Рубрика «горизонт событий»

в 14:00, , рубрики: ruvds_статьи, астрономия, белые дыры, Блог компании RUVDS.com, Большой Взрыв, Вселенная, горизонт событий, Научно-популярное, Сингулярность, физика, чёрные дыры

Что такое «белые дыры» и существуют ли они на самом деле? - 1


Законы физики говорят нам обо всех возможных явлениях и сущностях, которые в принципе могут появиться в нашей Вселенной — но только наблюдая, измеряя и экспериментируя с реальной Вселенной, мы можем определить, что может появиться на самом деле. Одним из самых первых следствий общей теории относительности Эйнштейна стала чёрная дыра: область пространства с таким количеством материи и энергии, собранных в одном месте, что из этого объёма ничто, даже свет, никогда не сможет выйти. Но у этого явления математически есть и противоположная сторона, обратная чёрной дыре: белая дыра, из которой материя и энергия будут спонтанно выходить.

Чёрные дыры, как показали многочисленные наблюдения, не только физически реальны, но и весьма многочисленны во Вселенной. А как насчёт белых дыр? Что это такое, и существуют ли они физически? В конце концов, это одно из самых захватывающих и необычных явлений, допустимых физикой. Давайте посмотрим на то, что мы знаем по этому поводу.Читать полностью »

в 9:00, , рубрики: ruvds_статьи, астрономия, Блог компании RUVDS.com, горизонт событий, излучение хокинга, квантовая физика, Научно-популярное, физика, чёрные дыры

Каким образом излучение Хокинга приводит к испарению чёрных дыр? - 1

Чёрная дыра в галактике M87 в поляризованном свете. Линии обозначают ориентацию поляризации, связанной с магнитными полями в тени чёрной дыры. Скорее всего, излучение сверхмассивных чёрных дыр будет нести на себе отпечаток поляризации

Удивительно, насколько сильно наше понимание Вселенной продвинулось и поменялось с начала XX века. В 1900-х годах физики только начинали раскрывать квантовую природу реальности, ещё не вышли за пределы ньютоновского понимания гравитации и не подозревали о таких астрономических объектах, как чёрные дыры. К 1970-м космологи уже представляли себе Вселенную, управляемую принципами Общей теории относительности, начавшую своё существование с Большого взрыва, заполненную галактиками, звёздами и их останками, а также её квантовую природу, удивительно точно описываемую Стандартной моделью.
Читать полностью »

в 23:16, , рубрики: астрономия, гидростатическое равновесие, горизонт событий, гравитационное линзирование, Научно-популярное, физика

Гидростатическое равновесие

Астрономический словарик: гидростатическое равновесие, горизонт событий, гравитационное линзирование - 1

Впервые термин ввели физики для описания состояния жидкостей, в котором действующие на неё силы уравновешиваются. В таком случае жидкость находится в состоянии покоя. На поверхности Земли, например, это может быть равновесие силы тяжести, действующей на жидкость, и силы давления самой жидкости, возникающей из-за межмолекулярных взаимодействий.

Однако в подобных терминах можно описывать не только жидкости. Например, взаимодействие молекул газов, составляющих воздух, препятствует гравитации Земли, стремящейся сплюснуть атмосферу. А гравитация не даёт этому взаимодействию выбросить нашу атмосферу в открытый космос.
Читать полностью »

в 19:35, , рубрики: горизонт событий, гравитационные волны, гравитация, Научно-популярное, общая теория относительности, специальная теория относительности, уравнения эйнштейна, черная дыра

А разве у них есть поверхность? Ведь все привыкли к представлению о черной дыре как о сингулярности скрытой от нашего взора горизонтом события. Впрочем, исследуя термодинамику черных дыр, физики давно пришли к выводу, что они ведут себя не как трехмерные, а как двухмерные объекты. Например, количество составных частей черной дыры как термодинамической системы, пропорционально квадрату радиуса горизонта события, а не его кубу. Но данный «прозрачный намёк» принято относить скорее к проблемам, таким как: Куда девается информация провалившаяся за горизонт события? Если из двух квантово запутанных частиц одна пересекла горизонт события, то с чем запутана оставшаяся?

