Est-il possible de voir un trou noir? Pourrons-nous un jour?

Confuses les trous noirs sont confrontés à deux fondamentaux de la théorie décrivant notre monde. Il existe des trous noirs en fait? Il semble que oui. Est-il possible d'autoriser les problèmes fondamentaux qui apparaissent lors de l'examen du trou noir? Inconnue. Pour voir ce que les scientifiques ont affaire, vous aurez un peu de se plonger dans l'histoire de l'étude de ces étranges objets. Et nous commençons avec le fait que de toutes les forces qui existent dans la physique, il en est un que nous ne comprenons pas du tout: la gravité.

La Gravité est le point d'intersection de la physique fondamentale et de l'astronomie, de la frontière, sur laquelle sont confrontés à deux les plus fondamentaux de la théorie décrivant notre monde: la théorie quantique et la théorie de l'espace-temps et de la gravitation d'Einstein, elle-même une théorie générale de la relativité.

les trous Noirs et de la gravité

Ces Deux théories semblent incompatibles. Et ce n'est même pas un problème. Ils existent dans les différents mondes, la mécanique quantique décrit très faible, et la théorie de la relativité générale décrit très grand.

Lorsque vous arrivez à très petite échelle et d'une extrême gravité, ces deux théories se heurtent et, d'une certaine façon l'un d'eux s'avère mauvais. En tout cas, il faut partir de la théorie.

Mais il y a dans l'Univers un endroit où nous pourrions réellement témoigner de ce problème, et même peut-être à résoudre: la frontière du trou noir. C'est ici que nous rencontrons la plus extrême gravité. Seulement voilà il y a un problème: personne n'a jamais «vu» un trou noir.

Qu'est-ce qu'un trou noir?

Imaginez que tout le drame dans le monde physique se déroule dans le théâtre de l'espace-temps, mais la gravité est la seule force qui change en fait un théâtre, dans lequel joue.

La Force de gravité contrôle de l'Univers, mais peut même être une force dans le sens traditionnel du terme. Einstein a décrit comme une conséquence de la déformation de l'espace-temps. Et, peut-être qu'elle ne s'inscrit pas dans le modèle Standard de la physique des particules.

Lorsqu'une très grande étoile explose à la fin de sa durée de vie, de plus en plus la partie interne s'effondre sous l'effet de sa propre gravité, car pour maintenir la pression, agissant contre la force de gravité, plus de manque de carburant. En fin de compte, la gravité est encore capable d'exercer une force similaire à cela.

La Matière коллапсирует et aucune force dans la nature ne peut pas laisser cet effondrement.

Pour un temps infini star коллапсирует dans l'infiniment petit point: la singularité, ou appelons-le de son le trou noir. Mais en un temps fini, bien sûr, étoilé le noyau коллапсирует dans quelque chose, ayant fini, et il y aura encore de posséder une énorme masse en infiniment petit. Et aussi, sera appelé le trou noir.

les trous Noirs n'est pas aspiré tout autour

Il est à noter que l'idée de ce qu'est un trou noir inévitablement засосет tout — fausse

En fait, peu importe, вращаетесь vous autour d'une étoile ou d'un trou noir, formée par des étoiles, ce n'est pas grave, si la masse reste la même. Une vieille bonne, la force centrifuge et votre moment cinétique préserveront votre sécurité et ne vous laissera pas tomber.

Et seulement quand vous allumez vos tirs de frein pour arrêter la rotation, vous commencez à tomber à l'intérieur.

Cependant, une fois que vous commencez à tomber dans le trou noir, peu à peu, vous serez à accélérer à toutes les vitesses les plus rapides, jusqu'à ce que, enfin, ne pas atteindre la vitesse de la lumière.

Pourquoi la théorie quantique et la relativité générale sont incompatibles?

À ce moment, tout le monde va à la poussière, car en vertu de la théorie de la relativité générale, rien ne peut se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière.

