Tähtitiede

Kuinka kauan voit olla loukussa kiertäessäsi mustaa aukkoa?

Kuinka kauan voit olla loukussa kiertäessäsi mustaa aukkoa?

Minulla on tarina, jonka haluan kirjoittaa, mutta haluan olla varma, ettei se ole tieteellisesti täysin merkityksetön.

Tiedän, että on musta aukko mallinnusta kutsutaan Kerrin mustiksi aukkoiksi, joissa mustien aukkojen ympärillä on raja tapahtumahorisontti. Se on alueellinen raja; mikään valonsäde, joka ylittää tämän rajan, ei voi koskaan paeta mustan aukon painovoimaa. Se on tapahtumahorisontin määritelmä.

Luulen, että kaikki tapahtumahorisontin ylittävät fyysiset esineet (kuten avaruusalus) tuomitaan kiertämään mustan aukon ympärillä, kunnes se tuhoutuu. Kysymykseni koskee aika, jonka voit viettää hetken ylittäessäsi tapahtuman horisontin (= olet tuomittu) ja hetki, jolloin todella kuolet (esimerkiksi vuorovesi-ilmiöllä, joka tuhoaa elimet periaatteessa ihmiskehon jalkojen ja pään välisen vetovoiman eron vuoksi)? Voisiko tämä hetki kestää ... 100 vuotta? 1000 vuotta? (tarinani mukaan, sitä parempi, sitä parempi)

Tiedän, että mustien aukkojen tutkimukset ovat hyvin teoreettisia, haluaisin vain välttää valtavia tieteellisiä juoni-aukkoja.

Olen melko taitamaton tähtitieteen alueella, ajan dilataatiosta jne. Joten jos jollakulla on aavistustakaan sen ajan suuruusluokasta, jonka esine voi viettää mustan aukon tapahtumahorisontin ulkopuolella, ennen kuin se tuhoutuu?

Kiitos vastauksistasi :)


Olet oikeassa mainitsemalla ajan laajentumisen, koska näkökulma on tärkeä. Tavallinen metafora on astronautti (A), joka putoaa kohti tapahtumahorisonttia, yllään kellon, kun taas toinen astronautti (B) tarkkailee etäisyydeltä. Astronautti A yksinkertaisesti putoaa horisontin läpi ja osuu singulaarsuuteen, mutta B ei koskaan näe A: ta tapahtumahorisontin yli, sen sijaan he näkevät A: n kellon hitaammin ja hitaammin.

Selviytymisajan suhteen isompi on parempi. Liian lähelle todella pientä mustaa aukkoa saattaisi repiä sinut vuorovesi voimilla edes tarvitsematta ylittää tapahtumahorisonttia (aivan kuten kuut ja planeetat vaikuttavat vuorovesivoimiin toisiinsa) - mutta supermassiivisen kanssa et edes huomaa sinua ylitin sen.

Suhteellisen "tavalliselle" noin 30 aurinkomassan mustalle aukolle putoavalle astronautille on noin 0,0001 sekuntia EH: n ylittämisen ja singularismin välillä (heidän näkökulmastaan… katso edellä, B ei koskaan näe heidän ylittävän EH: ta).


Musta aukko

A musta aukko on aika-aika-alue, jossa painovoima on niin voimakas, että siitä ei pääse mitään - ei hiukkasia tai edes sähkömagneettista säteilyä, kuten valoa. [1] Yleisen suhteellisuusteorian ennusteiden mukaan riittävän kompakti massa voi deformoida aika-aikaa muodostaen mustan aukon. [2] [3] Ei paeta -rajaa kutsutaan tapahtumahorisontiksi. Vaikka sillä on valtava vaikutus sen ylittävän kohteen kohtaloon ja olosuhteisiin, sillä ei ole yleisen suhteellisuusteorian mukaan paikallisesti havaittavia piirteitä. [4] Musta aukko toimii monella tapaa kuin ihanteellinen musta runko, koska se ei heijasta valoa. [5] [6] Lisäksi kvanttikenttäteoria kaarevassa avaruudessa ennustaa, että tapahtumahorisontit lähettävät Hawking-säteilyä samalla spektrillä kuin musta kappale, jonka lämpötila on kääntäen verrannollinen sen massaan. Tämä lämpötila on suuruusluokkaa miljardeja kelvinejä tähtimassan mustille rei'ille, minkä vuoksi suoraa tarkkailua on käytännössä mahdotonta.

Esineitä, joiden painovoimakentät ovat liian voimakkaat valon poistumiseksi, John Michell ja Pierre-Simon Laplace käsittelivät ensin 1700-luvulla. [7] Ensimmäisen mustan aukon luonnehtivan modernin yleisen suhteellisuusteollisuuden ratkaisun löysi Karl Schwarzschild vuonna 1916, ja sen tulkinnan avaruusalueena, josta ei voi paeta, julkaisi ensimmäisen kerran David Finkelstein vuonna 1958. Mustat aukot olivat pitkiä matemaattisena uteliaisuutena vasta 1960-luvulla teoreettinen työ osoitti, että ne olivat yleinen suhteellisuusteoria. Jocelyn Bell Burnell löysi neutronitähdet vuonna 1967 ja herätti mielenkiintoa gravitaatiomaisesti romahtaneista kompakteista esineistä mahdollisena astrofyysisenä todellisuutena. Ensimmäinen sinänsä tunnettu musta aukko oli Cygnus X-1, jonka useat tutkijat tunnistivat itsenäisesti vuonna 1971. [8] [9]

Tähtimassan mustat aukot muodostuvat, kun hyvin massiiviset tähdet romahtavat elinkaarensa lopussa. Kun musta aukko on muodostunut, se voi jatkaa kasvuaan imemällä massaa ympäristöstään. Absorboimalla muita tähtiä ja sulautumalla muihin mustiin aukkoihin, miljoonien aurinkomassojen (M ) voi muodostua. On yksimielisyyttä siitä, että useimpien galaksien keskuksissa on supermassiivisia mustia aukkoja.