Однако показать, что такая поверхность вполне материальна, можно используя известные эффекты теории относительности. Так, с точки зрения неподвижного внешнего наблюдателя, никакой падающий в черную дыру объект никогда не пересечет горизонт события, потому что по мере приближения к нему, время в системе отсчета, связанной с объектом, будет замедляться относительно внешнего наблюдателя из-за того, что в гравитационном поле вблизи массивных тел, время даже для неподвижных тел течет медленнее, чем вне поля. Скорость такого объекта относительно внешнего наблюдателя сначала нарастает, а затем замедляется. При приближении к горизонту события время для такого объекта почти остановится, поэтому для того чтобы преодолеть остаток пути с точки зрения внешнего наблюдателя ему потребуется бесконечно большой промежуток времени.
Читать полностью »

в 13:38, , рубрики: аккреционный диск, горизонт событий, космонавтика, Научно-популярное, черная дыра

image

Спроси любого человека на улице, как выглядит черная дыра, и он вам обязательно об этом расскажет. Еще бы, ведь все помнят красочные симуляции этих космических объектов из различных фантастических фильмов. Поэтому в это трудно поверить, что до сих пор никто на самом деле не видел, как же черные дыры выглядят в реальности!

10 апреля ученые показали первое реальное изображение черной дыры. Здесь стоит оговориться, что на самом деле полученный снимок представляет собой изображение аккрецио́нного диска, явления происходящего в непосредственной близи от еще видимых границ материи, притягиваемой черной дырой, у горизонта событий. И полученное изображение удивительно напоминает нам до боли знакомые кадры из фильма Интерстеллар!

Посвященная этому событию пресс-конференция сейчас транслируется в прямом эфире:

Читать полностью »

в 10:38, , рубрики: numpy, аккреционный диск, астрономия, геодезическое уравнение, геометрия Шварцшильда, горизонт событий, кольце Эйнштейна, красное смещение, математика, метод Рунге — Кутты, Научно-популярное, обработка изображений, псевдо-риманова оптика, сепаратриса, символы Кристоффеля, синее смещение, физика, формула Бине, фотонная сфера, черная дыра

«Это легко. Берём метрику Шварцшильда, ищем символы Кристоффеля, вычисляем их производную, записываем геодезическое уравнение, меняем некоторые декартовы координаты (чтобы не страдать), получаем большое многострочное ОДУ — и решаем его. Примерно так».

Как нарисовать чёрную дыру. Геодезическая трассировка лучей в искривлённом пространстве-времени - 1

Теперь ясно, что чёрные дыры меня засосали. Они бесконечно увлекательны. В прошлый раз я разбирался с визуализацией геометрии Шварцшильда. Меня поглотила проблема точного представления, как кривизна такого пространства-времени влияет на внешний вид неба (поскольку фотоны из удалённых источников движутся вдоль геодезических линий, изогнутых чёрной дырой) для создания интерактивного моделирования. Вот результат (работает в браузере). Хитрость в максимально возможном предрасчёте отклонения световых лучей. Всё работает более-менее нормально, но конечно, такая симуляция далека от идеала, потому что в реальности там не производится никакой трассировки (для неспециалистов: восстановление назад во времени местонахождения световых лучей, падающих в камеру).

Мой новый проект исправляет этот недостаток, отказавшись от эффективности/интерактивности самым простым образом: это рейтрейсер чисто на CPU. Трассировка выполняется максимально точно и максимально долго. Рендеринг изображения вверху занял 15 5 минут (спасибо, RK4) на моём ноутбуке.
Читать полностью »

в 12:07, , рубрики: астрономия, горизонт событий, излучение хокинга, квантовая физика, Научно-популярное, ото, физика, чёрные дыры, эффект унру

[Этот пост является переводом статьи от Сабины Хоссенфельдер]

«Краткая история времени» Стивена Хокинга была одна из первых научно-популярных книг, прочитанных мною, и я ее возненавидела. Возненавидела, потому что не понимала. Фрустрация от этой книги стала одной из основных причин, почему я стала физиком — ну, по крайней мере, я знаю, кого винить в этом.

image

Читать полностью »

