В КРУГУ ДРУЗЕЙ!
Дороге друзья Добро пожаловать На наш Форум !Надеюсь Вы найдёте хороших и преданных друзей !Сайт создан для приятного общения и отдыха. Очень ждем гостей, модераторов и конечно же - новых друзей!!!!!!!!! Открывайте свои темы, делитесь своими знаниями и опытом. Добро пожаловать!!!!!!!С уважением к Вам В КРУГУ ДРУЗЕЙ

Как много делаем мы для друзей, чего никогда не сделали бы для самих себя.

 Добро пожаловать в наш круг ДРУЗЕЙ!Пишите! общайтесь!
 Друзья форуму нужны модераторы
есть желание попробовать ПИШИТЕ!

Вы не подключены. Войдите или зарегистрируйтесь

КОСМОС

На страницу : Предыдущий  1, 2, 3, 4  Следующий

Предыдущая тема Следующая тема Перейти вниз  Сообщение [Страница 3 из 4]

51default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:09 am

Laki

avatar
Модератор
ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ

Что мы знаем и чего не знаем о чёрных дырах?

Словосочетание „чёрная дыра“ прочно вошло в наш обиход. Вполне можно ожидать, что в самом ближайшем будущем вместо „как сквозь землю провалился“ будут говорить „провалился, как в чёрную дыру“. И это будет высшей формой народного признания: широкое словоупотребление при полном смыслонепонимании. Уже сегодня можно, например, прочесть: „Обнаружена чёрная дыра, летящая в сторону Земли… Она летит, потому что образовалась из сверхновой звезды…“

А что на самом деле? Звёзды намного массивнее Солнца, выгорая, проваливаются внутрь себя („коллапсируют“), выделяя огромное количество энергии в виде „вспышки сверхновой“ и оставляя после себя сверхплотный остаток в виде так называемой нейтронной звезды, в которой все электроны вдавлены в протоны, так что она состоит из одних лишь нейтронов — отсюда и название. При ещё большей массе исходной звезды (20 — 30 солнечных масс) её коллапс приводит к образованию уже не нейтронной звезды, а „чёрной дыры“, окружённой плотным диском оставшегося от звезды вещества. Но „дыра“ эта никуда не летит — она только быстро вращается. Считается, что во взаимодействии „дыры“ и диска каким-то пока ещё не вполне понятным образом рождаются те чудовищные выбросы энергии, которые называются космическими гамма-вспышками.

Тем не менее летящая сквозь нашу Галактику (Млечный Путь) прямо в её плоском диске чёрная дыра и впрямь обнаружена. Её скорость в настоящее время составляет около 400 тысяч километров в час, а линейное движение объясняется тем, что сверхновая, остатком которой является эта дыра, имела близкого партнёра, другую звезду, вместе с которой составляла пару. В таких парах обе звезды обращаются вокруг общего центра тяжести и, стало быть, имеют линейную скорость, как камень, вращающийся на верёвке. В момент вспышки (коллапса) сверхновой её гравитационное взаимодействие с партнёром резко меняется, поскольку меняется — за счёт выброса части вещества — масса звёздного остатка, и в результате возникшая чёрная дыра вместе со звездой-партнером слетают прочь с прежней орбиты, как сорвавшийся с верёвки камень. И летят.

Сотрудник французской Атомной комиссии Феликс Мирабель, который обнаружил эту дыру и определил её движение по наблюдениям с 1996 по 2001 год за её тускло светящимся звёздным партнером, из которого она постепенно на лету высасывает вещество, сообщил о своих результатах в журнале „Astronomy and Astrophysics“ в конце прошлого года. Аналогичная быстро движущаяся чёрная дыра была обнаружена в минувшем году в окружающем Млечный Путь сферическом звёздном облаке (гало), но там большие скорости всех объектов — скорее правило, чем исключение. Учёные пока не знают всех деталей образования таких летящих чёрных дыр (в отличие от нейтронных звёзд), потому сейчас они пытаются проследить траекторию обнаруженной ими летящей дыры вспять к месту её возникновения: быть может, это позволит лучше понять, как она родилась.

Ещё одно недавнее сообщение, касающееся чёрных дыр, тоже нуждается в дополнительных пояснениях. Речь шла об открытии двух обращающихся друг около друга по спирали чёрных дыр, которые в далёком (через сотни миллионов лет) будущем должны непременно столкнуться и слиться в единую, ещё более массивную дыру. Прекрасно. И всё верно, однако следует обязательно сказать, что это открытие подтвердило подозрения, которые мучили астрономов вот уже много лет, с тех пор, как они вообще заподозрили, что в центре многих галактик могут находиться огромные чёрные дыры.

Подобно тому, как наше Солнце выбрасывает в окружающее пространство длинные огненные рукава-протуберанцы, галактики выбрасывают в космос огромные, протяженностью во множество световых лет огненные струи, как правило, в двух противоположных направлениях из центра. Уже лет двадцать назад было выдвинуто ныне подтвердившееся предположение о природе появления этих струй. Объясняется оно тем, что центр галактики представляет собой активно действующее ядро — своего рода чудовищную энергетическую машину, в которой вещество плоского диска, окружающее супермассивную чёрную дыру, проваливаясь в неё, порождает невероятной мощности выброс рентгеновских лучей. Облака пыли, окружающие этот активный центр, поглощают рентгеновские лучи и переизлучают их в виде света более длинных волн вплоть до инфракрасных. По определённым причинам это излучение выбрасывается в виде упомянутых двух струй.

