الفلك

ما مقدار ضوء النجوم الذي تمتصه الثقوب السوداء؟

ما مقدار ضوء النجوم الذي تمتصه الثقوب السوداء؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل يمكن حساب مقدار الضوء القادم من النجوم الأخرى الذي سيمتصه ثقب أسود بأحجام معينة؟ وكم من الوقت سيستغرق عدد النجوم النشطة للانخفاض إلى الحد الذي يتجاوزه إشعاع هوكينغ؟


TLDR. القليل جدا. الفضاء كبير ، حتى أكبر الثقوب السوداء صغيرة الحجم بشكل يبعث على السخرية

إن كمية ضوء النجوم التي تمتصها الثقوب السوداء ضئيلة للغاية. لن يمتص الثقب الأسود الضوء: يمكن تقريبه جيدًا إلى حد ما ليكون جسمًا أسود تمامًا حول حجم أفق الحدث (أو كرة الفوتون ، لا يهم حقًا لغرض هذه التجربة الفكرية ، لأن الفوتون المجال 1.5x EH).

الآن ، دعنا نفكر في انسداد الأشياء المألوفة: القمر والشمس. لنفكر الآن أن قمرنا سيكون ثقبًا أسود. بالحفاظ على حجمها الحالي ، يجب أن يكون لها كتلة في نطاق حوالي 500 كتلة شمسية - كبيرة جدًا بالنسبة لـ BH. سيكون أيضًا في مدار قريب جدًا من شمسنا ؛ قريبًا جدًا ، من المحتمل أن يأكله Moon-BH قريبًا نسبيًا. أيضًا ، سنلاحظ أن هذا النظام قريب جدًا.

ولكن حتى في هذه الحالة ، سنظل نرى الشمس في معظم الأوقات دون عائق. الانسداد يعني امتصاص الضوء ، وبالتالي ليس هناك الكثير من هذا يحدث.

يمكن حساب مقدار امتصاص الضوء من النجم من خلال معرفة نسبة مساحة سطح الثقب الأسود إلى مساحة سطح كرة مع نصف قطر يساوي المسافة بين النجم والثقب الأسود. في معظم الحالات ، ستستخدم كيلومترات مربعة لمنطقة BH وسنوات ضوئية مربعة للكرة. وهو ما يماثل تمامًا مقارنة كتلة الذرة المفردة بالجرام.

بالنسبة للسؤال الثاني ، لا يساهم تألق النجوم كثيرًا في درجة حرارة الفضاء ، لذلك سيهيمن CMB على هذا الأمر حتى وقت بعيد جدًا في المستقبل ، عندما تختفي جميع النجوم بالفعل.


ما مقدار ضوء النجوم الذي تمتصه الثقوب السوداء؟ - الفلك

لدي سؤال واحد فقط حول الثقوب السوداء ، لماذا ندرسها وكيف ستفيد البشرية بأي شكل من الأشكال. بالنظر إلى الكويكبات ، من الممكن أن يصطدم المرء بالأرض ، لذلك يجب أن نفكر فيها ، ولكن لماذا الثقوب السوداء؟

أعتقد أنه من الصحيح أنه من غير المحتمل أن يكون هناك أي حدث في المستقبل القريب يهدد حياة الإنسان التي تنطوي على الثقوب السوداء. ومع ذلك ، إذا كانت هذه هي المعايير التي بنينا عليها ما يجب أن ندرسه ، فلن يكون هناك أجهزة كمبيوتر لي لأخبرك بذلك! هناك العديد من الأشياء التي تفيد البشرية ، وأعتقد بقوة أن أحدها هو البحث عن المعرفة. أعتقد أن معظم الناس يتفقون على أن الفن من أجل الفن يفيد البشرية ، فلماذا لا يكون العلم من أجل العلم!

قد تكون الثقوب السوداء أيضًا أساسية لفهم الجاذبية بشكل صحيح وهو أمر مفيد للغاية. في الواقع ، من الضروري تضمين التصحيحات من النسبية العامة (التي تم فهمها بشكل أفضل من خلال دراسة الثقوب السوداء) إلى أقمار تحديد المواقع العالمية من أجل جعلها دقيقة لأكثر من بضعة أمتار. قد يساعد هذا في النهاية المكفوفين على التمتع بمستوى معيشي أفضل وأعتقد أنه تم استخدامه بالفعل لإنقاذ الأشخاص المفقودين.

عن المؤلف

كارين ماسترز

كانت كارين طالبة دراسات عليا في جامعة كورنيل من 2000-2005. واصلت العمل كباحثة في استطلاعات المجرات للانزياح الأحمر في جامعة هارفارد ، وهي الآن عضوة في الكلية في جامعة بورتسموث في بلدها الأم في المملكة المتحدة. ركزت أبحاثها مؤخرًا على استخدام مورفولوجيا المجرات لإعطاء أدلة على تكوينها وتطورها. هي عالمة المشروع لمشروع Galaxy Zoo.