Mustan aukon läsnäolo voidaan päätellä sen vuorovaikutuksesta muun aineen ja sähkömagneettisen säteilyn, kuten näkyvän valon, kanssa. Mustaan ​​aukkoon putoava aine voi muodostaa kitkalla lämmitetyn ulkoisen kasvatuslevyn, muodostaen kvasaareja, joitain maailmankaikkeuden kirkkaimmista kohteista. Tähdet, jotka kulkevat liian lähellä supermassiivista mustaa aukkoa, voidaan pilkkoa kirkaskoiksi, jotka loistavat hyvin kirkkaasti ennen "nieltämistä". [10] Jos mustan aukon ympärillä on muita tähtiä, niiden kiertoradoilla voidaan määrittää mustan aukon massa ja sijainti. Tällaisia ​​havaintoja voidaan käyttää sulkemaan pois mahdolliset vaihtoehdot, kuten neutronitähdet. Tällä tavalla tähtitieteilijät ovat tunnistaneet lukemattomia tähtien mustia aukkoja ehdokkaista binaarijärjestelmissä ja todenneet, että Linnunradan galaksin ytimessä oleva Jousimies A * -niminen radiolähde sisältää supermassiivisen mustan aukon, joka on noin 4,3 miljoonaa aurinkomassaa.

LIGO: n tieteellinen yhteistyö ja Neitsyt-yhteistyö ilmoittivat 11. helmikuuta 2016 ensimmäisestä suorasta gravitaatioaaltojen havaitsemisesta, mikä edusti myös ensimmäistä havaintoa mustan aukon sulautumisesta. [11] Joulukuussa 2018 [päivitys] on havaittu yksitoista gravitaatioaaltotapahtumaa, jotka ovat peräisin kymmenestä sulautuneesta mustasta aukosta (yhdessä yhden binaarisen neutronitähden sulautumisen kanssa). [12] [13] 10. huhtikuuta 2019 julkaistiin ensimmäinen suora kuva mustasta aukosta ja sen lähialueista vuonna 2017 tapahtumahorisontiteleskoopin (EHT) havaintojen jälkeen Messier 87: n galaktisen keskuksen supermassivasta mustasta aukosta. [14] [15] [16] Maaliskuussa 2021 EHT-yhteistyö esitteli ensimmäistä kertaa polarisoidun kuvan mustasta aukosta, mikä voi auttaa paremmin paljastamaan kvasaareja aiheuttavat voimat. [17]

Vuodesta 2021 lähin tiedossa oleva musta aukko, jonka oletetaan olevan musta aukko, on noin 1500 valovuoden päässä (katso Luettelo lähimmistä mustista aukoista). Vaikka Linnunradalta on tähän mennessä löydetty vain pari tusinaa mustaa aukkoa, niiden uskotaan olevan satoja miljoonia, joista suurin osa on yksinäisiä eivätkä aiheuta säteilypäästöjä, [24] joten se olisi havaittavissa vain gravitaatiolinsseillä .


Video, joka paljasti galaksimme keskellä olevan mustan aukon

Tämä video ei ehkä näytä kovin suurelta, mutta se on viimeisin todiste siitä, että Linnunradan galaksimme kiertää vakavasti massiivisen mustan aukon ympärillä. UCLA: n ryhmän luoma, se näyttää tähtien kiertoradat tuon mustan aukon ympärillä - ja se näyttää myös meille jotain jotain muuta.

Vuosikymmenien ajan astrofyysikot olivat hämmentyneet siitä, mikä piilee galaksimme keskellä. Linnunrata on spiraaligalaksi, joka on muotoiltu tähtien pyörteen muotoiseksi, ja jokainen porealtaan "varsi" näyttää olevan heitetty pois keskialueelta. Ongelma? Emme näe lainkaan galaksin keskustaa - se on piilossa pölyn, tähtien ja kaasun sumun takana. Joten tähtitieteilijät alkoivat tarkastella galaktista keskusta valospektrin kaukana punaisessa päässä etsimällä matalan energian valoaaltoja, jotka voisivat kulkea kaiken pölyn läpi. He näkivät paljon tähtiä kiertävän ympärillä. . . jotain. Mutta tuo ei lähettänyt valoa missään spektrin osassa. Oli kuin galaksimme keskusta olisi vain tyhjä.

Mikä kuulostaa vähän mustalta aukolta, eikö se ole? Useimmat tähtitieteilijät ajattelivat niin. Mutta se ei ollut & # x27t, ennen kuin piirtimme tähtien kiertoradat galaksin keskelle, että meillä oli selkeitä todisteita. Alla näet toisen videon näistä kiertoradoista, jotka on luotu Chilen erittäin suuren teleskoopin kuvilla.

Katso tarkasti näitä kiertoratoja, ja mitä näet? Yksi niistä on hyvin kapea ellipsi, joka ampuu tähtensä nopeasti tuon aihion ympärille galaksin keskelle. Ellipsin muodon tunteminen auttoi tähtitieteilijöitä selvittämään, kuinka suuri musta aukko voisi olla - sen on oltava pienempi kuin ellipsin kapein osa.

Mutta he halusivat myös tietää kuinka massiivinen esine on tai kuinka paljon massaa se on tunkeutunut tuohon suhteellisen pieneen tilaan. Vain massa paljastaisi todella, oliko kyseessä musta aukko vai ei. Onneksi on olemassa tapa löytää massa käyttämällä planeettaliikkeen Kepler & # x27s 3 lakeja. 1700-luvun tähtitieteilijä Johannes Kepler huomasi, että on ennustettavissa oleva matemaattinen suhde sen välillä, kuinka kauan esineiden, kuten planeettojen, pyörii tähden ympärillä (tätä kutsutaan kiertorajajaksoksi) ja näiden planeettojen etäisyyden välillä auringosta. Kepler & # x27s -lainsäädännön pohjalta Newton ja Leibniz havaitsivat, että tuon tähden massa on myös matemaattisessa suhteessa ajanjaksoon ja etäisyyteen.

Tässä & # x27s yhtälö: Sp. ^ 2 = a ^ 3

Käännös: massa kertaa jakso neliö vastaa kuutioitua etäisyyttä (oikeastaan ​​kiertorata-akseli kuutioituna, mistä & kiintiö tulee).

Tulos: Jos haluat tietää kuinka massiivinen esine on galaksimme keskellä, sinun tarvitsee vain tietää sen ympärillä pyörivän tähden kiertorata sekä tähti & # x27s etäisyys esineestä. Sitten voit ratkaista massan.