Тогда же, в начале 80-х годов ХХ века, были обнаружены галактики, обладающие странной особенностью: выбрасываемые из их активного ядра струи постепенно меняют направление, как говорят — „прецессируют“ (так, земная ось не остаётся на месте, а прецессирует, описывая конус вокруг воображаемой линии, соединяющей северный и южный полюса). Нынешний королевский астроном Великобритании, профессор Кембриджского университета Мартин Рис вместе с Митчелом Бенгельманом и Роджером Бландфордом из Калифорнии выдвинули гипотезу, которая объясняла эту прецессию струй тем, что в центре таких галактик находится не одна, а сразу две чёрные дыры, „танцующие“ вокруг друг друга.

В 1983 году астрономы обнаружили на расстоянии 400 миллионов световых лет от Земли галактику (каталоговый номер NGC6240), видимая форма которой резко отличалась от обычной и указывала, что этот космический объект скорее всего образовался в результате столкновения двух предшествовавших ему, меньших по размеру галактик — явление довольно частое в окружающей нас Вселенной. От других неправильных галактик её отличал, однако, тот факт, что основная масса излучаемой ею энергии приходилась на инфракрасную часть спектра. Это можно было объяснить как наличием активного галактического ядра, так и тем, что в её центре происходит активное звёздорождение (оно тоже сопровождается выбросом инфракрасных лучей).

Выбор из этих двух возможностей удалось сделать благодаря запуску на околоземную орбиту обсерватории „Чандра“, телескоп которой был рассчитан на наблюдение в рентгеновских лучах. Группа немецких астрономов, работая на этом телескопе, показала, что источник рентгеновских лучей, идущих из центра исследуемой галактики (и позже преобразующихся в инфракрасное излучение), имеет не сферическую, а протяжённую форму и состоит, на самом деле, из двух источников. Оба они в высшей степени малы и интенсивны, что больше соответствует характеристикам чёрных дыр, а не районам звёздорождения в галактиках. Кроме того, в их излучении присутствуют спектральные линии железа, а как раз появление атомов железа характерно для тех вспышек сверхновых звёзд, из которых рождаются чёрные дыры (тяжелые элементы, вплоть до железа, появляются во Вселенной только благодаря вспышкам сверхновых звёзд, в глубинах которых эти элементы образуются из водорода и гелия с помощью термоядерных реакций).

Таким образом, давние подозрения Риса и его коллег подтвердились: во Вселенной могут существовать галактики, активное ядро которых образовано парой чёрных дыр, а не одной. Было установлено, что чёрные дыры в ядре галактики NGC6240 имеют массу от 10 до 100 миллионов (!) солнечных масс и находятся на расстоянии 3000 световых лет друг от друга, поэтому процесс их сближения вплоть до слияния должен занять многие сотни миллионов лет. При слиянии этих дыр должна высвобождаться гравитационная энергия (как она, например, высвобождается в виде тепла и акустических волн, то есть звука при падении камня с высоты на землю), и часть её будет излучаться в окружающий космос в виде гравитационных волн. Энергия этих волн, по подсчётам авторов открытия, будет наверняка достаточной, чтобы „Космический интерферометр“ — прибор для улавливания гравитационных волн, планируемый к запуску в этом десятилетии, — мог их обнаружить. Поскольку в окружающей Вселенной таких галактик с парами чёрных дыр в центре должно быть много, учёные рассчитывают, что „Космический интерферометр“ будет регистрировать по меньшей мере одно слияние в год, а то и больше.

Всё ли это, что мы знаем и чего не знаем о чёрных дырах? Нет, разумеется, но теперь вы можете с достаточным основанием ответить, что знаете немного больше, чем знали раньше.


_________________

НЯ КАВАЙИ

52default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:15 am

Laki

avatar
Модератор
Как образуются чёрные дыры

Известно, что если масса ядра звезды, претерпевшего изменения химического состава из-за термоядерных реакций и состоящего в основном из элементов группы железа, превышает 1,4 ( — масса Солнца), но не превосходит 3, то в конце ядерной эволюции звезды происходит коллапс (быстрое сжатие) ядра, в результате которого внешняя оболочка звезды, не затронутая термоядерными превращениями, сбрасывается, что наблюдается как вспышка сверхновой звезды. Коллапс приводит к формированию нейтронной звезды, в которой силам гравитационного притяжения противодействует градиент давления вырожденного нейтронного вещества. Огромные силы давления вырожденного нейтронного вещества обусловлены тем, что нейтроны обладают полуцелым спином и подчиняются принципу Паули, согласно которому в данном энергетическом состоянии может находиться только один нейтрон.