الثقوب السوداء تنحني الضوء بطريقة "خاطئة"

قد يؤدي تأثير الانكسار إلى تشويه نتائج علماء الفلك.

يقترح علماء الرياضيات أن علماء الفلك قد يسيئون تفسير ملاحظاتهم عن النجوم البعيدة.

يقول الباحثون إن ضوء النجوم قد ينثني في اتجاهات غريبة عندما يمر بالقرب من ثقب أسود دوار ، مما يؤدي بشكل غير متوقع إلى تغيير الموقع الظاهري لمصدره في السماء. السبب هو ظاهرة تم اكتشافها مؤخرًا تسمى الانكسار السلبي ، ولا يزال الفيزيائيون يكافحون من أجل فهمها.

قام علماء الفلك بالفعل بضبط ملاحظاتهم لمراعاة حقيقة أن الضوء ينحني بواسطة أجسام ضخمة مثل الثقوب السوداء ، وهو تأثير يسمى عدسة الجاذبية. لكن أخليش لاختاكيا ، عالم الرياضيات في جامعة ولاية بنسلفانيا في يونيفرسيتي بارك ، درس ما يحدث عندما يدور ثقب أسود. في هذه الحالة ، ينحني الضوء في الاتجاه المعاكس لما تنبأت به النظرية التقليدية.

يقول توم ماكاي من جامعة إدنبرة بالمملكة المتحدة ، والذي عمل مع لاختاكيا في التحليل ، المنشور على الإنترنت في: "القياسات الفلكية ، خاصة تلك المتعلقة بالثقوب السوداء والأجسام النجمية الضخمة الأخرى ، تحتاج إلى إعادة تفسير دقيقة". رسائل الفيزياء أ 1 .

يعد الانكسار السلبي أمرًا جديدًا في علم الفلك ، ولكنه تسبب في إحداث ضجة في علم المواد في السنوات الأخيرة. عندما يعبر الضوء حدًا ما ، فإنه ينثني بطريقة مميزة وهذا هو السبب في أن المجذاف المغمور في الماء يبدو كما لو كان الجزء المغمور مائلًا نحو السطح.

لكن في عام 2001 ، أظهر باحثون أمريكيون أن بعض المواد الاصطناعية تحني الضوء في الاتجاه المعاكس 2. إذا كان للماء هذه الخاصية ، فإن المجذاف المغمور سيبدو بعيدًا عن السطح.

دفع هذا الوحي إلى موجة من الأبحاث ، ركز معظمها على فهم وتطوير مواد الانكسار السلبية. ويشير ماكاي إلى أن "هذه هي بالضبط نفس الظاهرة".

في العام الماضي ، أظهر ماكاي ولاختاكيا أن الانكسار السالب يمكن أن يحدث في الفراغ ، بشرط أن يكون لحقل الجاذبية في المنطقة الخصائص الصحيحة. الآن ، حددوا شيئًا يلبي هذه المتطلبات: ثقب أسود دوار. يضيف ماكاي أن النجوم الدوارة الكبيرة جدًا سيكون لها نفس التأثير.

قد يجبر هذا علماء الفلك على إعادة التفكير في بعض ملاحظاتهم. يقول ماكاي: "قد يكون انحراف الضوء كبيرًا". من الناحية النظرية ، يمكن لضوء النجوم أن يدور بزاوية 90 درجة ، مما يضع النجم على ما يبدو في جزء مختلف تمامًا من السماء. ويضيف ماكاي: "كلما ابتعد الكائن ، زاد احتمال تداخل هذه التأثيرات مع الملاحظات".

ومع ذلك ، يتساءل بعض الباحثين عن مدى تأثير التأثير في الممارسة العملية. يصف ماتياس بارتلمان ، عالم الفيزياء الفلكية النظرية بجامعة هايدلبرغ بألمانيا ، ورقة ماكاي ولاختاكيا بأنها مثيرة جدًا للاهتمام. يقول: "لكنني أشك في الأهمية الفلكية". يشير بارتيلمان إلى أن التأثير سيقتصر على مناطق صغيرة من الفضاء ، حيث يمكن أن يحدث فقط في المناطق التي يكون فيها مجال الجاذبية قويًا للغاية.