Onneksi infrapunateleskooppimme antoivat tähtitieteilijöille mahdollisuuden tarkkailla noiden tähtien kiertokykyä mysteerikohteen ympärillä pitkään, mikä näkyy molemmissa videoissa. Joten pystyimme selvittämään A) tähdet ja # x27 kiertoradat ja B) kuinka kaukana esineestä niiden kiertoradat ovat. Näin havaitsimme, että esine on todennäköisesti 4,1 miljoonaa aurinkomassaa ja 6,2 valotuntia halkaisijaltaan (suunnilleen Uranus & # x27 kiertää auringon ympäri). Tämä tarkoittaa, että tämä esine on ahdistanut 4,1 miljoonan auringon joukot avaruuteen, joka on niin pieni kuin Uranus ja # x27 kiertorata. Pyhä kummajainen ja # x27 moly. Vain musta aukko pystyy siihen.

Ja näin matematiikka yhdessä infrapunateleskooppien tarkan tarkkailun kanssa antoi meille mahdollisuuden & quot; nähdä & quot; näkymätön esine, jonka ympärillä koko galaksimme pyörii - ja määrittää, että se oli musta aukko.

Niille, jotka haluavat tietää enemmän matematiikasta, voit oppia lisää tästä artikkelista .


RYHMÄT AIKA-AJAN: Vääntynyt astrofysiikka Tähtienvälinen

Kip Thorne tarkastelee mustaa aukkoa, jonka luomisessa hän auttoi, ja ajattelee: ”Miksi, tietysti. Se on se olisi tehdä." ¶ Tämä musta aukko on ennennäkemättömän tarkan simulaation. Se näyttää pyörivän melkein valon nopeudella vetämällä maailmankaikkeuden palasia sen mukana. (Se on painovoima suhteellisuusteollisuudessasi on erittäin outoa.) Teoriassa se oli kerran tähti, mutta haalistumisen tai räjähtämisen sijaan se romahti kuin epäonnistunut souffli pieneksi väistämättömän singularisuuden pisteeksi. Hohtava rengas, joka kiertää pallomaista pyörrettä, näyttää käyristyvän ylhäältä ja alhaalta samanaikaisesti.

Kaikki tämä on vain luonnollista, koska outoja asioita tapahtuu lähellä mustia aukkoja. Esimerkiksi niiden painovoima on niin voimakas, että ne taivuttavat maailmankaikkeuden kangasta. Einstein selitti tämän: mitä massiivisempi jotain on, sitä enemmän painovoimaa se tuottaa. Tähdet ja mustat aukot, kuten tähdet ja mustat aukot, tekevät tämän niin voimakkaasti, että ne todella taivuttavat valoa ja vetävät sen kanssa tilaa ja aikaa. Ja se tulee kummallisemmaksi: Jos olisit lähempänä mustaa aukkoa kuin minä, käsityksemme avaruudesta ja ajasta eroaisivat. Suhteellisesti aika tuntuu kuluvan minulle nopeammin.

Mitä Thorne näkee siellä? Hän on astrofyysikko, jonka matematiikka ohjasi tämän lumoavan visuaalisen vaikutelman luomista, kaikkien aikojen tarkin simulaatio siitä, miltä musta aukko näyttäisi. Se on 30 ihmisen ja tuhansien tietokoneiden vuoden työ. Ja pienen Hollywood-tähtien galaksin - Matthew McConaughey, Anne Hathaway, Jessica Chastain, Bill Irwin, Casey Affleck, John Lithgow - rinnalla simulaatiolla on keskeinen rooli Tähtienvälinen, arvovaltainen avaruusmatkojen eepos, jonka Christopher Nolan on ohjannut 7. marraskuuta. Thorne näkee totuuden. Täydellinen kuvankäsittelijä Nolan näkee kauneuden. Mustat aukot, jopa kuvitteelliset, voivat vääristää käsitystä.

Thorne ei ole sinun keskimääräinen astrofyysikko. Toki hän on kuuluisa teoreetikko, mutta jo ennen eläkkeelle siirtymistä Caltechista vuonna 2009 hän oli syvästi kiinnostunut selittämään suhteellisia suhteellisuusteoriaa suurelle yleisölle. Juuri ennen eläkkeelle siirtymistä Thorne ja elokuvan tuottaja Lynda Obst, jonka hän oli tuntenut Carl Saganin asettamisen jälkeen sokeaan päivämäärään kolme vuosikymmentä aikaisemmin, pelasivat idean kanssa elokuvasta, johon sisältyisi mustien aukkojen salaperäiset ominaisuudet ja madonreikiä.

Ennen pitkää Steven Spielberg allekirjoitti käsikirjoittaja Jonathan “Jonah” Nolanin käsikirjoituksen. Lopulta Spielberg jätti Jonathanin veljen Chrisin - joka tunnetaan mielen taipumisten elokuvien ohjaamisesta Memento ja Alku (plus Lepakkomies). Kun Chris Nolan kirjoitti uudelleen veljensä käsikirjoitusta, hän halusi saada käsityksen tieteestä tarinansa ytimessä. Joten hän aloitti tapaamisen Thornen kanssa.

Muutaman kuukauden aikana vuoden 2013 alussa Thorne ja Nolan syvenivät siihen, mitä fyysikko kutsuu "maailmankaikkeuden vääntyneeksi puoleksi" - kaarevaksi avaruudeksi, reikiksi todellisuuden kudoksessa, kuinka painovoima taipuu valoa. "Tarina on nyt lähinnä kaikki Chris ja Jonah", Thorne sanoo. "Mutta sen henki, tavoite saada elokuva, jossa tiede on upotettu kankaaseen alusta alkaen - ja se on upea tiede -, säilyi."

Christopher Nolan ja Kip Thorne antavat WIREDille yksinoikeuden TähtienvälinenMustaa aukkoa.

© 2014 Paramount Kaikki oikeudet pidätetään

Elokuvantekijöiden keksimä tarina on asetettu dystooppiseen lähitulevaisuuteen, kun sato on epäonnistunut ja ihmiskunta on sukupuuttoon. Entinen astronautti (McConaughey) rekrytoidaan viimeiselle lennolle, epätoivoiselle yritykselle päästä muihin tähtijärjestelmiin, joissa ihmiset voivat jälleen menestyä.

Ja siinä on ongelma. Katso, muut tähdet ovat Todella kaukana. Jopa lähimpään pääseminen vie vuosikymmeniä nopeuksilla, joita ihmisillä ei ole aavistustakaan. Vuonna 1983, jolloin Sagan tarvitsi uskottavan ratkaisun tähän ongelmaan tarinasta, josta tulee elokuva Ottaa yhteyttä, Thorne ehdotti madonreikää, hypoteettista repeämää maailmankaikkeudessa, joka yhdistää kaksi etäistä pistettä ulottuvuuksien kautta niiden neljän ulkopuolella, joita koemme avaruudessa ja ajassa. Madonreikä oli luonnollinen valinta Tähtienvälinen liian. Kun Thorne puhui elokuvasta Nolanin kanssa, heidän keskustelunsa madonreikien fyysisistä ominaisuuksista johti väistämättömään kysymykseen elokuvantekijälle: Kuinka näytät yhden näytöllä?