При сжатии ядра звезды, достигшей последней стадии эволюции, температура поднимается до гигантских значений, достигающих миллиарда кельвин, когда ядра атомов начинают разваливаться на протоны и нейтроны. Протоны поглощают электроны, превращаются в нейтроны, испуская при этом нейтрино. Нейтроны же, согласно квантово-механическому принципу Паули, при сильном сжатии начинают эффективно отталкиваться друг от друга. В случае, если масса коллапсирующего ядра меньше 3, скорости нейтронов значительно меньше скорости света и упругость вещества, обусловленная в основном эффективным отталкиванием нейтронов, может уравновесить силы гравитации и привести к образованию устойчивых нейтронных звёзд. В случае, если ядро звёзды более массивно (m > 3), то, согласно существующим представлениям, образующаяся нейтронная звезда остывая коллапсирует в чёрную дыру. Поскольку при образовании нейтронной звезды радиус её ядра уменьшается от 10 6 до 10 км, из условия сохранения магнитного потока (H0R02 = HnRn2, где H0 ≈ 100 Э, R0 ≈ 10 6 км — соответственно напряжённость магнитного поля и радиус ядра звезды до сжатия, а Hn, Rn — те же характеристики для нейтронной звезды) следует, что магнитное поле нейтронной звезды радиусом в 10 км может достигать очень больших величин, вплоть до 10 12 Э, а плотность вещества — до миллиарда тонн в кубическом сантиметре. Такие нейтронные звёзды проявляют себя как радиопульсары и рентгеновские пульсары. Радиопульсары наблюдаются как источники строго периодических (порядка секунд) импульсов радиоизлучения, возникающих при переработке энергии быстрого вращения звезды в направленное радиоизлучение через посредство сильного магнитного поля. Рентгеновские пульсары светят за счёт аккреции вещества в тесных двойных звёздных системах: сильное магнитное поле нейтронной звезды направляет плазму на магнитные полюсы, где она сталкивается с поверхностью нейтронной звезды и разогревается в ударной волне до температур в десятки и сотни миллионов кельвин. Это приводит к излучению рентгеновских квантов. Поскольку ось магнитного диполя не совпадает с осью вращения нейтронной звезды, рентгеновские пятна (их называют аккреционными колонками) при вращении нейтронной звезды то видны для земного наблюдателя, то экранируются телом нейтронной звезды, что приводит к эффекту маяка и феномену рентгеновского пульсара — строго периодической переменности рентгеновского излучения с периодами от долей секунды до тысяч секунд. Периодические пульсации радио- или рентгеновского излучения свидетельствуют о наличии у нейтронной звезды сильного магнитного поля, твёрдой поверхности и быстрого вращения. У чёрной дыры строго периодических пульсаций излучения ожидать не приходится, поскольку, согласно предсказанию общей теории относительности (ОТО), описывающей сильные гравитационные поля, чёрная дыра не имеет ни твёрдой поверхности, ни сильного магнитного поля.

Для звёзд, массы железных ядер которых в конце эволюции превышают 3, ОТО предсказывает неограниченное сжатие ядра (релятивистский коллапс) с образованием чёрной дыры. Это объясняется тем, что силы гравитации, стремящиеся сжать звезду, определяются плотностью энергии, а при громадных плотностях вещества, достигаемых при сжатии столь массивного ядра звезды, главный вклад в плотность энергии вносит уже не энергия покоя частиц, а энергия их движения и взаимодействия. Получается, что давление вещества при больших плотностях как бы само „весит“: чем больше давление, тем больше плотность энергии и, следовательно, силы гравитации, стремящиеся сжать вещество. Кроме того, при сильных гравитационных полях, согласно ОТО, становятся принципиально важными эффекты искривления пространства-времени, что также способствует неограниченному сжатию ядра звезды.

Чёрные дыры с очень большими массами (до миллиардов солнечных масс), по-видимому, существуют в ядрах галактик. Кроме того, теория предсказывает возможность существования первичных чёрных дыр, возникших в момент образования Вселенной. Мы ограничимся рассмотрением лишь чёрных дыр звёздной массы, образовавшихся на конечных этапах эволюции массивных (с массами в десятки солнечных) звёзд.


_________________

НЯ КАВАЙИ

53default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:27 am

Laki

avatar
Модератор
Направляясь в чёрную дыру…

В последние годы наши представления о чёрных дырах заметно изменились. Ещё недавно эти объекты считались экзотическими. Теперь астрономы уверены, что Вселенная изобилует чёрными дырами. По расчётам учёных, их не менее 400 миллионов (подробнее о чёрных дырах см. статьи А. Семёнова в „ЗС“, 1999, № 7–8 и Р. Нудельмана в „ЗС“, 2003, № 5). Парадоксально, но факт: почти половина всего света во Вселенной порождена самыми мрачными космическими объектами — чёрными дырами. Они преобразуют вещество в энергию света эффективнее, чем любая звезда.

В какой-то мере чёрные дыры воплощают судьбу нашей Вселенной. Ведь предысторию Большого Взрыва можно представить себе и так. Допустим, во время оно существовала другая Вселенная, но она не расширялась, а сжималась. Её галактики и звёзды неуклонно двигались навстречу друг другу, словно посреди космоса разверзлась пучина, и всё в неё скатывалось и проваливалось. Масса этой бездны всё возрастала, и сильнее делалось её притяжение. Произошёл коллапс. В какой-то момент вся масса прежней Вселенной сосредоточилась в одной-единственной — особой, „сингулярной“ точке. Весь мир сжался в этой точке до предела, и вдруг космическая „пружина“ решительно распрямилась, будто мгновенно раздвинутая взрывом. Из той же самой „сингулярной“ точки родилась наша Вселенная.

Однако механизм коллапса поразительно напоминает схему формирования чёрной дыры. Когда звезда „выгорает“, её руины под действием собственной тяжести сжимаются. На месте звезды образуется невероятно плотный объект — чёрная дыра. Даже свет не должен вырваться из её недр. В то же время лишь на её примере можно изучать процессы, которые предшествовали Большому Взрыву и привели к рождению новой Вселенной. чёрная дыра — их живая модель, заменяющая космологам сложнейшие математические формулы, которыми они описывают Большой Взрыв.

Сложнее становится и представление о чёрных дырах. Астрономы научились различать в этих сгустках мрака несколько разновидностей:
миниатюрные чёрные дыры диаметром несколько километров; они образуются при коллапсе звезды, и их масса незначительно превышает массу Солнца;
чёрные дыры средних размеров; они образуются при слиянии миниатюрных чёрных дыр, и их масса в 10 — 100 тысяч раз превышает массу Солнца;
сверхмассивные чёрные дыры; они в миллионы, а то и в миллиарды раз тяжелее Солнца; подобные пропасти разверзаются в центре галактик.