ومع ذلك ، يمكن أن يجد التأثير استخدامات أخرى. يناقش علماء الفلك النظريون حاليًا ما إذا كان الثابت الكوني ، وهو رقم رئيسي في المعادلات التي تصف تطور الكون ونموه ، إيجابيًا أم سلبيًا. يقول ماكاي إن الانكسار السالب لا يمكن أن يحدث إلا إذا كان الثابت موجبًا ، لذا فإن التحقق التجريبي من هذا الانكسار يمكن أن يساعد في حسم الجدل.


تصور الثقوب السوداء

هناك طريقة بسيطة جدًا يمكنك من خلالها تخيل هذا السيناريو. افترض أنك تطفو فوق سطح مستو. ضع كرة جولف عليها. ينحني السطح قليلاً تحت الوزن. الآن ضع كرة البولينج في مكان قريب. سيبدأون في التدحرج نحو بعضهم البعض. هذه هي الجاذبية!

ضع أثقل كرة جولف يمكنك تخيلها على السطح. هذه الكرة ثقيلة جدًا لدرجة أنك لا تستطيع أن ترى إلى أي مدى يذهب الانحناء أسفل الكرة. هذا هو ثقب أسود؟


كيف يمكن أن تتألق الثقوب السوداء؟

منظر فني لثقب أسود مشع. الائتمان: ناسا

نسمع أن الثقوب السوداء تمتص كل الضوء الذي يسقط فيها. ومع ذلك ، نسمع عن وجود ثقوب سوداء تتألق بشكل ساطع بحيث يمكننا رؤيتها في منتصف الطريق عبر الكون. ماذا يحدث هنا؟ والذي هو؟

أتذكر مرة أخرى إلى الحلقة الكلاسيكية من دليل الفضاء ، حيث قدمت شرحًا رائعًا وموجزًا ​​للغاية لماهية الكوازار. ألا تتذكر تلك الحلقة؟ حسنًا ، لقد كان رائعًا. فقط ممتاز. حسنًا ، المتهربون ، دعنا نلخص.

النجوم الزائفة هي ألمع الأجسام في الكون ، ويمكن رؤيتها عبر مليارات السنين الضوئية. من المحتمل أن تبيض الحياة من كل شيء في طريق شعاع الإشعاع من منارة الموت. تحدث عندما يتغذى الثقب الأسود الهائل بنشاط على المادة ، ويطلق جبلًا من الإشعاع. الثقوب السوداء ، بالطبع ، هي مناطق في الفضاء بها مثل هذه الجاذبية الشديدة حيث لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء نفسه ، الهروب.

لكن انتظر ، ليس بهذه السرعة فريزر كاين. أدعو الخدع. إذا كانت الثقوب السوداء تمتص كل الإشعاع الذي يسقط عليها ، فكيف يمكن أن تكون ساطعة؟

أنت ، فريزر قابيل في الأيام الماضية ، لا يمكنك أن تحصل عليه في كلا الاتجاهين. إنها إما دوامة من الدمار الشامل تلتهم كل المادة والضوء الذي يسقط فيها أو بالتناوب يمكن للضوء الهروب ، والذي لا يزال يبدو جيدًا. أعني ، يمكن أن يكون المكان حيث لا يمكن للأشياء الهروب ، باستثناء الضوء.

إذا اعترفت بأنك في الماضي كنت مخطئًا ، فسنضعك في مخروط العار الزمني ونمضي قدمًا في الحلقة. حق؟ حق؟ خاطئ.

دعونا نراجع. الثقوب السوداء هي وحوش معقدة مرعبة لها طبقات عديدة. وأنا لا أعني ذلك في بعض Choprian المجردة "العديد من الروابط على العديد من المستويات المختلفة". إنهم gobstopper من نمط hellscape بأسلوب Sam Neill Event Horizon. دعونا نلقي نظرة على تشريح الثقب الأسود ، ويجب أن يقع كل شيء في مكانه ، بما في ذلك الرعب.

التفرد هو قلب الثقب الأسود. هذه هي منطقة المادة المضغوطة التي اعتادت أن تكون نجمًا ، أو في حالة وجود ثقب أسود فائق الكتلة ، تبلغ كتلة النجم ملايين أو مليارات المرات. ليس لدى علماء الفلك أي فكرة عن شكل التفرد أو سلوكه ، لأن فهمنا للفيزياء ينهار تمامًا ، جنبًا إلى جنب مع بقية أدمغتنا.

من الممكن أن تكون التفرد مجالًا من مادة غريبة ، أو ربما تنضغط باستمرار إلى حجم صغير للغاية. يمكن أن يكون أيضًا فطيرة لحم خنزير. لن نعرف أبدًا ، لأنه لا شيء يسير بالسرعة الكافية للهروب من الثقب الأسود ، ولا حتى الضوء.