Se ei ole ainoa päänsärky, joka aiheuttaa vähän fysiikkaa, johon elokuvan erikoistehosryhmän oli pakko tarttua. Nolanin tarina nojautui ajan laajentumiseen: aika kului eri tahtiin eri hahmoille. Tämän tekemiseksi tieteellisesti uskottavaksi Thorne kertoi hänelle, että hän tarvitsi massiivisen mustan aukon - elokuvassa, jota kutsutaan nimellä Gargantua - joka pyörii melkein valon nopeudella. Elokuvantekijänä Nolanilla ei ollut aavistustakaan, miten saada sellainen näyttämään realistiselta. Mutta hänellä oli idea, miten se toteutettaisiin. "Chris soitti minulle ja sanoi haluavansa lähettää kaverin talooni puhumaan minulle visuaalisista tehosteista", Thorne sanoo. ”Sanoin:” Toki, lähetä hänet. ”” Ei pian, kun Paul Franklin ilmestyi Thornen kynnykselle.

Franklin tiesi, että hänen tietokoneensa tekisivät kaiken mitä hän käski. Se oli ongelma ja kiusaus. "On erittäin helppoa joutua todellisuuden sääntöjen rikkomisen ansaan", kertoo Oscar-palkitun Double Negative -hankkeen vanhempi valvoja Franklin. "Ja nuo säännöt ovat itse asiassa melko tiukkoja."

Joten hän pyysi Thornea luomaan yhtälöitä, jotka ohjaavat niiden efektiohjelmistoja tapaan, jolla fysiikka hallitsee todellista maailmaa. He alkoivat madonreikillä. Jos madonreiän ympärillä oleva valo ei käyttäydyisi klassisesti - toisin sanoen, matkustaisi suoralla linjalla - mitä se tekisi? Kuinka sitä voitaisiin kuvata matemaattisesti?

Thorne lähetti vastauksensa Franklinille voimakkaasti tutkittujen muistioiden muodossa. Sivut ovat pitkiä, syvästi hankittuja ja yhtälöissä käsiteltyjä, ja ne muistuttavat pikemminkin tieteellisten lehtien artikkeleita kuin mitään muuta. Franklinin tiimi kirjoitti näihin yhtälöihin perustuvan uuden renderointiohjelmiston ja kehrytti madonreiän. Tulos oli poikkeuksellinen. Se oli kuin kristallipallo, joka heijasti maailmankaikkeutta, pallomainen reikä avaruudessa. "Tieteiskirjallisuus haluaa aina pukeutua asioihin, ikään kuin se ei olisi koskaan tyytyväinen tavalliseen maailmankaikkeuteen", hän sanoo. "Mitä saimme ohjelmistosta, oli pakottavaa heti."

McConaughey tutkii toista maailmaa Interstellarissa (ylhäällä). Thornen kaavio siitä, kuinka musta aukko vääristää valoa.

Kaaviot ovat antaneet Kip Thorne

Heidän menestyksensä madonreiän kanssa rohkaisi efektiryhmää kokeilemaan samaa lähestymistapaa mustalla aukolla. Mutta mustat aukot, kuten nimestä voi päätellä, ovat murhaa valossa. Elokuvantekijät käyttävät usein tekniikkaa, jota kutsutaan säteen jäljittämiseksi, valon ja heijastusten tuottamiseksi kuvissa. "Mutta säteiden jäljitysohjelmisto tekee yleisesti kohtuullisen olettamuksen siitä, että valo kulkee suoria polkuja pitkin", kertoo Eugénie von Tunzelmann, Double Negativein CG-valvoja. Tämä oli aivan muuta fysiikkaa. "Meidän oli kirjoitettava täysin uusi renderöijä", hän sanoo.

Joidenkin yksittäisten kehysten renderointi kesti jopa 100 tuntia, ja laskelma ylitti Einsteinin-ilmiön, jota kutsutaan gravitaatiolinssiksi, aiheuttamat taipumaiset vääristymän bitit. Loppujen lopuksi elokuva pyyhkäisi 800 teratavua tietoa. "Luulin, että voimme ylittää petatavun kynnyksen tällä", von Tunzelmann sanoo.

"Chris todella halusi meidän myyvän idean, että musta aukko on pallomainen", Franklin sanoo. "Sanoin:" Tiedät, se näyttää levyltä. "Ainoa asia, jonka näet, on se, kuinka se loimii tähtivaloa." Sitten Franklin alkoi lukea erittymälevyistä, aineen taajamista, jotka kiertävät joitain mustia aukkoja. Franklin ajatteli voivansa käyttää tätä kiertävän detrituksen rengasta pallon määrittelemiseen.

Von Tunzelmann kokeili hankalaa demoa. Hän loi litteän, monivärisen renkaan - stand up in accrecion disc - ja sijoittaa sen heidän pyöreän mustan aukonsa ympärille. Jotain hyvin, hyvin outoa tapahtui. "Huomasimme, että mustan aukon ympärille kertynyt tila vääristää myös kertymälevyn", Franklin sanoo. "Joten sen sijaan että se näyttäisi siltä kuin Saturnuksen renkaat mustan pallon ympärillä, valo luo tämän ylimääräisen halon."

Se johti Thornen hänen "miksi, tietysti" -hetkelleen, kun hän näki ensimmäisen kerran lopullisen vaikutuksen. Double Negative -tiimi katsoi, että sen on oltava vika renderöijässä. Mutta Thorne tajusi, että he olivat mallinneet oikein hänen toimittamaansa matematiikkaan liittyvän ilmiön.

Silti kukaan ei tiennyt tarkalleen miltä musta aukko näyttää, ennen kuin he todella rakensivat sen. Valo, joka oli väliaikaisesti loukussa mustan aukon ympärillä, tuotti yllättävän monimutkaisen sormenjälkikuvan lähellä mustan aukon varjoa. Ja hehkuva kasvatuslevy ilmestyi mustan aukon yläpuolelle, mustan aukon alle ja sen eteen. "En koskaan odottanut sitä", Thorne sanoo. "Eugénie vain teki simulaatiot ja sanoi:" Hei, tämä on mitä sain. "Se oli aivan mahtavaa."