Любая чёрная дыра кажется настолько странным объектом, что даже воображение отказывает нам, когда мы пытаемся мысленно заглянуть в её недра, ведь она ни на что не похожа — ни на звёзды, ни на кометы, ни… Но ничего не поделаешь! „Если уж людям суждено наблюдать всё происходящее в нашей Вселенной, — подчёркивает Игорь Новиков, — значит, мы обречены изучать космос, самые отдалённые его части“. В том числе чёрные дыры.


Чёрная дыра напоминает динамо-машину.
Вокруг неё создаётся мощное магнитное поле.
На рисунке показаны магнитные силовые линии.


Что ж, допустим, когда-нибудь космический корабль приблизится к центру нашей Галактики, где находится чёрная дыра именно той разновидности, в которую может проникнуть исследователь. Согласно теории Новикова, выжить можно лишь в недрах сверхмассивной чёрной дыры. Кроме того, должны быть соблюдены два следующих условия: чёрная дыра должна совершать вращательное движение и возраст её должен быть достаточно велик.

Именно этим условиям отвечает чёрная дыра Sagittarius A (SgrA), расположенная в созвездии Стрельца, посреди Млечного Пути, в 26 тысячах световых лет от нас. Здесь на участке радиусом „всего“ 10 миллионов километров сосредоточено 3,6 миллиона солнечных масс.

…Уже при приближении к чёрной дыре — я пока ничего не чувствую! — прибор замечает что-то необычное. Почему дрогнула стрелка? Очевидно, откуда-то доносятся звуки, недоступные моему слуху. Как выяснили исследователи НАСА, чёрные дыры излучают акустические волны, напоминающие монотонное жужжание. Правда, пока ещё не удалось выяснить, как именно звучит SgrA.

Приборы же не оставляют времени на раздумье. Они гудят и мигают. Надо немедленно поворачивать! „Полный назад!“ Если манёвр не удастся, то корабль исчезнет в чёрной дыре, как соринка, угодившая в пылесос. Этого я, пусть лишь мысленно, и хочу. Корабль повисает на поверхности огромной круглой воронки. Он сейчас соскользнёт вниз.


Моряки, затянутые в водоворот, видят вокруг — доверимся другому мысленному путешественнику, Эдгару По, — обломки судов, громадные брёвна, стволы деревьев, разломанные ящики, доски, бочонки. Я же вижу тысячи, десятки тысяч звёзд, проваливающихся — сколько хватает взгляда — в эту пучину. Многие звёзды, сталкиваясь друг с другом, как древние корабли, идущие на таран, крушатся, распадаются. Какие катастрофы! Звёзды снежинками падают вниз. А космическая метель, кажется, всё усиливается.

Неожиданно из мрачной воронки взлетают блики света, и над её склоном растекаются яркие, искристые фонтаны. Лишь приглядевшись, я замечаю, что они пробиваются не из пучины, а из краёв чёрной дыры, из этого бешено вращающегося диска, который окаймляет бездну, из так называемого аккреционного диска. Он представляет собой скопление газа и пыли, которые, скатываясь по „спирали смерти“, падают в чёрную дыру. Приборы фиксируют скорость вращения диска: 18 миллионов километров в час. Всё, что долетит до края воронки, начнёт с такой скоростью скатываться вниз, по её склону, описывая спираль. Чем глубже внутрь чёрной дыры проваливается добыча, захваченная ею, тем быстрее она вращается и сильнее разогревается.

Сама же чёрная дыра напоминает громадную динамо-машину. Вокруг неё создаётся мощное магнитное поле. Когда напряжение становится слишком велико, эта „машина“ сбрасывает пар — разряжается. Словно брызги из кипящего котла, из неё вырываются струи газа и пыли — джеты. Они уносятся вдаль почти со световой скоростью. Порой джеты простираются на миллион световых лет и пылают, как сотни миллиардов солнц.

Пролетая по краю аккреционного диска, можно осмотреться и даже загадать, какой из предметов, скользящих рядом, скорее умчится в пучину. После нескольких ошибок придёт озарение — „смутное предчувствие надежды“, сказал бы По. Всё, что движется медленнее частиц света, рано или поздно нырнёт в мрак и исчезнет. Лишь лучи света монотонно будут кружить по краю диска — как кружат по дорожке стадиона велосипедисты, — по одной и той же линии, никуда не смещаясь, балансируя в преддверии смерти. Это порождает необычный эффект.


_________________

НЯ КАВАЙИ

54default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:27 am

Laki

avatar
Модератор

„Мчась среди мириады фотонов,
я начинаю видеть себя со стороны“


Мчась среди мириадов фотонов, я начинаю видеть себя со стороны. Световые лучи, согнувшись в кольцо, вырисовывают впереди странную фигуру: она рассекает колорит ночи, приковывает взгляд. У неё те же пропорции, что у меня, тот же костюм космонавта, та же застылая поза, такой же массивный затылок. Что за странный вид у этого человека, что за совпадение?.. Господи, да где же я видел его раньше? Да это я сам, только вижу себя со спины. Перевожу взгляд, потираю глаза, пытаюсь прогнать наваждение, но опять и опять впереди движется та самая фигура.

Сколько может продолжаться кружение? Вот сейчас непременно корабль сделает роковой манёвр и перемахнёт через так называемый горизонт событий — наружный край чёрной дыры. Стоит пересечь эту воображаемую поверхность, которая имеет форму сферы или эллипсоида, и вернуться назад будет уже нельзя. За этой чертой нет ничего, кроме бездны. И сколько будет длиться падение в неё?

Это смотря куда падать! В иную чёрную дыру, прежде чем попадёшь, тебя, как заметил Хоукинг, и впрямь искрошит, как спагетти. Всё дело в „приливном эффекте“, поясняет Игорь Новиков. „В окрестности сверхмассивной чёрной дыры, такой как Sagittarius A, он выражен гораздо слабее, чем вблизи небольших чёрных дыр“.

