gov-civil-vilareal.ptAko vyzerá čierna diera zblízka?
>Ako by vyzerala čierna diera, keby ste boli blízko nej?
Na túto otázku je možné odpovedať niekoľkými spôsobmi. Jeden zo spôsobov je: nič. Je čierna, takže nebude nič vyzerať.
To môže byť neuspokojivé.
batman vs. dospievajúce mutantné ninja korytnačky
Ďalší spôsob je: na tom nezáleží, pretože o niekoľko milisekúnd budete aj tak mŕtvi.
Je to trochu temné, a hoci pravdivé, aj neuspokojivé.
Ak ste však vedec, odpoveď je komplikovanejšia. Nemusíme sa dostávať do blízkosti čiernej diery, aby sme zistili, ako to vyzerá, takže vzoprieť sa vlastnému zániku nie je potrebné. A ak predpokladáme, že čierna diera aktívne žerie, povedzme, veľký oblak plynu, potom môžeme prísť na to, ako to vyzerá.
Potrebujete veľa matematiky a fyziky, vrátane relativistickej fyziky, fyziky radiačného prenosu (v zásade to, ako veci žiaria) a dobrý počítač na zvládnutie náročných výpočtov, ale to, čo získate, je niečo tak cool, že to robí mozog a ... fyzika skrútenia časopriestoru stojí za to.
Pretože to vyzerá takto:
Pointa: veľa ľudí má zmätok z videnia akýkoľvek svetlo z čiernej diery. Svetlo nemôže uniknúť z čiernej diery, ak sa dostane príliš blízko, do horizontu udalostí (alebo do sféry fotónov, v závislosti od okolností). Ale mimo tejto vzdialenosti môže svetlo cestovať preč ... ale nie bez zaplatenia ceny. Poďme zistiť, čo je to mýto.
Komentovaná verzia simulácie čiernej diery vysvetľuje rôzne časti tohto bizarného objektu. Kredit: Goddardovo vesmírne letové stredisko NASA/Jeremy Schnittman
Späť k simíkovi a stále sa pohybujúci smerom von, tesne mimo fotónovej sféry je úzky svetelný prstenec, ktorý sa nazýva fotónový kruh. Toto je svetlo z akrečného disku, kde zostávajú fotóny, ktoré smerovali dovnútra čiernej diery len mimo limitu sféry fotónov, takže párkrát obídu čiernu dieru, než sa vrátia von. Je okolo toho medzera, pretože fotóny, ktoré zostávajú mimo fotónovej sféry, stále pokračujú - ich dráha je silne ohnutá gravitáciou čiernej diery, ale nie natoľko, aby smerovala k nám. Nevidíme teda žiadne svetlo z tohto regiónu.
Mimo sféry fotónov vidíme svetlo zo samotného akrečného disku ... ale je to neporiadok. Pamätajte si, že je to plochý disk okolo čiernej diery, podobne ako Saturnove prstene. Disk však vidíme podľa svetla, ktoré vyžaruje, a tým je, že sa na ňom pri čiernej diere hrá veselé peklo.
čo znamená 444 v láske
Dráha svetla okolo čiernej diery je gravitáciou vážne skreslená. V tomto diagrame je Zem vpravo a svetlo z materiálu za čiernou dierou sa k nám ohýba a zanecháva dieru, kde je samotná čierna diera. Kredit: Nicolle R. Fuller/NSF
Pred čiernou dierou vyzerá disk relatívne (ha!) Normálne. Toto svetlo prechádza z disku k nám, priamo z gravitácie čiernej diery, takže nie je také skreslené. Ak ho však pôjdete vpravo, zrazu sa zalomí nahor a vytvorí oblúk nad čiernou dierou. To je zadná strana disku! Normálne by ste to nevideli, pretože je to za čiernou dierou. Ale časť svetla z tejto časti disku zmizne okolo a nad čierna diera, ohnutá prudkou gravitáciou v smere k nám, čo nám ju umožňuje vidieť.