Loppujen lopuksi Nolan sai tyylikkäitä kuvia, jotka edistävät tarinaa. Thorne sai elokuvan, joka opettaa joukkoyleisölle aitoa, tarkkaa tiedettä. Mutta hän sai myös jotain, mitä hän ei odottanut: tieteellisen löydön. "Nämä ovat havainnointitietojamme", hän sanoo elokuvan visualisoinneista. ”Luonto käyttäytyy näin. Kausi. " Thorne kertoo saavansa siitä ainakin kaksi julkaistua artikkelia.

Kun Thorne puhuu astrofysiikasta, josta hän pitää eniten - törmäävät mustat aukot, pyörteisen tähden liikkeelle vetämä tila, aikalangat - hän käyttää paljon analogioita. Hän puhuu kahdesta tornadoosta, jotka törmäävät toisiinsa, tai valonsäteistä, jotka valetaan kuin olki tuulessa. Mutta metaforat voivat olla petollisia, ja ne voivat saada ihmiset ajattelemaan ymmärtävänsä jotain, kun he vain ymmärtävät mikä se on Kuten. Mutta Thornen haloed, pyörivä musta aukko ja galaksia läpäisevä madonreikä eivät ole vain metaforoja. Suurin osa Tähtienvälinen katsojat näkevät nämä kuvat - madonreikä, musta aukko, outo valo - ja ajattelevat: ”Vau. Se on kaunista." Thorne katsoo heitä ja ajattelee: ”Vau. Se on totta. ” Ja tietystä näkökulmasta, se on myös kaunista.

Kohteliaisuus Paramount


Millaista olisi pudota mustaan ​​reikään?

Oletetaan, että päätit jättää huomiotta edellisen neuvoni. Olet juuri ostanut itsellesi avaruuslohikäärme Centaurin rengasmaailman markkinoilta, kiinnitettynä suosikkiketjupakettisi ja äänimiekkaasi, ja nyt aiot ratsastaa ensin lähimpään mustaan ​​aukkoon.

Tiedämme, että se ei vie sinut toiseen maailmaan tai galaksiin, mutta mitä koisit ja näkisit matkallasi väistämättömään kuolemaan? Ja mitä muu maailmankaikkeus näkisi tämän tapahtuessa, ja osoittaisivatko he sanan "eewwwwww"?

Jos putoaisit kohti mustaa aukkoa, tuntisit suurimman osan ajasta yksinkertaisesti painottomaksi, aivan kuin soittaisit Bowie-kappaleita ja kelluisit erikoisimmalla tavalla kansainvälisellä avaruusasemalla. Mustan aukon painovoima on aivan kuten minkä tahansa muun suuren massan painovoima, kunhan et pääse liian lähelle. Mutta kuten olemme sopineet, jätät huomioimatta neuvoni ja lentävän lohikäärmeen ensin tähän fysiikan painajaiseen. Kun tulet lähemmäksi, gravitaatiovoimat sinun ja lohikäärmeesi kehon eri osissa olisivat erilaiset. Teknisesti tämä on aina totta, mutta et huomaa sitä ... ainakaan aluksi.

Oletetaan, että putosit ensin jalat kohti mustaa aukkoa. Kun tulit lähemmäksi, jalkasi tuntuisivat esimerkiksi voimaa voimakkaammin kuin pääsi. Näitä voimien eroja kutsutaan vuorovesivoimiksi. Vuorovesien takia tuntuu siltä, ​​että sinua venytetään päästä varpaisiin, kun taas sivuillasi tuntuu, että ne työnnetään sisäänpäin. Lopulta vuorovesi voimistui niin voimakkaaksi, että ne repivät sinut erilleen. Tätä vuorovesi-venytyksen vaikutusta kutsutaan joskus tylsästi spagettoinniksi.

Olen keksinyt sille joitain muita nimiä, kuten Oma juusto-juustotapahtuma, "pehmeän palvelun vaikutus" ja "AAAHHHHH AHHHH MY LEGS MY LEGS. ”.

Tehdään siis yhteenveto. Et selviydy putoamasta kohti mustaa aukkoa, koska et kuuntele. Miksi et koskaan kuuntele?

Ystäväsi, joka seuraa sinua putoamassa kohti mustaa aukkoa, ei koskaan näe, että saavutat mustan aukon. Kun putoat kohti sitä, painovoima aiheuttaisi kaiken sinulta tulevan valon punaisen siirtymisen. Joten kun lähestyt mustaa aukkoa, näytät yhä punaisemmalta ja kuvasi näyttää himmeämmältä. Ystäväsi näkisi sinut punaisena ja hämäränä lähestyttäessäsi, mutta koskaan koskaan saavuttaaksesi mustan aukon tapahtumahorisonttia. Jos he voisivat silti nähdä sinut tämän pisteen ohi, sinun sisältäsi tulee lisää punaista näkymää.

Taiteilijan käsitys mustan aukon tapahtumahorisontista. Luotto: Victor de Schwanberg / Science Photo Library

Hypoteettisesti, jos voisit selviytyä ylittämällä mustan aukon tapahtumahorisontin, mitä
näkisitkö sitten? Toisin kuin yleisesti uskotaan, et näe maailmankaikkeuden koko tulevaisuuden vilkkuvan ennen sinua.

Näette, että mustan aukon pimeys täyttää näkymänne ja lähestyessäsi tapahtumahorisonttia näet, että tähtesi ja galaksisi näkymän reunalla ovat mustan aukon gravitaatiolinssejä. Taivas näyttää yksinkertaisesti yhä mustemmalta, kunnes saavut tapahtuman horisonttiin.

Monet ihmiset ajattelevat, että tapahtumahorisontissa sinut revitään erilleen, ja tapahtumahorisontissa esiintyy kaikenlaisia ​​outoja asioita. Valitettavasti tämä pätee niihin, jotka epäilevät mustia aukkoja olevan oikeastaan ​​jonkinlainen portaali. Aurinkomassan mustalle aukolle vuorovesien voimat lähellä tapahtumahorisonttia voivat olla melko suuria, mutta supermassiiviselle mustalle aukolle ne eivät ole ollenkaan kovin suuria.

Itse asiassa, mitä suurempi musta aukko, sitä heikommat vuorovesi ovat tapahtumahorisontinsa lähellä. Joten jos satut olemaan lähellä supermassiivista mustaa aukkoa, voit ylittää tapahtumahorisontin huomaamatta. Olisitko vielä täysin ruuvattu? SINÄ BETCHA!