в 12:00, , рубрики: астрономия, горизонт событий, излучение хокинга, Научно-популярное, релятивистские струи, спросите итана, физика, чёрные дыры

Спросите Итана: как излучение Хокинга и релятивистские струи убегают от притяжения чёрной дыры? - 1
Концептуальное изображение аккреционного диска и струй сверхмассивной чёрной дыры

Самая важная особенность чёрной дыры – горизонт событий. Это регион пространства, внутри которого гравитационное поле настолько сильно, что ничто, даже свет, не может оттуда вырваться. Как же объяснить предсказанное нами убегание материи и излучения от чёрных дыр? Это хочет выяснить наш читатель:

Везде, где читаешь информацию о чёрных дырах, написано, что «ничто, даже свет, не может оттуда вырваться». А затем встречаешь информацию об излучении Хокинга, «излучение чёрного тела, которое, как предсказано учёными, испускают чёрные дыры». А ещё есть релятивистские струи, которые «чёрные дыры выстреливают со скоростью, близкой к световой». Очевидно, что-то всё же убегает из чёрных дыр, так ведь?

Материя и излучение, находившиеся вблизи чёрных дыр, действительно могут приходить к нам. Но значит ли это, что что-то убегает из чёрной дыры? Давайте разбираться.
Читать полностью »

в 12:00, , рубрики: астрономия, горизонт событий, гравитационные волны, Научно-популярное, Сингулярность, слияние чёрных дыр, спросите итана, физика, чёрные дыры

Спросите Итана: может ли материя убежать из-за горизонта событий во время слияния чёрных дыр? - 1
У чёрных дыр должны быть аккреционные диски, с которых в них падает материя, и после пересечения горизонта событий у материи уже не должно быть способа выбраться обратно. Может ли что-то повлиять на этот порядок вещей?

Единожды попав за горизонт событий чёрной дыры, выбраться уже не получится. Нет такой скорости, которая помогла бы выбраться оттуда, для этого не хватит даже скорости света. Но, согласно общей теории относительности, пространство в присутствии массы и энергии искривляется, а слияние чёрных дыр – один из наиболее экстремальных вариантов в природе. Есть ли возможность упасть в ЧД, пересечь горизонт событий, а затем убежать оттуда, пока этот горизонт искажается в результате массивного слияния? Такой вопрос возник у нашего читателя:

Если две ЧД объединятся, возможно ли, чтобы материя, находящаяся внутри горизонта событий одной из ЧД, смогла убежать оттуда? Может ли она убежать и переместиться в другую, более массивную ЧД? А убежать сразу за пределы обоих горизонтов?

Идея, конечно, безумная. Но достаточно ли она безумна, чтобы сработать? Давайте выясним.
Читать полностью »

в 7:00, , рубрики: астрономия, горизонт событий, Научно-популярное, спросите итана, чёрные дыры

Спросите Итана: как должен выглядеть горизонт событий чёрной дыры? - 1
Изображение чёрной дыры. Несмотря на её тёмный цвет, считается, что все чёрные дыры были сформированы из обычной материи, но подобные иллюстрации не совсем точны

В апреле 2017 телескопы всего мира одновременно собрали данные по центральной чёрной дыре Млечного Пути. Из всех известных во вселенной ЧД та, что находится в центре Галактики — Стрелец A* — особенная. С нашей точки зрения её горизонт событий крупнейший из всех доступных нам ЧД. Он настолько большой, что телескопы, расположенные в разных местах Земли, должны были бы его увидеть, если бы посмотрели на него все одновременно. И хотя на комбинирование и анализ данных, полученных с разных телескопов, уйдут месяцы, к концу 2017 года мы должны получить наше первое изображение горизонта событий. Так как он должен выглядеть? Такой вопрос задаёт один из наших читателей, запутавшийся в иллюстрациях:
Разве горизонт событий не должен полностью окружать чёрную дыру на манер яичной скорлупы? Все художники рисуют чёрные дыры в виде разрезанных яиц, сваренных вкрутую. Почему горизонт событий не окружает чёрную дыру полностью?
Конечно, в интернете можно найти иллюстрации разного рода. Но какие из них правильные?
Читать полностью »

12
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js