Приливной эффект знаком нам и здесь, на Земле. Суть его в том, что сила притяжения объекта убывает по мере удаления от него. Даже наше тело, пока мы бодрствуем, испытывает приливной эффект: ноги человека сильнее притягиваются к Земле, чем его голова, потому что ноги ближе к её поверхности. Впрочем, в двух метрах от Земли перепад силы притяжения крайне мал, мы не замечаем его. Зато этот эффект со страшной силой проявляется близ чёрной дыры.



Тело человека, доведись ему
соскользнуть в чёрную дыру,
было бы разорвано гравитацией на части.


Там пара метров — грандиозное расстояние. Тело человека, доведись ему соскользнуть в космическую бездну, было бы разорвано гравитацией на части. Ведь у небольших или средних чёрных дыр наблюдается поразительный приливной эффект. А вот когда масса чёрной дыры превысит несколько тысяч солнечных масс, космический корабль может беспрепятственно миновать горизонт событий. В такую чёрную дыру, как SgrA, можно попытаться и проникнуть. Сам момент погружения я даже не замечу. Вместо ужаса — какое-то оцепенение, затишье.

Лишь взгляд на звёздное небо выдаёт, что я проник в иной мир. Небо сжалось, свернулось в кружок, поскольку сила гравитации заметно искривила пространство. Чем дальше я погружаюсь, тем меньше диаметр звёздного неба. Оно буквально стягивается в овчинку.

Совсем иную картину будет наблюдать экипаж другого космического корабля, пребывающего в стороне от чёрной дыры и следящего за моим путешествием. Для этих космонавтов я внезапно прекратил двигаться. Мой корабль, как приклеенный, застыл на краю чёрной дыры, и эта картина сохраняется, как заставка на телеэкране, в тот момент, когда прямая трансляция по какой-то причине прервалась. А в это время я навсегда исчезаю в космической пучине, тону в ней. Лишь моя вечная тень, отпечатавшаяся на краю чёрной дыры, никуда не исчезает. Линия, где расположилась тень, маркирует для постороннего наблюдателя точку отсчёта наступившей для меня Вечности. Здесь каждая секунда становится бесконечно велика. Время растягивается, не в силах перетечь от одного мгновения к другому. Всё, что заключено в рамках этой нескончаемой секунды, замирает на месте, никуда не спешит.

Я же спешу. В недрах этого „водоворота“, куда я нырнул, происходит решительная перемена. Начинается авентюра — приключение, о котором не могли и мечтать средневековые рыцари, искавшие в каждом странствии своего дракона. Я в пасти огромного космического „дракона“. Но что же я вижу в этой Тьме без конца и без краю? Что напророчат мне формулы математики?

При погружении в чёрную дыру постепенно возрастает сила гравитации, а поскольку эта сила влияет на бег времени, оно течет всё медленнее. Каждая секунда, как капля из опустевшего сосуда, неторопливо скатывается на мои часы, лишь изредка толкая стрелку. Зато время за пределами чёрной дыры помчалось, как лавина с горы. Каждые пять минут на Кожевнической, 19 выпускают новый номер „Знания — силы“, каждый час празднуют Новый год. Когда же корабль окажется в самом сердце Тьмы, время словно взорвётся. За доли секунды остынет Солнце, будто и не было пяти миллиардов лет. За то же мгновение небо покроется новыми галактиками, растратив вчистую ещё миллиарды лет. Стрела времени, ещё недавно уходившая в вечность, для меня сжалась в точку. В этой точке уместится всё, чему суждено быть „до скончания веков“. А потом?

По всем расчётам, для меня должна наступить сингулярность — то особое состояние, выхода из которого нет. Сингулярность в центре чёрной дыры — средоточие нашего неведения. Там должны нарушаться законы физики. Температура и плотность возрастают до бесконечности, а время и пространство стремятся к нулю. Время останавливается. Всё это лишь результат математических выкладок. Никто не знает, что действительно происходит в центре чёрной дыры.

Впрочем, ведущие физики мира пытались бороться с сингулярностью. Ещё в 1976 году Фримен Дайсон предположил, что информация из нашей Вселенной может перетекать в другую вселенную. Туннель, ведущий туда, разверзается посреди чёрной дыры. Идея эта показалась самому Дайсону настолько ненаучной, что он не стал публиковать её. Но позднее к той же мысли пришли Стивен Хоукинг и американский космолог Ли Смолин (см. статью А. Грудинкина в „ЗС“, 2000, № 1).


_________________

НЯ КАВАЙИ

55default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:31 am

Laki

avatar
Модератор
Новое откровение великого астрофизика

В комментариях к выступлению Хоукинга журналисты обычно избегали разговора о математических методах, использованных британским учёным. В самом деле, методы эти необычайно сложны и находятся, к слову, за пределами высшей математики, изучаемой в институтах.