Mitä mieltä sinä olet? Jos voisit pudottaa mitä tahansa mustaan ​​aukkoon, mikä se olisi? Kerro meille alla olevissa kommenteissa.


Mitä tapahtuisi, jos Maa putoaisi mustaan ​​aukkoon?

Älä tule liian lähelle. Luotto: NASA / JPL-Caltech, CC BY-SA

Mustat aukot ovat jo pitkään aiheuttaneet paljon jännitystä ja juonittelua. Ja kiinnostus mustia aukkoja kohtaan kasvaa varmasti nyt, kun gravitaatioaallot on löydetty.

Monissa kysymyksissä, joita minulta kysytään, otetaan huomioon, kuinka mustia aukkoja koskeva "todellinen" tieteiskirjallisuus voi olla ja ovatko Stargate-lehdessä esitetyt matoaukot todellisia vai eivät. Ainakin poikkeuksetta yksi esine, joka on melkein varma tulla esiin, ovat suurimmaksi osaksi kauhistuttavia tapoja, joilla mustat aukot voivat teoriassa vaikuttaa ihmisiin ja itse maapalloon.

Mustalla aukolla on (periaatteessa) mitattavissa olevat kolme ominaisuutta: niiden massa, spin (tai kulmamomentti) ja niiden kokonaiselektroninen varaus. Nämä ovat todellakin ainoat kolme parametria, joista ulkopuolinen tarkkailija voi koskaan tietää, koska kaikki muut tiedot kaikesta, mikä menee mustan aukon muodostamiseen, menetetään. Tätä kutsutaan "ei hiuksia -lauseeksi". Yksinkertaisesti sanottuna: riippumatta siitä kuinka karvainen tai monimutkainen esine heität mustaan ​​aukkoon, se pienenee (tai ajetaan) massaansa, latautuu ja pyörii.

Näistä parametreista massa on kiistatta merkittävin. Mustan aukon määritelmä on se, että sen massa on keskittynyt häviävän pieneen tilavuuteen - "singulariteettiin". Ja se on mustan aukon massa - ja sen massan tuottamat valtavat painovoimat - jotka "vahingoittavat" lähellä olevia esineitä.

Yksi läheisen mustan aukon tunnetuimmista vaikutuksista on kekseliäs otsikko "Spaghettification". Lyhyesti sanottuna, jos eksyt liian lähelle mustaa aukkoa, ojennat, aivan kuten spagetti.

Tämä vaikutus johtuu painovoiman kaltevuudesta koko kehossasi. Kuvittele, että olet menossa jalat ensin kohti mustaa aukkoa. Koska jalkasi ovat fyysisesti lähempänä mustaa aukkoa, he tuntevat voimakkaamman painovoiman vetävän sitä kohti kuin pääsi. Pahempaa, että kätesi, koska ne eivät ole kehosi keskellä, houkuttelevat hieman eri (vektori) suuntaan kuin pääsi. Tämä saa ruumiinosat kohti reunoja tuoda sisäänpäin. Nettotulos ei ole vain kehon pidennys, vaan myös oheneminen (tai puristus) keskellä. Siksi kehosi tai mikä tahansa muu esine, kuten Maa, alkaa muistuttaa spagettia kauan ennen kuin se osuu mustan aukon keskelle.

Tarkka piste, jossa näistä voimista tulee liikaa kestämään, riippuu kriittisesti mustan aukon massasta. "Tavalliselle" mustalle aukolle, joka on syntynyt suuren massatähden romahtamisen yhteydessä, tämä voi olla useita satoja kilometrejä tapahtumahorisontista - pisteestä, jonka takana mikään tieto ei pääse mustasta aukosta. Silti supermassiiviseen mustaan ​​aukkoon, jonka ajatellaan asuvan galaksimme keskellä, esine voisi helposti upota tapahtumahorisontin alle ennen kuin siitä tulee spagettia, monien kymmenien tuhansien kilometrien etäisyydellä sen keskustasta. Etäiselle tarkkailijalle mustan aukon tapahtumahorisontin ulkopuolella näyttää siltä, ​​että hidastumme asteittain ja sitten hiipumme ajan myötä.

Mitä tapahtuisi hypoteettisesti, jos musta aukko ilmestyy tyhjästä maapallon viereen? Samat gravitaatiovaikutukset, jotka aiheuttivat spagettoinnin, alkavat tulla voimaan tässä. Maan reunaa, joka on lähinnä mustaa aukkoa, tuntuisi paljon vahvempi voima kuin sen toisella puolella. Sellaisena koko planeetan tuho olisi käsillä. Meitä vedetään erilleen.

Emme ehkä edes huomaa, jos todella supermassiivinen musta aukko nielaisi meidät tapahtumahorisontinsa alapuolelle, koska kaikki näyttäisi siltä kuin se kerran oli, ainakin pieneksi ajaksi. Tässä tapauksessa voi kestää jonkin aikaa ennen kuin katastrofi iski. Mutta älä unohda liikaa unta, joudumme onneksi "lyödä" mustaa aukkoa aluksi - ja voimme silti elää holografisesti jatkossakin.

Mielenkiintoista on, että mustat aukot eivät välttämättä ole mustia. Kvasaarit - esineet kaukojen galaksien sydämessä, joita käyttävät mustat aukot - ovat erittäin kirkkaita. Ne voivat helposti ylittää loput isäntägalaksistaan ​​yhdessä. Tällainen säteily syntyy, kun musta aukko juhlii uutta materiaalia. Selkeyden vuoksi: tämä materiaali on edelleen tapahtumahorisontin ulkopuolella, minkä vuoksi voimme silti nähdä sen. Tapahtumahorisontin alapuolella on paikka, josta mikään, ei edes valo, voi paeta. Kun kaikki aineet kasaantuvat juhlasta, se hehkuu. Tämä hehku näkyy, kun tarkkailijat katsovat kvasaareja.

Mutta tämä on ongelma kaikelle, joka kiertää (tai lähellä) mustaa aukkoa, koska se on todella kuuma. Kauan ennen kuin meidät spagettistettaisiin, tämän säteilyn pelkkä voima paistaisi meitä.

Elämä mustan aukon ympärillä

Niille, jotka ovat katsoneet Christopher Nolanin tähtienvälistä elokuvaa, mustan aukon ympäri kiertävän planeetan mahdollisuus voi olla houkutteleva. Elämän kukoistamiseksi on oltava energialähde tai lämpötilaero. Ja musta aukko voi olla kyseinen lähde. Siellä on kuitenkin saalis. Mustan aukon on oltava lakannut nauttimasta mistä tahansa materiaalista - tai se säteilee liikaa säteilyä tukeakseen naapurimaiden elämää.