ربما تحتاج إلى أن تهرب 10 أضعاف سرعة الضوء للهروب. أو ربما تريليون ضعف سرعة الضوء. مما يجعل الأمر سهلاً على حد علمنا ، فلا شيء يمكن أن يكون أسرع من سرعة الضوء ، وبالتالي لا شيء يهرب.

كلما ابتعدت عن التفرد ، تقل قوة الجاذبية. في البداية ، سيتطلب الأمر أن تذهب أسرع من الضوء. ستصل أخيرًا إلى نقطة محددة جدًا تكون فيها سرعة الهروب هي بالضبط سرعة الضوء. هذا هو أفق الحدث ، وهو مسافة مختلفة عن التفرد مع كل ثقب أسود. هذا هو الخط. في أفق الحدث ، يكون الضوء محكومًا عليه ، خارج أفق الحدث ، يمكنه الهروب. هذه هي قشرة الحلوى الصلبة التي تحيط بكابوس الفيزياء الذي لا يمكن تصوره.

رسم توضيحي لـ Cygnus X-1 ، ثقب أسود آخر ذو كتلة نجمية يقع على بعد 6070 ليتر. الائتمان: NASA / CXC / M. Weiss

لذلك عندما نرى ثقوبًا سوداء لامعة ، مثل الكوازار ، فإننا في الواقع لا نرى ضوءًا قادمًا من داخل الثقب الأسود نفسه أو ينعكس على سطحه. ما نراه هو المادة التي تتراكم خارج أفق الحدث. على الرغم من الجوع الشديد ، فإن عيون الثقوب السوداء أكبر بكثير من معدتها ، ويمكنها فقط أن تتغذى بسرعة. تتراكم الأشياء الزائدة حول وجه الثقب الأسود وتشكل قرصًا كبيرًا من المواد ، مثلي تمامًا في بيتزا هت بسعر 5 دولارات ، كل ما يمكنك تناوله في البوفيه. تسخن هذه البيتزا حتى تصبح مثل جوهر النجم ، وتبدأ في إطلاق الإشعاع في الفضاء.

بالمناسبة ، كل ما قلته هو للثقوب السوداء غير الدوارة. سيوضح الفيزيائيون دائمًا هذه النقطة بتركيز كبير. ابقوا على تعليقاتكم الغاضبة من علماء الفيزياء الفلكية ، لأنني قلت كلمة شفرة استرضاء قاطع الأحجار السحرية ، "غير الدورية".

صورة WFPC2 لقرص حلزوني الشكل من الغاز الساخن في قلب المجرة النشطة M87. تُظهر قياسات HST أن القرص يدور بسرعة كبيرة بحيث يحتوي على ثقب أسود هائل في مركزه.

بالطبع ، الثقوب السوداء تدور ، ويمكن أن تدور بسرعة الضوء تقريبًا. وهذا الدوران يغير طبيعة أفق الحدث للثقب الأسود بطرق تجعل الرياضيات الصعبة أكثر صعوبة. كل هذا الدوران يولد مجالات مغناطيسية قوية حول الثقب الأسود ، والتي تركز دفعات من المواد التي تنفجر لمئات الآلاف من السنين الضوئية. عندما نرى هذه النجوم الزائفة الساطعة ، فإننا نحدق مباشرة في هذه النفاثات بعيوننا الصغيرة الدقيقة.

إذن كيف يمكننا رؤية الضوء القادم من الثقوب السوداء عندما تمتص الثقوب السوداء كل الضوء؟ إنه لا يأتي من الثقوب السوداء. إنه قادم من منطقة الخردة شديدة الحرارة حول الثقب الأسود. ومع ذلك ، فإن أي شيء يقع في أفق الحدث ، سواء كان خفيفًا ، أو خردة ، أو أنت ، أو أنا ، أو Grumpy Cat لن يتم رؤيته مرة أخرى.


الثقوب السوداء: كل ما تعتقد أنك تعرفه خطأ

إذا كان معظم الناس يعرفون شيئًا واحدًا عن الثقوب السوداء ، فمن المحتمل أنهم يعرفون أنه لا شيء يمكن أن يهرب منها ، ولا حتى الضوء.

ومع ذلك ، فإن هذا المبدأ الأساسي حول الثقوب السوداء قد تم دحضه بالفعل من خلال نظرية ميكانيكا الكم ، كما يوضح الفيزيائي النظري إدوارد ويتن من معهد الدراسات المتقدمة في برينستون ، نيوجيرسي ، في مقال نُشر على الإنترنت اليوم (2 أغسطس) في مجلة العلوم .

الثقوب السوداء ، في الصورة الكلاسيكية للفيزياء ، هي أجسام كثيفة بشكل لا يصدق حيث يكون المكان والزمان مشوهين للغاية بحيث لا يمكن لأي شيء الهروب من قبضتها على الجاذبية. في مقال آخر في نفس العدد من مجلة Science ، يصفها عالم الفيزياء النظرية كيب ثورن Kip Thorne من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بأنها "أشياء مصنوعة كليًا وفقط من الزمكان المنحني".