La Lumière est le substrat utilisé dans l'univers quantique pour l'échange de forces et de transport de l'information dans макромир. La lumière détermine à quelle vitesse vous pouvez joindre la cause et l'effet. Si vous allez déplacer plus vite que la lumière, vous serez en mesure de voir les événements et de changer les choses avant qu'elles se produisent. Et cela a deux conséquences:

• À l'endroit où vous atteignez la vitesse de la lumière, tombant à l'intérieur, vous aurez également besoin de voler à partir de ce point au plus grande vitesse, ce qui semble impossible. Par conséquent, l'ordinaire de la physique de la sagesse vous dira que rien ne peut s'échapper d'un trou noir, la rupture de cette barrière, que nous appelons aussi «horizon des événements».
• il s'ensuit que tout à coup, violé les principes de base de la conservation quantique de l'information.

Si c'est Vrai et comment pouvons-nous modifier la théorie de la gravitation (ou de la physique quantique) est une des questions qui cherchent des réponses à beaucoup de physique. Et aucun de nous ne peut dire quels arguments nous arrivons à la fin.

il Existe des trous noirs?

Évidemment, toute cette agitation serait justifiée que si les trous noirs sont vraiment existé dans cet Univers. Ainsi y a-t-il?

Au cours du siècle dernier a prouvé que certaines étoiles doubles intense de rayons x sont en fait des étoiles, коллапсировавшими dans des trous noirs.

De Plus, dans les centres des galaxies, nous trouvons souvent des preuves d'énormes, les concentrations de masse. C'est peut-être сверхмассивные version trous noirs, probablement, par le processus de fusion d'une multitude d'étoiles et de nuages de gaz qui ont plongé dans le centre de la galaxie.

La Preuve est convaincante, mais indirecte. Les ondes gravitationnelles, nous a permis de bien «entendre» la fusion de trous noirs, mais la signature de l'horizon des événements est encore insaisissable et nous n'avons jamais «vu» des trous noirs jusqu'à présent — ils tout simplement trop petite, trop loin et, dans la plupart des cas, trop noir.

à quoi ressemble le noirle trou?

Si vous regardez à droite dans un trou noir, vous verrez la plus sombre de l'obscurité, que l'on peut imaginer.

Mais l'environnement immédiat du trou noir peut être assez brillant, car les gaz spirales à l'intérieur — ralentissement en raison de la résistance des champs magnétiques qu'ils transportent.

Magnétique de la friction de gaz se réchauffe à de grandes températures de plusieurs dizaines de milliards de degrés, et commence à émettre le rayonnement ultraviolet et les rayons.

Ультрагорячие les électrons qui interagissent avec le champ magnétique dans la bande de gaza, commencent à produire intense radioirradiation. Par conséquent, les trous noirs peuvent briller et peuvent être entourés par le feu de la bague, émettant des longueurs d'onde différentes.

l'Anneau de feu noir-centre noir

Et pourtant, au cœur de l'horizon des événements saisit, comme un oiseau de proie, chaque photon qui s'adapte trop près.

Car l'espace est une énorme masse d'un trou noir, la piste de la lumière est également déformées et même forment presque des cercles concentriques autour d'un trou noir, comme les serpentins autour de la profonde vallée. Cet effet de l'anneau de lumière a été calculé déjà en 1916, le célèbre mathématicien David Gilbert, seulement quelques mois après avoir achevé sa théorie générale de la relativité.

Après plusieurs contourner le trou noir, certains rayons de lumière peuvent pas s'échapper, tandis que d'autres seront dans l'horizon des événements. Sur ce complexe chemin de la lumière, vous pouvez littéralement regarder dans un trou noir. Et «rien», qui apparaîtra à votre regard sera l'horizon des événements.

Si vous avez fait une photo d'un trou noir, vous verriez l'ombre noire entouré de brouillard lumineux de la lumière. Nous avons appelé ce trait de l'ombre d'un trou noir.

Ce Qui est remarquable, cette ombre, il semble de plus que l'on pourrait s'attendre, si l'on prend le point d'origine diamètre de l'horizon des événements. La raison en est que le trou noir agit comme un gigantesque lentille, en renforçant lui-même.

L'Environnement de l'ombre sera présentée minuscule «photoniques bague» à cause de la lumière qui tourne autour d'un trou noir presque éternellement. En outre, vous trouverez le plus d'anneaux de la lumière, apparaissant près de l'horizon des événements, mais концентрирующихся autour de l'ombre d'un trou noir à cause de l'effet de lentille.

un Fantasme ou réalité?