Millainen elämä näyttäisi tällaisessa maailmassa (olettaen, ettei se ole liian lähellä spagettoitumista tietysti), on toinen asia. Planeetan vastaanottama tehomäärä olisi todennäköisesti pieni verrattuna siihen, mitä Maa vastaanottaa auringolta. Ja tällaisen planeetan yleinen ympäristö voi olla yhtä outo. Interstellarin perustamisen yhteydessä Kip Thornea kuultiin todellakin mustan aukon kuvauksen tarkkuuden varmistamiseksi. Nämä tekijät eivät sulje pois elämää, se vain tekee siitä vaikean mahdollisuuden ja on hyvin vaikea ennustaa, mitä muotoja se voisi olla.

Tämä artikkeli julkaistiin alun perin Keskustelussa. Lue alkuperäinen artikkeli.


Viitteet

Casares, J. et ai. Luonto 505, 378–381 (2014).

Williams, S. J. et ai. Astrofiat. J. 723, L93 – L97 (2010).

McSwain, M. V., Huang, W., Gies, D. R., Grundstrom, E. D. ja amp Townsend, R. H. D. Astrofiat. J. 672, 590–603 (2008).

Liu, Q. Z., van Paradijs, J. & amp van den Heuvel, E. P. J. Astron. Astrofiat. 455, 1165–1168 (2006).

Gies, D. R. et ai. Astrofiat. J. 493, 440–450 (1998).

Rasvakeitin, C. L. Astrofiat. J. 522, 413–418 (1999).

Brandt, N. & amp Podsiadlowski, P. Ma. Ei. R. Astron. Soc. 274, 461–484 (1995).

Belczynski, K., Wiktorowicz, G., Fryer, C.L., Holz, D.E. & amp. Kalogera, V. Astrofiat. J. 757, 91 (2012).


Astro 101: mustat reiät

Mikä on musta aukko? Onko niitä todella olemassa? Kuinka ne muodostuvat? Kuinka ne liittyvät tähtiin? Mitä tapahtuisi, jos putoaisit yhteen? Kuinka näet mustan aukon, jos ne eivät lähetä valoa? Mitä eroa on mustalla aukolla todella tummalla tähdellä? Voisiko hiukkaskiihdytin luoda mustan aukon? Voiko musta aukko olla myös mato reikä tai aikakone? In Astro 101: Black Holes, you will explore the concepts behind black holes. Using the theme of black holes, you will learn the basic ideas of astronomy, relativity, and quantum physics. After completing this course, you will be able to: • Describe the essential properties of black holes. • Explain recent black hole research using plain language and appropriate analogies. • Compare black holes in popular culture to modern physics to distinguish science fact from science fiction. • Describe the application of fundamental physical concepts including gravity, special and general relativity, and quantum mechanics to reported scientific observations. • Recognize different types of stars and distinguish which stars can potentially become black holes. • Differentiate types of black holes and classify each type as observed or theoretical. • Characterize formation theories associated with each type of black hole. • Identify different ways of detecting black holes, and appropriate technologies associated with each detection method. • Summarize the puzzles facing black hole researchers in modern science.

Получаемые навыки

Gravitation, Theory Of Relativity, Physics, Astronomy, Black Hole

Рецензии

Takes time to finish, yet totally interesting, and surely worth it. If you're a space enthusiast, this will surely leave you craving for more knowledge. Not boring at all. Kudos to the instructors.

An excellent point for amateur astronomers to gain insight into the underlying astrophysics without going too much into the technicalities and wonderful references to keep you glued to the course.

What would you see as you approached a black hole, using a black hole binary as a vehicle to explore black holes? In this module students will follow material as it is transferred from a companion star to a black hole via Roche lobe overflow or wind fed accretion. They will then follow that material down through the accretion disc to explore tidal forces to learn about the ways in which black holes can rip apart surrounding material. This material will then pass through the innermost stable orbit of the disc, before falling in. Students will also get the opportunity to look at jets - the outflow of material from the innermost regions of this structure.

Module Objective: Introduce properties of black holes from the outside in, through the context of a journey into the event horizon of a black hole. What would we see as we are far away? What will we see and experience as we get closer? What is a disc? What is a jet?

Преподаватели

Sharon Morsink

Текст видео

After a thorough investigation of the accretion disk around the black hole, we'll end this module teetering at the edge of stability. Note, we're not discussing the black hole's event horizon just yet, but we can stay indefinitely in a stable orbit around a black hole as long as we don't cross a boundary called the Innermost Stable Circular Orbit. If Cygnus X-1 were not rotating, it would permit stable orbits about three times the distance from its event horizon. We'll learn in module six what happens when a black hole rotates. But this would allow stable orbits as close as 130 kilometers from the center of Cygnus X-1, or 90 kilometers from its event horizon. The innermost stable circular orbit is the boundary that distinguishes between stable orbits which don't require energy for an object to stay in orbit there, and unstable orbits which will pull you in towards the black holes event horizon. Unless you have very powerful engines like the enterprise and Star Trek. The innermost stable circular orbit, which we will henceforth just call the I-S-C-O or ISCO, defines the inner edge of the accretion disk beyond which material will fall freely and become captured by the black hole. Somewhere between the accretion disk and the event horizon, Newtonian gravity stops being a good approximation. The gravitational field becomes much stronger than Newtonian gravity predicts. This increased strength of the gravitational field is due to corrections by Einstein's theory of general relativity. The result is that the gravitational pull becomes much stronger within the region bounded by the ISCO, and stable orbits predicted by Newtonian gravity are no longer stable. Since the gravitational potential around a black hole is represented by a Schwarzschild potential, there are five kinds of orbits that we can find. There are stable and unstable circular orbits, orbits that we call bound precessing orbits, scattering orbits, and plunging orbits. For a Schwarzschild black hole, the solution to the equations of general relativity tell us the peak of the potential occurs at a radius equal to six GM divided by c squared, which should be looking pretty familiar right now. Recall that we've already encountered the radius of a Schwarzschild black hole when we were experimenting with the escape velocity formula. The Schwarzschild radius, which describes the event horizon of a black hole, occurs at a radius of two GM over c squared. Quite the coincidence. The only difference between the innermost stable circular orbit and the event horizon is a multiple of three. Actually, this makes life quite a bit easier for us since we can simply state the innermost stable circular orbit of a non-rotating black hole is three times further from the black hole's event horizon. The key here is that it's not rotating. We haven't discussed much about rotating black holes yet, and we'll get more into it in module six. But I just can't help myself here, because the ISCO will actually change when we're considering a rotating black hole. This is apparent in the movie Interstellar when the crew of the Endurance visit Miller's planet very close to Gargantua's event horizon. "Gargantua's an older spinning black hole. It's what we call a gentle singularity. Gentle. They are hardly gentle. The tidal gravity is so quick that something crossing the horizon fast might survive. A probe, say. What happens after it crosses? After the horizon is a complete mystery." They were able to do it safely because a rotating black hole can actually have an ISCO that's much closer to the event horizon. In an extreme case, a rotating black hole could have an ISCO coincident with the event horizon. But we'll see more about that in an upcoming lesson. Now, one final note about the innermost stable circular orbit. We've only covered matter interacting with the gravitational field of the black hole. If instead we looked at light, we would have found a different result. The ISCO for light orbiting a non-rotating black hole can be a factor of two closer to the event horizon. Photons can get trapped in circular orbits at the light ISCO radius, and orbit many times before escaping. We can then detect these photons, which would look like they're coming from a sphere of light surrounding the black hole, which scientists sometimes call the photon sphere.