ومع ذلك ، يبدو أن هذه الصورة الأساسية تتعارض مع قوانين ميكانيكا الكم ، التي تحكم أصغر عناصر الكون.

"ما تحصل عليه من النسبية العامة الكلاسيكية ، وأيضًا ما يفهمه الجميع عن الثقب الأسود ، هو أنه يمكن أن يمتص أي شيء يقترب ، لكن لا يمكنه إصدار أي شيء. لكن ميكانيكا الكم لا تسمح بوجود مثل هذا الكائن ، "قال ويتن في البودكاست العلمي لهذا الأسبوع.

وأوضح ويتن أنه في ميكانيكا الكم ، إذا كان التفاعل ممكنًا ، فإن التفاعل المعاكس ممكن أيضًا. يجب أن تكون العمليات قابلة للعكس. وبالتالي ، إذا كان من الممكن أن يبتلع ثقب أسود شخصًا ما لإنشاء ثقب أسود أثقل قليلاً ، فيجب أن يكون الثقب الأسود الثقيل قادرًا على بصق شخص ما ويصبح ثقبًا أسود أخف قليلاً. ومع ذلك ، من المفترض ألا يفلت شيء من الثقوب السوداء. [صور: ثقوب الكون السوداء]

لحل هذه المعضلة ، نظر الفيزيائيون إلى فكرة الانتروبيا ، أو قياس الفوضى أو العشوائية. تنص قوانين الديناميكا الحرارية على أنه في العالم العياني ، من المستحيل تقليل إنتروبيا الكون و [مدش] يمكن أن تزيد فقط. إذا سقط شخص ما في ثقب أسود ، فإن الإنتروبيا ستزداد. إذا عاد الشخص للخروج منه ، فسوف ينخفض ​​عدد الأنتروبيا العالمية. للسبب نفسه ، يمكن أن ينسكب الماء من الكوب على الأرض ، لكنه لن يتدفق من الأرضية إلى الكوب.

يبدو أن هذا المبدأ يفسر سبب عدم إمكانية عكس عملية سقوط المادة في الثقب الأسود ، ومع ذلك فهي تنطبق فقط على المستوى الماكروسكوبي.

اشتهر الفيزيائي ستيفن هوكينغ بإدراكه أن الأشياء على المستوى الميكانيكي الكمومي المجهري تستطيع الهروب من الثقوب السوداء. وتنبأ بأن الثقوب السوداء ستصدر جزيئات تلقائيًا في عملية أطلق عليها اسم إشعاع هوكينغ. وهكذا ، دحضت ميكانيكا الكم أحد المبادئ الأساسية للثقوب السوداء: لا يمكن لأي شيء الهروب.

وأوضح ويتن: "على الرغم من أن الثقب الأسود لن ينبعث منه مطلقًا رائد فضاء أو طاولة أو كرسي ، إلا أنه من الناحية العملية يمكن أن ينبعث منه بالتأكيد جسيمًا أوليًا عاديًا أو ذرة".

ومع ذلك ، لم يلاحظ العلماء بعد إشعاع هوكينغ.

كتب ويتن: "لسوء الحظ ، فإن الثقوب السوداء الفيزيائية الفلكية المعتادة ، التي تكونت من انهيار نجمي أو في مراكز المجرات ، كبيرة جدًا وبعيدة جدًا عن التفاصيل المجهرية لتكون ذات صلة".

مقال ويتن هو واحد من خمس أوراق بحثية جديدة في العلوم هذا الأسبوع تلخص حالة أبحاث الثقوب السوداء.


اكتشف علماء الفلك ثلاثة ثقوب سوداء هائلة الحجم في NGC 6240

يحتوي NGC 6240 ، وهو نظام مجري قريب تمت دراسته جيدًا في عملية الاندماج ، على ثلاثة ثقوب سوداء فائقة الكتلة في قلبه ، اثنتان منها نشطة وكتلة كل منها حوالي 90 مليون كتلة شمسية ، وفقًا لدراسة نُشرت في المجلة. علم الفلك والفيزياء الفلكية.

