оборачивающиеся wokół siebie. Przypadki zderzenia czarnych dziur naukowcy zauważyli w przeszłości. Dwa zostały określone w 2015 roku, kolejny – w 2017-m. Co zaskakujące, dzięki ostatniemu naukowcy po raz pierwszy stały się bezpośrednimi świadkami nie mniej rzadkiego zjawiska.

W odebranym sygnale zderzenia dwóch czarnych dziur odnotowano oznaki grawitacyjnej zniekształceń czasoprzestrzeni — zmiany pola grawitacyjnego, podróżuje jak fale. Obie czarne dziury nie zostały zniszczone, ale zamiast tego zlały się w jedną całość – сверхмассивную czarną dziurę wielkości więcej, niż jej rodzice.

Z powodu natury pojawienia się systemów z podwójnych czarnych dziur naukowcy są dwa założenia. Według jednego, podwójne czarne dziury pojawiają się po śmierci podwójnych systemów gwiazdek. Według drugiej – czarne dziury powstają niezależnie od siebie i już po, дрейфуя w kosmosie, przyciąga do siebie pod wpływem sił grawitacyjnych.

Śmiertelny bubble

W 2018 roku fizyki sugerują jeszcze jeden scenariusz apokalipsy: Ziemia może być zniszczona za pomocą czarnych dziur. Rok wcześniej naukowy świat obchodził potwierdzenie odkrycia fal grawitacyjnych – zjawiska, siły rozciągającej i сжимающего tkankę rzeczywistości. Siła ta jest śmiertelna.

W nowej teorii, naukowcy z uniwersytetu Princeton zobaczył to jeden ze scenariuszy tego, co może nastąpić, jeżeli w wyniku wysokoenergetycznych kosmicznych kataklizmów (np. w przypadku fuzji dwóch czarnych dziur lub dwie gwiazdy neutronowe), które pojawiły się grawitacyjne fale zderzają się między sobą.

Fale Grawitacyjne dla ilustracji przykład często porównywany z kręgów na wodzie, które pojawiają się, jeśli rzucić kamień. Jednak, jeśli cząstka lub obiekt porusza się z prędkością światła, mogą pojawić się płaskie fale grawitacyjne. Zdaniem naukowców, jeśli fale są na tyle duże, wtedy ich starcie może utworzyć gigantyczną czarną dziurę, która zmienia się w czasie i przestrzeni na ogromnym placu w przestrzeni kosmicznej.

Jeśli stanie się to w pobliżu Ziemi, to nie tylko natura, ale i samej planecie i całym układzie Słonecznym nadejdzie koniec.

Czarna dziura-rogue

Naukowcy nie raz zastanawialiście się, o możliwości "uwolnienia" galaktykami swoich centralnych czarnych dziur. Jednak przez długi czas dowodów tego zjawiska astronomowie nie mogli wykryć. Ale w 2017 roku galaktyka 3C186 przedstawił badacze kosmosu prawdziwa niespodzianka.

Zdaniem naukowców, wcześniej galaktyka 3C186 wyobrażałam sobie dwie odrębne galaktyki, które w pewnym okresie swojej historii połączyły się w jedną. Nowa galaktyka zyskał dość wyraźne zarysy i kształt, zamiast planowanego chaotycznej struktury, ale niespodzianka dał jej centrum: naukowcy, pełne nadziei znaleźć w nim сверхмассивную czarną dziurę, w ogóle nic nie znaleźli.

Później czarna dziura jednak pojawił się tylko w 35 000 lat świetlnych od centrum galaktyki 3C186. Kiedy doszło do zderzenia dwóch gromad gwiezdnych, czynienia i ich centralne galaktyczne czarne dziury, co w końcu doprowadziło do powstania supermassive czarnej dziury. To zdarzenie najprawdopodobniej tworzył bardzo potężne fale grawitacyjne, które tę jako wyznawców swojej nowo założonej czarną dziurę i wypchnięty z galaktyki, wyjaśniają naukowcy.