The Singularity: Resistance Is Futile

We know today that black holes are an unavoidable consequence of Albert Einstein’s general theory of relativity. In this framework, gravity is geometry: Mass tells spacetime how to curve, and spacetime’s curves tell mass how to move. Black holes are where mass curves spacetime so much that nothing, not even light, can escape.

Technically, the concept of a dense object from which light can’t escape predates Einstein. The English priest and scientist John Michell and the French polymath Pierre-Simon Laplace independently suggested the idea in the late 1700s. But it was the German astronomer Karl Schwarzschild who laid the groundwork for black holes as we know them today, when he solved Einstein’s equations for how a symmetric, nonrotating, and hefty mass would curve the spacetime around it — all while on a World War I battlefront in early 1916.

In 1939, calculations by American physicist Robert Oppenheimer and his student Hartland Snyder showed that an astronomical body will inevitably contract to a singularity of infinite density in certain cases of spherically symmetric collapse. An event horizon would surround the singularity, closing the interior off from the outside universe. (Einstein loathed the idea.) New Zealand mathematician Roy Kerr expanded the work to rotating objects in 1963.

But it was Penrose in the mid-1960s who generalized the idea: He showed that collapse to a singularity always happens when there’s enough mass/energy packed together, regardless of the symmetry of the collapse.

This diagram is based on Penrose’s 1965 paper and shows the collapse of matter into a black hole. Time progresses from bottom to top. A light cone is all the points that can be connected to a particular event (say, a flash) by a ray of light. On a trapped surface (red line), all light cones are tipped inwards, and the formation of a singularity is inevitable.
© Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences

Penrose introduced a new mathematical concept to make this leap: trapped surfaces. A trapped surface forces all rays perpendicular to it to converge, regardless of whether the surface curves inwards or outwards. Light cannot escape it can only stand still. And since nothing can travel faster than light, everything else falls in. The path inward is as inexorable as the forward arrow of time outside the black hole: one-way traffic only.

The unavoidable outcome is a singularity — which, for related reasons, is sometimes described as a single moment in time. It remains unclear what the singularity actually is. All we know is, it’s there that classical physics breaks down. (In gravity terms, spacetime becomes infinitely curved.)

Among his other contributions, Penrose also discovered that it’s possible to extract energy from a spinning black hole. Place a heavy mug on a cloth napkin and twist the mug. The napkin will twist with the mug, creating a warped cloth landscape. Something similar happens with a spinning black hole: It drags the fabric of spacetime around with it, in what’s called the Lense-Thirring effect. (Earth does this, too, but not as severely.)

The twisted region is called the ergosphere. Here, an astronaut (or asteroid, or any other object) would be forcibly dragged around with the black hole’s rotation, even though they were outside the event horizon. Penrose realized that it’s possible to steal rotational energy from the black hole via the ergosphere. Others have since used this insight to suggest that spin energy is how black holes power their relativistic jets, some of which shoot across thousands of light-years.

Artist's concept of the rosette drawn by a star orbiting the supermassive black hole at the center of the Milky Way. The illustration exaggerates the effect for clarity: The actual shift between the star's farthest points (the tips of the rosette) would be less than a milliarcsecond, or less than 10 millionths of a degree.
ESO / L. Calçada


The orbit of a star near our galaxy’s black hole proves Einstein right

The movement of a star close to our galaxy’s supermassive black hole has proved Albert Einstein right about gravity once again. After 27 years of observation, we have finally nailed down the orbit of this star, called S2, precisely enough to spot a strange effect predicted by his general theory of relativity.

S2 circles the supermassive black hole at the centre of the Milky Way about once every 16 years. Since 1992, astronomers have been observing it with some of the most powerful telescopes on Earth to precisely trace its looping orbit.

“The precision we now have in measurements of the relative positions of the black hole and the star is comparable to watching a football game on the moon. Then you have to measure the size of the football to within of a few centimetres,” says Frank Eisenhauer at the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Germany.

Mainos

Read more: Some planets may orbit a supermassive black hole instead of a star

He and his colleagues examined the piles of observations of S2 and found that its orbit isn’t as we would expect under Isaac Newton’s basic theory of gravity. Instead of simply following the same path on orbit after orbit, it swings around the black hole in a new direction each time, tracing out a shape that looks a bit like a daisy flower.

“Normally, if you put a star in orbit, it moves along an ellipse and the orbit closes,” says Eisenhauer. “But when the gravity is very strong, the ellipse moves from orbit to orbit and makes a rosette shape.”

This sort of movement is predicted by Einstein’s general theory of relativity, which dictates that the black hole should distort space-time around it, dragging the orbits of nearby stars as well.

It has been observed in our own solar system – Mercury’s orbit is also rosette-shaped rather than elliptical – but the effect is much more pronounced at the centre of the galaxy because the black hole is far more massive than the sun and thus stretches space-time in a more extreme way. Yet again, Einstein was right.

Journal reference: Astronomy & Astrophysics, DOI: 10.1051/0004-6361/202037813


Katso video: Kostja dokk mustalt. Kruglov: tema erilisust mõistsin, kui Rüütli käskis tal lihtsamini mängida (Tammikuu 2022).