تحتوي NGC 6240 على ثلاثة ثقوب سوداء فائقة الكتلة في قلبها: الثقب الأسود الشمالي (N) نشط وكان معروفًا قبل أن تظهر الصورة المكبرة الجديدة عالية الدقة أن المكون الجنوبي يتكون من ثقبين أسودين فائق الكتلة (S1 و S2) يشير اللون الأخضر إلى توزيع الغاز المتأين بالإشعاع المحيط بالثقوب السوداء ، بينما توضح الخطوط الحمراء ملامح ضوء النجوم من المجرة ويقابل طول الشريط الأبيض 1000 سنة ضوئية. ائتمان الصورة: P. Weilbacher ، معهد Leibniz للفيزياء الفلكية ، بوتسدام / ناسا / ESA / Hubble Heritage / STScI / AURA / Hubble Collaboration / A. Evans ، جامعة فيرجينيا ، شارلوتسفيل / NRAO / جامعة ستوني بروك.

NGC 6240 عبارة عن نظام لدمج المجرات على بعد حوالي 400 مليون سنة ضوئية في كوكبة Ophiuchus.

يمتد على 300000 سنة ضوئية وله شكل ممدود مع خصلات متفرعة وحلقات وذيول.

حتى الآن ، افترض علماء الفلك أنها تشكلت نتيجة اصطدام مجرتين ، وبالتالي تحتوي على ثقبين أسودين في قلبها.

قال البروفيسور ولفرام كولاتشني ، عالم الفلك في جامعة غوتنغن: "من خلال ملاحظاتنا بدقة مكانية عالية للغاية ، تمكنا من إظهار أن NGC 6240 لا يستضيف ثقوب سوداء ضخمة بل ثلاثة ثقوب في مركزها".

"لكل من الثلاثة ثقيلة الوزن كتلة تزيد عن 90 مليون شمس."

"تقع في منطقة من الفضاء يبلغ عرضها أقل من 3000 سنة ضوئية ، أي في أقل من مائة من الحجم الإجمالي للمجرة."

لاحظ البروفيسور كولاتشني وزملاؤه NGC 6240 باستخدام أداة المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) على تلسكوب كبير جدًا (VLT) التابع لـ ESO.

قال الدكتور بيتر ويلباكر ، الباحث في معهد لايبنيز للفيزياء الفلكية في بوتسدام: "حتى الآن ، لم يتم اكتشاف مثل هذا التركيز لثلاثة ثقوب سوداء فائقة الكتلة في الكون".

"تقدم القضية الحالية دليلاً على عملية دمج متزامنة لثلاث مجرات مع ثقوبها السوداء المركزية."

وفقًا للفريق ، فإن اكتشاف نظام الثقب الأسود الفائق الثلاثي له أهمية أساسية لفهم تطور المجرات بمرور الوقت.

"حتى الآن لم يكن من الممكن شرح كيف تشكلت المجرات الأكبر والأكثر ضخامة ، والتي نعرفها من بيئتنا الكونية في" الوقت الحاضر "، فقط من خلال تفاعل المجرات العادي وعمليات الدمج على مدار 14 مليارًا سابقة. قال العلماء.

ومع ذلك ، إذا حدثت عمليات اندماج متزامنة للعديد من المجرات ، فإن أكبر المجرات بثقوبها السوداء فائقة الكتلة كانت قادرة على التطور بشكل أسرع بكثير. وقال الدكتور ويلباتشر: "ملاحظاتنا تقدم المؤشر الأول على هذا السيناريو".

دبليو كولاتشني وآخرون. 2019. NGC 6240: نظام ثلاثي النواة في حالة الدمج المتقدمة أو النهائية. أ & أمبير، في الصحافة doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201936540


كيف تعمل الثقوب السوداء حقًا؟

اعتمد الخيال العلمي في كثير من الأحيان على مفهوم الثقوب السوداء كأداة مؤامرة ، ورسمها كبوابات لأكوان أخرى أو كوسيلة للسفر عبر الزمن. لكن ماذا يحدث عندما نخرج الخيال منه؟ ما الذي يحدث حقًا داخل تلك الكيانات البعيدة المرعبة؟

باختصار ، الثقوب السوداء هي حفر ضخمة من الجاذبية تعمل على ثني الزمكان بسبب مراكزها الكثيفة بشكل لا يصدق ، أو التفردات.. عندما يموت النجم ينهار بسرعة نحو الداخل. عندما ينهار النجم ، ينفجر في مستعر أعظم - طرد كارثي لمواده الخارجية. يستمر النجم المحتضر في الانهيار حتى يصبح متفردا - شيء يتكون من حجم صفري وكثافة لانهائية. هذا التناقض الذي يبدو مستحيلًا هو الذي يتسبب في تكوين ثقب أسود.

