gov-civil-vilareal.ptKako izgleda črna luknja od blizu?
>Kako bi izgledala črna luknja, če bi bili blizu nje?
Na to vprašanje lahko odgovorite na več načinov. Eden od načinov je: nič. Črna je, zato ne bo videti kot nič.
To je lahko nezadovoljivo.
Drug način je: ni pomembno, saj boste v nekaj milisekundah tako ali tako mrtvi.
To je nekoliko temno, čeprav res, pa tudi nezadovoljivo.
Če ste znanstvenik, je odgovor bolj zapleten. Ni se nam treba približati črni luknji, da bi ugotovili, kako izgleda, zato kljubovanje lastni smrti ni potrebno. In če postavimo, da črna luknja aktivno poje, recimo, velik oblak plina, potem lahko ugotovimo, kako izgleda.
Potrebujete veliko matematike in fizike, vključno z relativistično fiziko, fiziko sevalnega prenosa (v bistvu, kako stvari svetijo) in dobrim računalnikom, da lahko poganjate hude izračune, toda kaj dobite, je nekaj tako kul, da naredi možgane in ... fizika zvijanja vesolja in časa se splača.
Ker izgleda takole:
Točka: veliko ljudi se zmede, ko vidijo kaj svetloba iz črne luknje. Svetloba ne more uiti črni luknji, če se preveč približa znotraj horizonta dogodkov (ali fotonske krogle, odvisno od okoliščin). Toda zunaj te razdalje lahko svetloba potuje proč ... vendar ne brez plačila cene. Ugotovimo, kaj to pomeni.
Komentirana različica simulacije črne luknje razlaga različne dele tega bizarnega predmeta. Kredit: NASA -jev center vesoljskih letov Goddard/Jeremy Schnittman
tarot karte pomen zvezde
Nazaj na sim in se še vedno premika navzven, tik pred to fotonsko kroglo je ozek svetlobni obroč, imenovan fotonski obroč. To je svetloba z akrecijskega diska, kjer ostanejo fotoni, ki so se usmerili proti črni luknji samo zunaj meje fotonske krogle, zato nekajkrat krožijo okoli črne luknje, preden pridejo ven. Okoli nje je vrzel, ker fotoni, ki ostanejo daleč izven fotonske krogle, kar nadaljujejo - njihova pot je zaradi gravitacije črne luknje močno upognjena, vendar ne dovolj, da bi se usmerili proti nam. Tako ne vidimo svetlobe iz te regije.
Zunaj fotonske krogle vidimo svetlobo samega akrecijskega diska ... vendar je nered. Ne pozabite, da je ploski disk okoli črne luknje, kot so Saturnovi obroči. Toda disk vidimo po svetlobi, ki jo oddaja, in to ob tem, da ga črna luknja igra veselo pekel.
Pot svetlobe okoli črne luknje se močno popači zaradi gravitacije. Na tem diagramu je Zemlja desno na desni in svetloba iz materiala za črno luknjo se upogne proti nam in pusti luknjo, kjer je sama črna luknja. Kredit: Nicolle R. Fuller/NSF
Pred črno luknjo je disk videti relativno (ha!) Normalno. Ta svetloba gre z diska na nas, naravnost iz gravitacijske črnice črne luknje, zato ni tako popačena. Če mu sledite na desno, pa se nenadoma upogne navzgor in tvori lok nad črno luknjo. To je zadnja stran diska! Običajno ga ne vidite, saj je za črno luknjo. Toda nekaj svetlobe s tega dela diska odide okoli in konec črna luknja, ki jo je huda gravitacija upognila v smer proti nam, kar nam omogoča, da jo vidimo.
Ta svetloba v loku nad črno luknjo prihaja z vrha akrecijskega diska. Svetloba iz spodnja stran gre tudi okoli črne luknje, vendar je upognjena okoli dna črne luknje, zato vidimo tudi tisti del diska pod črno luknjo. To je videti kot manjši krog od zgornjega, vendar sta ta velikost in geometrija odvisna od kota gledanja. Oblika teh dveh lokov je odvisna od kota gledanja, saj način, kako se svetloba upogne okoli črne luknje, spremeni način, kako jo vidimo, ko se premikamo navzgor ali navzdol glede na sam disk. To lahko vidite v videoposnetku, ko se spremeni kot gledanja.
Opozoriti je treba še na eno stvar. V tej sim plin v akrecijskem disku kroži okoli črne luknje od leve proti desni. To je pomembno! Ali vidite, kako je disk na levi videti svetlejši kot na desni? To je pravi učinek, imenovan relativistično žarčenje. O tem sem že pisal :
guba v času primerna starosti
Obstaja učinek, imenovan relativistično žarčenje , ki je posledica neverjetno hitrega gibanja materiala, ki kroži tik pred črno luknjo. Če žarnico držite pred seboj, se svetloba razširi v kroglo v vse smeri, če pa se žarnica premika blizu svetlobne hitrosti, se zdi, da svetloba, ki jo vidimo iz nje, sije kot svetilka , usmerjeno v smer, v kateri se premika. Ta bizarni učinek pomeni, da je predmet, ki je proti vam usmerjen s hitrostjo svetlobe, videti svetlejši, ker je več njegove svetlobe usmerjeno proti vam, nekaj, kar se odmika, pa je videti temnejše, ker je njegova svetloba usmerjena stran od vas.
Plin na levi je usmerjen proti vam, zato se neka njegova svetloba, ki bi vas sicer pogrešala, usmeri proti vam, zaradi česar je videti svetlejša. Plin na levi se oddaljuje od vas, zato njegova svetloba še bolj odteče od vas in jo zatemni.
Če se vse to sliši znano, je to morda zato, ker razmišljate prva slika fotonske krogle črne luknje - v tem primeru tisti v središču galaksije M 87, oddaljen 55 milijonov svetlobnih let, posnet s teleskopom Event Horizon, nizom radijskih teleskopov po vsem planetu.
Prva podoba 'sence' supermasivne črne luknje. To prikazuje območje okoli črne luknje z maso 6,5 milijard krat večjo od Sonca, ki se nahaja 55 milijonov svetlobnih let stran od Zemlje v jedru galaksije M87. Kredit: NSF
Nejasno, vendar prikazuje iste lastnosti! Ostanite tudi vi, saj bomo kmalu videli več in jasnejših slik teh predmetov.
Zato mislim, da je v tem trenutku v redu, da si vzamete trenutek in pomislite, da so črne luknje čudne.
Ampak hej, to je narava. Vesolje ni zavezano poslušati našega zdravega razuma, pa čeprav je to nenavadno in nesmiselno. Ko pa si vzamete čas, da resnično pogledate vesolje, ga opazujete, poiščete vzorce, matematiko za temi vzorci in fiziko, ki jo matematika pomeni - to matematiko zahteve - potem postanejo razumljive tudi najbolj čudne stvari v vesolju.
Lepo je misliti, da imate, morda celo tolažilno, v zadnjih nekaj milisekundah, preden za vedno zapustite vesolje. Prijetno potovanje dol!