To svetlo v oblúku nad čiernou dierou pochádza z vrchnej strany akrečného disku. Svetlo z spodná strana ide tiež okolo čiernej diery, ale je ohnutá okolo spodnej časti čiernej diery, takže vidíme aj časť disku pod čiernou dierou. Vyzerá to ako menší kruh ako horný, ale táto veľkosť a geometria závisí od uhla, z ktorého ste sa pozerali. Tvar týchto dvoch oblúkov závisí od uhla pohľadu, pretože spôsob, akým sa svetlo ohýba okolo čiernej diery, mení spôsob, akým ho vidíme, keď sa pohybujeme nahor alebo nadol vzhľadom na samotný disk. Môžete to vidieť na videu, pretože sa mení uhol pohľadu.
Je potrebné poznamenať ešte jednu vec. V tejto simulácii plyn v akrečnom disku obieha čiernu dieru zľava doprava. To je dôležité! Vidíte, ako vyzerá disk vľavo jasnejšie ako vpravo? To je skutočný efekt, nazývaný relativistické vyžarovanie. Už som o tom písal :
Existuje efekt tzv relativistické lúče , spôsobený neuveriteľne rýchlym pohybom materiálu pri jeho obehu tesne mimo čiernu dieru. Ak držíte žiarovku pred sebou, svetlo sa rozpína v guli vo všetkých smeroch. Ak sa však žiarovka pohybuje blízko rýchlosti svetla, svetlo, ktoré z nej vyžarujeme, sa zdá byť vyžarované ako baterka. namierené v smere, v ktorom sa pohybuje. Tento bizarný efekt znamená, že predmet smerujúci k vám rýchlosťou svetla sa zdá byť jasnejší, pretože viac svetla smeruje k vám a niečo, čo sa vzďaľuje, sa javí tmavšie, pretože svetlo je zaostrené od vás.
Plyn vľavo smeruje k vám, takže niektoré jeho svetlo, ktoré by vám inak chýbalo, je lúčom k vám, takže vyzerá jasnejšie. Plyn vľavo smeruje od vás, takže jeho svetlo je od vás vyžarované ešte viac, čím ho tlmí.
Ak to všetko znie povedome, môže to byť preto, že na to myslíte úplne prvý obraz fotónovej sféry čiernej diery - v tomto prípade ten v strede galaxie M 87, vzdialený 55 miliónov svetelných rokov, zachytený teleskopom Event Horizon Telescope, radom teleskopov na celej planéte.
prečo má marťan hodnotenie pg-13
Úplne prvý obraz „tieňa“ supermasívnej čiernej diery. Toto ukazuje oblasť okolo čiernej diery s hmotnosťou 6,5 miliardy krát väčšiu ako je Slnko, ktorá sa nachádza 55 miliónov svetelných rokov od Zeme v jadre galaxie M87. Kredit: NSF
Fuzzy, ale ukazuje rovnaké vlastnosti! Zostaňte tiež naladení, pretože čoskoro uvidíme viac a jasnejšie obrázky týchto predmetov.
Preto si myslím, že v tomto momente je v poriadku nájsť si chvíľu a myslieť si, že čierne diery sú zvláštne.
Ale hej, to je príroda. Vesmír nemá žiadnu povinnosť riadiť sa naším zdravým rozumom, tak neobvyklým a nezmyselným, ako by to mohlo byť. Ale keď si urobíte čas na to, aby ste sa skutočne pozreli na vesmír, pozorujte ho, nájdite vzorce, matematiku za týmito vzormi a fyziku, z ktorej matematika vyplýva - že matematika požiadavky - potom sa aj tie najpodivnejšie veci vo vesmíre stanú zrozumiteľnými.
Je pekné myslieť si to, možno dokonca utešujúce, v posledných milisekundách, než navždy opustíte vesmír. Prajeme vám príjemný výlet dole!