الكثافة القصوى للفردية الجديدة تسحب كل شيء نحوها ، بما في ذلك الزمكان. الزمكان ، بالمعنى الأساسي للغاية ، هو اتحاد المكان والزمان كسلسلة متصلة واحدة رباعية الأبعاد. لذا ، ماذا يحدث إذا ثنيها؟ حسنًا ، إذا كنت ستختبر ثقبًا أسود عن قرب ، فمن المؤكد أن الوقت سيتحرك بشكل مختلف كثيرًا عن الطريقة التي يحدث بها هنا على الأرض. إذا كنت تتخيل الزمكان كمستوى مسطح معلق من Silly Putty ، فإن إنشاء التفرد سيكون مثل وضع الرخام في المركز. سوف ينحني الرخام الطائرة إلى أسفل بشكل كبير ، مما يطيل أي تفاعل مع الطائرة نحو الرخام. يحدث الشيء نفسه مع الثقوب السوداء ، على الرغم من أن التشويه الذي قد تتعرض له سيكون أشد قليلاً من أي شيء يمكن أن يولده Silly Putty.

عند حافة الثقب الأسود ، أو أفق الحدث ، يبدأ الوقت في التباطؤ الفلكي. كلما ابتعدت عن الثقب الأسود ، أصبح الوقت أكثر تشويشًا. تقترح بعض النظريات أنه إذا تمكنت من النجاة من الدخول الأولي إلى الثقب الأسود ، فإن الداخل سينتج صورًا للمستقبل والماضي دفعة واحدة - وهي فكرة تتفق مع نظرية الأكوان المتعددة للكون. في حين أن هذا مفهوم مثير للاهتمام - ولا شك في أصل العديد من مفضلات الخيال العلمي - بسبب عدم إمكانية الوصول إلى الثقوب السوداء ، لا توجد طريقة معروفة لاختباره. ومع ذلك ، فإن ما هو مقبول بشكل عام هو أنه بسبب تشويه الثقب الأسود للتواصل المكاني والزماني ، فإن الوقت في قاعدة أفق الحدث الخاص به يمر أبطأ بكثير من الوقت على الأرض.

يصعب العثور على الثقوب السوداء ، ولكن إذا لم تجد ثقبًا فحسب ، بل دخلت بداخله أيضًا ، فستكتشف أنها قاتلة. تسحب قوة الجاذبية الشديدة من التفرد بمعدلات مختلفة ، اعتمادًا على الموقع بالنسبة للمركز ، والذي يمكن أن ينتج عنه تأثير "سباغيتيتيشن" على أي جسم مؤسف بما يكفي ليتم القبض عليه بداخله. تمامًا كما توحي الكلمة ، فإن السباغيتي يطيل الكائن المعني بحيث يشبه السباغيتي.

قد لا نتمكن أبدًا من إثبات ما يحدث بالضبط داخل الثقوب السوداء ، على الرغم من أن العديد من العلماء يربطون بين التفردات ونظرية الانفجار العظيم ، التي تقترح أن كوننا قد انفجر إلى الوجود مما كان يمكن أن يكون تفردًا.


كيف يمتص الأسود كل الأطوال الموجية؟

الشيء الذي يبدو أسودًا قد يمتص فقط المرئية نطاق. أطلق بعض الموجات الراديوية عليها وقد تمر مباشرة من خلالها ، مما يجعلها شفافة.

بعبارة أخرى ، إذا تم تكييف بصرنا لرؤية موجات الراديو بدلاً من المرئية ، سيبدو العالم في مكان مختلف تمامًا ، وستظهر العديد من الأشياء غير المعدنية شفافة ، وستضاء السماء باستمرار بإشارات الراديو والتلفزيون التي ترتد حولها. .

الشيء الذي يبدو أسودًا قد يمتص فقط المرئية نطاق. أطلق بعض الموجات الراديوية عليها وقد تمر مباشرة من خلالها ، مما يجعلها شفافة.

بعبارة أخرى ، إذا تم تكييف بصرنا لرؤية موجات الراديو بدلاً من المرئية ، سيبدو العالم في مكان مختلف تمامًا ، وستظهر العديد من الأشياء غير المعدنية شفافة ، وستضاء السماء باستمرار بإشارات الراديو والتلفزيون التي ترتد حولها. .

هنا مقال مثير للاهتمام حول رؤية الببغاوات وكيفية استخدامها


سؤال غريب .. أعلم أنه يمكننا استخدام معدات للرؤية بالأشعة تحت الحمراء ، لكن الصورة تستخدم فقط طيفنا الملموس لإعطاء صورة لما سيبدو عليه ذلك. بمعنى أن الجهاز يعرض لنا صورة باستخدام اللون الأحمر المرئي وهو ليس اللون الفعلي للأشعة تحت الحمراء. هل تلك الموجات الموجودة على الجزء غير المرئي من ألوان الطيف لا يمكننا فهمها؟ هل ترى الحيوانات الأخرى ألوانًا لا نمتلكها (ولا يمكننا) في صندوق كرايولاس الخاص بنا؟

إلى الملصق الأصلي: أعتقد أنك بحاجة إلى النظر إلى المشكلة في الاتجاه المعاكس: يظهر اللون الأسود لنا على أنه أسود لأن تمتص جميع الأطوال الموجية. لا يوجد سبب حقيقي للأشياء "السوداء" للقيام بذلك ، إنها حقيقة يفعلونها ، وهذا يجعلها تبدو لنا على أنها سوداء.