Приступая к расчёту, Хоукинг для начала заменял временную переменную t произведением it, где мнимое число i представляет собой корень из „минус единицы“. После выполнения расчёта он заменял it на новую временную переменную T. Подобные манипуляции позволили в конце концов превратить четырёхмерное пространство-время в четырёхмерное пространство, в котором искомые физические величины можно было найти в виде интегральной суммы, причём в идеале должны были суммироваться интегралы, взятые по всем возможным разновидностям четырёхмерных геометрий и топологий.
На «боевой тропе» Фейнмана

Понять методику Хоукинга поможет аналогичный пример, который в своё время предложил Ричард Фейнман. Известно, что в квантовой физике частица не может так просто, по кратчайшему пути, попасть из пункта A в пункт B. Наоборот, существует бесконечное число троп, связывающих эти два пункта. По ним и готова передвигаться эта частица. У неё, как у людей: вы ведь тоже, отправляясь из дома на работу, редко когда след в след движетесь тем же путём. Вероятность одного маршрута выше, другого ниже, третьего — например, из Бирюлёва в Чертаново с заездом в Зеленоград — и вовсе близка к нулю. Вот и вероятность того, что частица выберет тот или иной маршрут, весьма разнится. В большинстве случаев шансы очень низки. Кратчайший путь — всё-таки самый вероятный, хотя возможны отклонения от него. Суммируя или интегрируя все пути, то бишь все возможности, открывающиеся перед частицей, можно вычислить её путь в пространстве. Вот так и Хоукинг свёл судьбу чёрной дыры к вероятностному поведению покидающих её частиц, причём ему пришлось прибегнуть к интегрированию в четырёхмерном пространстве.



Словно брызги из кипящего котла,
из чёрной дыры вырываются
струи газы и пыли — джеты


Проблема заключается в том, что соответствующий математический аппарат не вполне разработан. Для интегрирования доступны не все разновидности четырёхмерной геометрии, а преимущественно те, что лежат в окрестности решений классических уравнений общей теории относительности. Остаётся лишь уповать на то, что отброшенные — за невозможностью их вычислить — слагаемые не искажают окончательного ответа. Если вы не согласны с этим, замечает сторонник „нового Хоукинга“ Джон Баэс из Калифорнийского университета, „чего же проще? Займитесь математикой!“

Действительно, Хоукинг оставил широкое поле деятельности для любителей „запредельно высшей математики“. Он рассмотрел лишь две разновидности классических решений: с вечно существующей чёрной дырой и без неё. Результат оказался одинаков, была ли чёрная дыра или нет. Информация сохранялась.

Однако при малых энергиях, например, подобный метод интегрирования даёт бессмысленные результаты (обладает „инфракрасной расходимостью“, говорят физики). Чтобы обойти эту проблему, Хоукинг ввёл в расчёт отрицательную космологическую константу. „Тут не одна лишь техническая проблема, — отмечает Жак Дистлер из Техасского университета. — Дальнейшая аргументация без этого не имеет никакого смысла“.


_________________

НЯ КАВАЙИ

56default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:34 am

Laki

avatar
Модератор
Аргентинский «алхимик» Мальдасена

Другой важный момент: в основе расчётов Хоукинга лежит модная, но весьма спорная идея, связанная с „теорией струны“ (о „теории струны“ смотрите „ЗС“, 2003, № 4). Пожалуй, это самый трудный для восприятия аспект работы британского учёного. Здесь он всецело опирается на выводы аргентинского физика Хуана Мальдасены, работающего ныне в Принстоне. В 1997 году тот обнаружил, что если „теория струны“ справедлива, то пятимерные теории супергравитации в определённой космологической модели должны быть связаны с неким классом четырёхмерных конформных теорий квантового поля. С математической точки зрения, обе теории эквивалентны.

По словам экспертов, это открытие имеет необычайно важное значение, поскольку впервые удалось найти соответствие двух на первый взгляд совершенно разнородных теорий. Самое же примечательное, что это соответствие поможет в определённой степени связать квантовую теорию и общую теорию относительности, то , есть соединит Микромир и Макромир. Недаром статья Мальдасены в 1998 — 2004 годах цитировалась более трёх тысяч раз.



Внутри газопылевого облака — чёрная дыра.

Впрочем, как отмечал немецкий физик Урс Шрайбер, комментируя выводы Хоукинга на страницах журнала „Bild der Wissenschaft“, это соответствие — „всего лишь самый простой частный случай общего соответствия теории струны и теории квантового поля“.

Воображению же с трудом поддаются некоторые выводы из статьи Мальдасены. Наша четырёхмерная Вселенная, очевидно, лежит на краю пятимерного пространства, подобно тому как двумерная карта России умещается на поверхности трёхмерного глобуса. В таком случае наша окружающая жизнь представляет собой лишь голограмму, порождённую этим пятимерным пространством. Мы — только тени высших миров? Подобную экзотическую теорию уже давно отстаивают лауреат Нобелевской премии по физике Герард'т Хуфт из Утрехтского университета и Леонард Зусскинд из Стэнфордского университета (см. также статью „Миры Стивена Хоукинга“ в „ЗС“, 2003, № 2). Эта теория могла бы объяснить, куда исчезает информация, когда материя скрывается в недрах чёрной дыры.

А вот новое решение, предложенное Хоукингом, по мнению экспертов того же немецкого журнала, страдает рядом существенных недостатков.
В своих расчётах Хоукинг использовал спорные математические приёмы (выборочное интегрирование в четырёхмерном пространстве).
Хоукинг произвольно упростил расчёты, словно стремясь подогнать математические выкладки под интересующий его результат. Непонятны методы, к которым он прибегал, проводя упрощения.
Хоукинг без каких-либо на то оснований ввёл отрицательную космологическую константу, хотя в нашей Вселенной эта постоянная имеет положительное значение.
Наконец, перенося информацию на бесконечно далёкое расстояние от чёрной дыры и таким образом сохраняя её, Хоукинг ничего не сказал о том, что произойдёт с ней дальше.

„Если этот результат действительно заслуживает такого пристального внимания, — говорит Шрайбер, — то, собственно говоря, следовало бы заняться статьёй Хуана Мальдасены. Но вместо того чтобы брать интервью у него, фотографируют, как Хоукинг вручает энциклопедию по бейсболу. Персона Хоукинга и само пари оказались для средств массовой информации куда интереснее, чем суть вопроса“.