Aby to Zrobić, zresztą,okazało się nie takie proste, w dalszym ciągu naukowcy. Dla emisji czarnej dziury z centrum galaktyki zajęło energia równoważna eksplozji 100 milionów supernowych. Naukowcy do tej pory nie zorientowali się w tym, co tam się naprawdę stało, ale już staje się jasne, że istnieją siły, które mogą oprzeć się nawet mocy samych czarnych dziur.

Co ciekawe, czarna dziura-rogue nadal poruszać się do granic swojej galaktyki. Przy obecnym poziomie będzie całkowicie wyrzucone poza nią około 20 milionów lat.

Odwrócić bieg czasu

Czarne dziury powstają, gdy dzieje się grawitacyjna upadek (kompresja) dość masywnej gwiazdy, albo upadek centralnej części galaktyki lub протогалактического gazu. W tym momencie w kosmos wyrzuca ogromne ilości promieniowania gamma. Ostatnia z kolei stanowi najbardziej jaskrawy elektromagnetyczne zachodzące we Wszechświecie i do tej pory nie do końca zbadane przez naukowców.

W 2018 roku w przechwyconych sygnałów promieniowania gamma odkryto bardzo dziwne objawy, które, zdaniem naukowców z NASA, można interpretować jako "odwrócić bieg czasu". Zazwyczaj przy każdym zdarzeniu gamma-emisji występuje promieniowanie fale o określonej sygnaturze, która nigdy się nie powtarza. W wykrytych same sygnały pojawiły się nieprawidłowości, które, jak się okazało, nie da się wyjaśnić z pozycji ani jednego modelu teoretycznego. Sygnały te stanowiły specjalne fale struktury, które zostały obrócone w czasie tak, jakby ich początek był w końcu lampy błyskowej, a koniec — w pierwszych chwilach emisji.

Dla niektórych fizyków takiego obserwacji okazały się na tyle, aby powiedzieć o świadectwie wstecznego czasu. Według innego i prawdopodobnie bardziej realnego wyjaśnienia, promienie gamma emisji na swojej drodze mogą spotkać się z pewną materią, наделившей fale podpisem, która została przyjęta przez naukowców za odwrócić bieg czasu. Całkiem możliwe, że promienie zahaczył o jakieś skupisko materii, która podziałała na nich jak odbijająca powierzchnia. Jednak nie wyklucza, że chodzi o zupełnie nowej ustawie fizyki, pierwszym przykładem którego byli naukowcy w 2018 roku.

Duchy zmarłych wszechświatów

W sierpniu tego roku brytyjski fizyk uniwersytetu Oksfordzkiego Roger Penrose zrobił bardzo głośne oświadczenie. On i jego drużyna twierdzą, że przed pojawieniem się naszego Wszechświata, czyli do Wielkiego wybuchu, istniał inny wszechświat. Na taki wniosek naukowców spowodował, że liczba obserwowanych anomalii świetlnych w mikrofalowym tła promieniowania elektromagnetycznego, które, zdaniem Penrose ' a, stanowią świetlne spirali, pozostałe od czarnych dziur zrobionych przez poprzedniego wszechświata, który istniał przed Wielkim wybuchem.

W jednej ze swoich teorii jeszcze bardziej słynny brytyjski fizyk Stephen Hawking zasugerował, że czarne dziury, po tym jak stracą główną masę swoich cząstek, znikają. Te hipotetyczne cząstki noszą nazwę гравитонов. Oni nie mają masy, elektrycznych i innych opłat, ale przy tym mają energią i dlatego uczestniczą w grawitacyjnym współpracy.

Kiedy jeden wszechświat umiera i pojawia się nowa, te grawitony, jak uważa, Penrose, stają się częścią nowego wszechświata. Naukowiec i jego koledzy są przekonani, że odkryli te ocalałe "resztki" w mikrofalowym tła promieniowania elektromagnetycznego. Nazwali wykryte świetlne nieprawidłowości "punktami Stephena Hawkinga". Jeśli obserwacje naukowców się potwierdzą, czeka nas poważny redagowania teorii Wielkiego wybuchu.

Podziel się swoją opinią o tych odkryciach można nie tylko w komentarzach, ale i .