لا يزداد انعكاس الزجاج إذا وضعت خلفه جسمًا أسود ، فهذا مجرد وهم بصري (أعتقد أنه يعمل بشكل جيد مع جميع الألوان الصلبة الأخرى). إذا لم يكن هناك جسم أسود ولكن هناك مجموعة متنوعة من الأشياء خلف الزجاج ، فمن الصعب على أعيننا التركيز على الانعكاس في الزجاج والأشياء الموجودة خلف الزجاج في وقت واحد. إذا حاولت جاهدًا حقًا ، يمكنك التركيز على الانعكاس وسترى أنه مرئي تمامًا كما لو كان مع كائن أسود خلفه.
مع وجود الكائن الأسود خلفه ، لا يوجد شيء يمكن لعينيك التركيز عليه خلف الزجاج ، لذا فإن رد فعلنا الطبيعي هو التركيز على الانعكاس ، مما يجعله يبدو أكثر وضوحًا.


إلى "blipped":
يمكن اعتبار الموجات الموجودة على الجزء غير المرئي من الطيف ألوانًا ، لكني أرغب في رؤية تعريف "اللون" أولاً. أعتقد أن اللون هو ما يبدو لنا على أنه الطيف المرئي. لا يمكننا رؤية الأشعة تحت الحمراء أو فوق البنفسجية على سبيل المثال ، ولكن إذا تمكنا من رؤيتها فلا يمكننا تحديد شكلها. ربما أطلقنا على الأشعة تحت الحمراء الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.

نعم ، يمكن للعديد من الحيوانات أن ترى أطوال موجية أكثر منا على حد علمي.

إلى "blipped":
يمكن اعتبار الموجات الموجودة على الجزء غير المرئي من الطيف ألوانًا ، لكني أرغب في رؤية تعريف "اللون" أولاً. أعتقد أن اللون هو ما يبدو لنا على أنه الطيف المرئي. لا يمكننا رؤية الأشعة تحت الحمراء أو فوق البنفسجية على سبيل المثال ، ولكن إذا تمكنا من رؤيتها فلا يمكننا تحديد شكلها. ربما أطلقنا على الأشعة تحت الحمراء الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.

نعم ، يمكن للعديد من الحيوانات أن ترى أطوال موجية أكثر منا على حد علمي.

تجربة فكرية. ليس حقا أسئلة الفيزياء بالرغم من ذلك.

نرى اللون بالنسبة إلى الكائن الموجود عليه ، مثل ورقة أو تراب ، وما إلى ذلك. يمتلك دماغنا القدرة على معالجة هذه الألوان لأن أعيننا قادرة على استيعابها. إذا تجاوزنا العين وأرسلنا إشارات من صورة في ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، كيف سيتعامل معها دماغنا؟

تجربة فكرية. ليس حقا أسئلة الفيزياء بالرغم من ذلك.

نرى اللون بالنسبة إلى الكائن الموجود عليه ، مثل ورقة أو تراب ، وما إلى ذلك. يمتلك دماغنا القدرة على معالجة هذه الألوان لأن أعيننا قادرة على استيعابها. إذا تجاوزنا العين وأرسلنا إشارات من صورة في ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، كيف سيتعامل معها دماغنا؟

أنا لست خبيرًا في الأدمغة حقًا ، لكني أعتقد أن هذا يعتمد تمامًا على نوع الإشارات التي نرسلها. ترسل الألوان الحمراء إشارة مختلفة عن اللون الأزرق على سبيل المثال. إذا أرسلت ضوء الأشعة فوق البنفسجية كإشارات زرقاء اللون ، فإننا نرى الضوء الأزرق.

قد ترغب في إرسال ضوء الأشعة فوق البنفسجية "كإشارات للأشعة فوق البنفسجية" ولكن ماذا ستكون؟ أعتقد أنه سيكون من الممكن إرسال إشارات الضوء الأحمر لأننا نعرف ما هو اللون الأحمر ويمكننا أن نرى ما إذا كانت الإشارات تنتج بالفعل ضوءًا أحمر. نظرًا لأننا لا نعرف كيف يبدو ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، فلا أعتقد أنه يمكننا إرسال إشارات ثم نتوقع رؤية ضوء الأشعة فوق البنفسجية.