Si un trou noir être сущей de l'invention, que si ce n'est sur votre ordinateur, vous pouvez simuler? Ou on peut la voir dans la pratique? Réponse: peut-être.

Dans l'Univers il y a deux relativement voisines сверхмассивные les trous noirs, qui sont si grands et proches, que leurs ombres peuvent être scellés à l'aide de la technologie moderne.

Au centre de notre Voie Lactée il ya des trous noirs sur une distance de 26 000 années-lumière, avec une masse de 4 millions de fois la masse du Soleil et le trou noir dans le géant elliptique de la galaxie M87 (Messier 87) avec une masse de 3 à 6 milliards de solaires.

M87 est mille fois plus loin, mais mille fois plus massives et mille fois plus, donc les deux objets auront environ un diamètre de l'ombre projeté sur le ciel.

Voir grain de moutarde à New York de l'Europe

Par pure coïncidence, simples de la théorie du rayonnement et de prédire que pour les deux objets, le rayonnement généré près de l'horizon des événements, va rayonner sur la fréquence 230 Hz et au-dessus.

La Plupart d'entre nous sont confrontés à ces fréquences, alors seulement, nous devons passer par un scanner moderne de l'aéroport. Les trous noirs sont toujours en eux se baignent.

De ce rayonnement est très courte longueur d'onde de l'ordre du millimètre — qui est facilement absorbé par l'eau. Pour que le télescope puisse observer spatiales les ondes millimétriques, il doit être placé en haut à sec de la montagne, pour éviter l'absorption du rayonnement dans la troposphère de la Terre.

En fait, nous avons besoin de mm le télescope, qui peut voir un objet de la taille de grain de moutarde à New York, à partir de n'importe où dans les pays-bas. Ce télescope sera mille fois la vigilance du télescope spatial «Hubble», pour la bande d'ondes millimétriques, ce type de télescope sera à l'océan Atlantique ou plus.

un télescope Virtuel de la Terre

Heureusement, nous n'avons pas besoin de couvrir la Terre d'un seul радиотарелкой, parce que nous pouvons construire un télescope virtuel avec la même résolution, en combinant les données des télescopes dans les montagnes de différentes sur toute la Terre.

Cette méthode est appelée апертурным la synthèse et à très longue base интерферометрией (VLBI). L'idée est assez ancienne et éprouvée de plusieurs décennies, mais seulement maintenant, il est devenu possible d'appliquer à haute fréquence.

Les Premiers succès des expériences ont montré que la structure de l'horizon des événements peuvent être étudiés dans de telles fréquences. Maintenant, il ya tout le nécessaire pour la conduite d'une expérience à grande échelle.

les Travaux sont déjà en cours

Le Projet BlackHoleCam est un projet européen en finale de l'image, la mesure et la compréhension des trous noirs astrophysiques. Le projet européen est de l'коллаборации du consortium Event Horizon Telescope, qui comprend plus de 200 scientifiques de l'Europe, des Amériques, d'Asie et d'Afrique. Ensemble, ils veulent faire la première photo d'un trou noir.

En avril 2017, ils ont observé le centre galactique et M87 huit télescopes sur six différents dans les montagnes de l'Espagne, de l'Arizona, Hawaii, le Mexique, le Chili et le pôle Sud.

Tous les télescopes ont été équipés d'un précis une horloge atomique, pour la précision de la synchronisation de leurs données. Les scientifiques ont enregistré plusieurs pétaoctets de données brutes, grâce à un étonnant bonnes conditions météorologiques dans le monde entier à l'époque.

Photo noirtrous

Si les chercheurs peuvent voir l'horizon des événements, ils savent que les problèmes qui se posent à la jonction de la théorie quantique et la théorie de la relativité générale, ne abstraits et très réels. Peut-être, c'est alors que vous pouvez résoudre.

Vous pouvez le Faire si vous obtenez des images plus nettes, des ombres trous noirs, ou traquer les étoiles et пульсары sur leur chemin autour des trous noirs, en utilisant toutes les méthodes disponibles pour la recherche de ces objets.

Peut-être, c'est le trou noir sera notre exotiques laboratoires dans l'avenir.

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