_________________

НЯ КАВАЙИ

57default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:43 am

Laki

avatar
Модератор
Млечный Путь

Млечный Путь - это наша собственная галактика, видимая изнутри. Галактика представляет собой гигантскую звездную систему, состоящую приблизительно из 200 миллиардов звезд


Потом, много позже, благодаря наблюдениям Галилея, стало известно, что Млечный Путь - это множество далеких и потому неярких звезд. Они и сливаются в одно тусклое свечение. Тогда возникла гипотеза о том, что Солнце, все видимые звезды, в том числе и звезды Млечного Пути, принадлежат к одной огромной системе. Такую систему назвали Галактикой (пишется с большой буквы). Название было дано именно в честь Млечного Пути: слово "Галактика" произошло от древнегреческого понятия, означавшего "молочая дорога". Имя нашей Галактики тоже тривиальное - Млечный Путь

Но не всегда легко судить о здании, внутри которого находишься. Так и с нашей Галактикой: очень долгими были споры об ее размерах, массе, структуре размещения звезд. Только относительно недавно, в двадцатом веке, всевозможные исследования позволили человеку судить обо всем этом. Во многом помогло нам то обстоятельство, что наша Галактика не одинока

Млечный путь

Когда осенью вечера становятся темными, на звездном небе бывает хорошо видна широкая мерцающая полоса. Это Млечный Путь - гигантская арка, перекинутая через все небо. «Небесной рекой» называется Млечный Путь в китайских сказаниях. Древние греки и римляне называли его «Небесной дорогой». Телескоп дал возможность выяснить природу Млечного Пути. Это сияние несметного множества звезд, настолько далеких от нас, что их в отдельности невозможно различить невооруженным глазом.

В телескопы в любом участке Млечного Пути видно бесчисленное количество звезд. Чем больше выдержка, с которой производится фотографирование, тем больше очень далеких от нас звезд выявляется во всех областях Млечного Пути.


наша галактика


_________________

НЯ КАВАЙИ

58default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:47 am

Laki

avatar
Модератор
Туманность Бабочка



Форма туманности наглядное доказательство наличия жесткости несущего каркаса у поля, ранее описанного нами как обобщенное квантовое поле звезды. Поля, инсценируемого внутренними переходами в структуре частиц. По-видимому, мы, наблюдаем, резонанс в обобщенном квантовом поле звезды и обобщение субквантовых составляющих частиц, в совокупности составивших наблюдаемый нами силовой каркас.

Туманность Муравей


Еще одна наглядная демонстрация структурности поля СКП, т. е. все та же связь несущего каркаса с квантовыми полями интегрируемые внутричастичными переходами. Думаем, что созданный в будущем анализ позволит рассчитывать, резонанс каких именно энергетических уровней приводит к наблюдаемой нами многослойной структуре поля.


_________________

НЯ КАВАЙИ

59default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:49 am

Laki

avatar
Модератор
Туманность Кошачий глаз.


_________________

НЯ КАВАЙИ

60default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 8:54 am

Laki

avatar
Модератор
Охота на темную материю

Еще в начале 1970-х годов появились серьезные доводы в пользу того, что галактики помимо звезд и газа содержат так называемые темные гало. Теоретические аргументы следовали из соображений устойчивости звездных дисков спиральных галактик, наблюдательные — из больших, не спадающих к краю скоростей вращения газа на далекой периферии галактических дисков (звезд там уже почти нет, и поэтому скорость вращения определяют по наблюдениям газа). Если бы вся масса галактики содержалась преимущественно в звездах, то орбитальные скорости газовых облаков, расположенных за пределами звездного диска, становились бы с расстоянием все меньше и меньше. Именно это наблюдается у планет в Солнечной системе, где масса в основном сосредоточена в Солнце. В галактиках это зачастую не так, что указывает на наличие какого-то дополнительного, массивного, а главное — протяженного компонента, в чьем гравитационном поле газовые облака приобретают большие скорости.

Численные модели звездных дисков также преподносили сюрпризы. Диски оказались очень «хрупкими» образованиями — они быстро и порой катастрофически изменяли свою структуру, самопроизвольно сворачиваясь из плоской и круглой лепешки в батон, по-научному — бар. Ситуация отчасти прояснилась, когда в математическую модель галактики ввели массивное темное гало, не дающее вклада в ее общую светимость и проявляющее себя лишь через гравитационное воздействие на звездную подсистему. О структуре, массе и других параметрах темных гало мы можем
судить лишь по косвенным признакам.


Результаты проекта Millenium Simulation.
Моделировалось движение 10 млрд
материальных точек на протяжении
13 млрд лет. На верхнем кадре
каждое яркое пятнышко
соответствует галактике


Один из способов получить информацию о строении темных гало — изучение протяженных структур, которые образуются у галактик при их взаимодействии. Например, иногда при близком пролете одна галактика «крадет» у другой часть газа, «наматывая» его на себя в виде протяженного кольца. Если повезет и кольцо окажется перпендикулярным плоскости вращения галактики, то такая структура — полярное кольцо — может довольно долго просуществовать не разрушаясь. Но сам процесс формирования подобных деталей сильно зависит от распределения массы на больших расстояниях от центра галактики, где звезд уже почти нет. Например, существование протяженных полярных колец удается объяснить, только если масса темных гало будет примерно вдвое превышать массу светящегося вещества галактики.

Приливные хвосты также служат надежными индикаторами присутствия темной материи в периферийных областях галактик. Их можно назвать термометрами «наоборот»: чем больше масса темного вещества, тем короче «ртутный столбик», в роли которого выступает приливной хвост.

Два замечательных открытия внегалактической астрономии — существование темной материи и мержинг галактик — сразу взяли на вооружение космологи, тем более что ряд космологических наблюдательных тестов тоже указывал: темного вещества в природе примерно на порядок больше, чем обычного. Пожалуй, первое свидетельство существования скрытой массы было получено еще в 1933 году, когда Ф. Цвикки заметил, что галактики в скоплении Волос Вероники двигаются быстрее, чем ожидалось, а значит, должна быть какая-то невидимая масса, удерживающая их от разлета. Природа темной материи остается неизвестной, поэтому обычно говорят о некоем абстрактном холодном темном веществе (cold dark matter, CDM), которое с обычным веществом взаимодействует только гравитационно. Но именно оно благодаря своей большой массе служит тем активным фоном, на котором разыгрываются все сценарии зарождения и роста структур во Вселенной. Обычное же вещество лишь пассивно следует предлагаемому сценарию.

Эти представления легли в основу так называемого сценария иерархического скучивания. По нему первичные возмущения плотности темной материи возникают за счет гравитационной неустойчивости еще в молодой Вселенной, а затем умножаются, сливаясь друг с другом. В итоге образуется множество гравитационно-связанных темных гало, различающихся по массе и угловому (вращательному) моменту. Газ скатывается в гравитационные ямы темных гало (этот процесс называется аккрецией), что и приводит к появлению галактик. История слияний и аккреции каждого сгустка темной материи во многом определяет тип галактики, которая в нем зарождается.

Привлекательность сценария иерархического скучивания в том, что он очень неплохо описывает крупномасштабное распределение галактик. Самый впечатляющий численный эксперимент, проведенный в рамках этого сценария, носит название Millenium Simulation. О его результатах астрономы доложили в 2005 году. В эксперименте решалась задача N тел для 10 миллиардов (!) частиц в кубике с ребром 1,5 миллиарда парсек. В итоге удалось проследить эволюцию перепадов плотности темной материи от момента, когда Вселенной было всего 120 миллионов лет, до наших дней. За это время почти половина темной материи успела собраться в темные гало различных размеров, которых насчитывалось около 18 миллионов штук. И хотя полного и безоговорочного согласия с результатами наблюдений крупномасштабной структуры получить не удалось, все еще впереди.


_________________

НЯ КАВАЙИ

61default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 9:12 am

Laki

avatar
Модератор
Туманность Конуса NGC 2264


_________________

НЯ КАВАЙИ

62default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 9:15 am

Laki

avatar
Модератор
Туманность Омега (M17)


_________________

НЯ КАВАЙИ

63default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 9:23 am

Laki

avatar
Модератор
Туманность N44


Туманность Тухлого яйца


_________________

НЯ КАВАЙИ

64default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 10:32 am

Laki

avatar
Модератор
Туманность NGC 3132

ТУМАННОСТЬ СКАТА

30 Туманностей Doradus


_________________

НЯ КАВАЙИ

65default Re: КОСМОС в Сб Май 30, 2009 10:36 am

Laki

avatar
Модератор
Herbig-Haro.


Бульканье 5 Туманностей.


_________________

НЯ КАВАЙИ

66default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 12:30 am

Laki

avatar
Модератор
N11b Большое Облако Magellenic.

NGC 346 в Маленьком Облаке Magellcanic.


_________________

НЯ КАВАЙИ

67default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 12:43 am

Laki

avatar
Модератор
ТУМАННОСТИ , ГАЛАКТИКИ И ЗВЁЗДЫ





_________________

НЯ КАВАЙИ

68default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 12:45 am

Laki

avatar
Модератор





_________________

НЯ КАВАЙИ

69default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 12:52 am

Laki

avatar
Модератор
туманность замочной скважины


N83b (NGC 1748)


туманность N 81.


_________________

НЯ КАВАЙИ

70default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 12:57 am

Laki

avatar
Модератор





туманность Orion (Spitzer)


_________________

НЯ КАВАЙИ

71default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 1:04 am

Laki

avatar
Модератор
pismis24-ngc6357




Возрастающая Туманность NGC.


Туманность кошачий глаз (NGC 6543).


Горы Создания.


Группа Галактики Cl0024+17.


_________________

НЯ КАВАЙИ

72default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 1:10 am

Laki

avatar
Модератор
Группа Рождественской елки.


Двойная Туманность Пузыря (N30).


Звездный Шпиль в Орлиной Туманности.


Кассиопея A


Небольшая Призрачная Туманность (NGC 6369)


_________________

НЯ КАВАЙИ

73default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 1:18 am

Laki

avatar
Модератор
Облако Ophiuchi (Spitzer).


Объект Hoag's.


Орлиная Туманность.


Остаток Сверхновой звезды LMCN 49.


Остаток Сверхновой звезды N63a.


Переменная Туманность.


СВЕРХНОВАЯ ЗВЕЗДА.


_________________

НЯ КАВАЙИ

74default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 1:30 am

Laki

avatar
Модератор
Сверхновая звезда Кассиопеи-A.


ТУМАННОСТЬ DR21.


ТУМАННОСТЬ


Трёхнадрезная Туманность (M20).


Трёхнадрезная Туманность (Spitzer).


Трёхнадрезная Туманность


ТУМАННОСТЬ


Туманность Carinae.


Туманность Henize 206.


Туманность M1-67.


_________________

НЯ КАВАЙИ

75default Re: КОСМОС в Вс Май 31, 2009 1:33 am

Laki

avatar
Модератор




_________________

НЯ КАВАЙИ

Спонсируемый контент


Предыдущая тема Следующая тема Вернуться к началу  Сообщение [Страница 3 из 4]

На страницу : Предыдущий  1, 2, 3, 4  Следующий

Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения