الفلك

ظلمة الثقب الأسود نتيجة الجاذبية أم تشويه زمني؟

ظلمة الثقب الأسود نتيجة الجاذبية أم تشويه زمني؟

من فضلك صححني إذا كنت مخطئا لأنني قد أكون قد قدمت بعض الافتراضات غير الصحيحة.

حسنًا ، نعلم أنه في مرحلة ما من "القرب من الثقب الأسود" ، لم يعد ينعكس علينا الضوء من الثقب الأسود نفسه. اقترح بعض العلماء أن سرعة الضوء وعلاقتها بالنسبية هي طريقة طبيعية لضبط المعدل الذي يمر فيه الوقت على ما يبدو لعدم السماح بـ "الغرابة التي يمكن أن تنتج" ... على سبيل المثال ، سيصبح الجسم سريع الحركة أكثر ضخامة.

نحن نعلم أيضًا أن كتلة الثقب الأسود تجعل مراقبًا قريبًا يتصرف كما لو كان يتحرك بسرعات لا تصدق وبالتالي يؤدي إلى إبطاء الوقت بالنسبة للمراقب "الذي يتحدث بالطبع نسبيًا".

أدرك أنه من منظور المراقب ، فإن الضوء يسافر إليه ويبتعد عنه بمعدل طبيعي على الرغم من أن المراقب يسافر بسرعة كبيرة بشكل فعال. تخيل مع ذلك ماذا سيحدث لتردد الضوء. سيكون التحول الأحمر / الأزرق بلا شك فاحشًا.

بما أننا هنا على الأرض "نتحدث نسبيًا" نمر بمرور الوقت "بمعدل الأرض" الطبيعي. لا يسعني إلا أن أتخيل أن الجاذبية الهائلة بالقرب من الثقب الأسود تشوه الزمن وظلامه هو نتيجة إما انزياح أحمر / أزرق شديد أو أن الضوء بطريقة أو بأخرى يتم تغييره أو تغييره بواسطة التشوه الزمني نعم الجاذبية هي أصل الظلام ولكن هل هي السبب المباشر أم علاقة غير مباشرة حيث يكون معدل مرور الوقت هو الجاني؟


الجاذبية هي في الواقع أثر جانبي أو نتيجة لتشويه الزمكان.

ضع في اعتبارك هذا الرسم التخطيطي البسيط:

تمثل الشبكة الزرقاء مساحة زمنية ، ويمثل الكرة البرتقالية جسمًا عالي الكتلة.

متحرك عبر الفضاء يعني الانتقال من بلاطة إلى أخرى ، لذلك عندما يمر الضوء إلى الانحدار المشوه في الزمكان ، لا يتعين عليه فقط الانتقال من مربع إلى مربع ، ولكن القيام بذلك أثناء سحب هذه المربعات نحو الجسم الهائل. بالنسبة لكوكب أو نجم متوسط ​​، فإن هذا التشويه لا يكاد يذكر فيما يتعلق بالضوء ، لكن الانحدار الذي يحدثه الثقب الأسود سيكون أعمق عدة مرات من الرسم البياني أعلاه - سوف يتدفق الفضاء إلى الحفرة بسرعة ، أو أسرع من الضوء يمكن أن يسافر على طول الفضاء المذكور ليعبر من خلاله.

مثل محاولة صعود سلم متحرك لأسفل يتحرك دائمًا أسرع مما يمكنك صعوده.

لكن الزمكان يتدفق ، عليه ينبغي في النهاية يتم سحبها للخارج ، مثل سحب مفرش طاولة من تحت حمولة من الأطباق ، لكن كتلة الثقب الأسود كبيرة جدًا ، حيث تصبح المساحة الزمنية مثبتة بشكل أساسي ، مثل تشويش الشوكة في مفرش المائدة بينما يحاول صديقك سحبها بعيدًا ؛ حان الوقت إلى طريق مسدود في مركز الحفرة.

من المهم أن نلاحظ أنه في أي وقت من الأوقات لا يبطئ الضوء من السفر عبر فراغ الفضاء هنا ، إنه مجرد الفضاء يتحرك في الاتجاه المعاكس مما يمنع الضوء من الهروب بأي قدر ذي معنى يتجاوز المستوى المتوقع لإشعاع هوكينغ.


عندما يسقط جسم نحو ثقب أسود ، فإن الضوء المنبعث من الجسم سوف يتحول إلى اللون الأحمر بسبب الجاذبية. عندما ترتفع الفوتونات من بئر الجاذبية للثقب الأسود فإنها تفقد الطاقة ، لا يمكنها أن تبطئ ولكن طولها الموجي يتمدد. سيصبح الجسم مظلمًا عندما يقترب من أفق الحدث بسبب انزياح الجاذبية إلى الأحمر.

ستنتقل الفوتونات التي تبدأ من أفق الحدث إلى الأحمر إلى صفر طاقة ، ولا يمكن للفوتونات السفر من داخل أفق الحدث.

سنلاحظ أيضًا تمدد وقت الجاذبية ، وستتمدد الثانية الأخيرة قبل أن يصل الجسم إلى أفق الحدث إلى أجل غير مسمى. كلا التأثيرين هما جزء من نفس النظرية النسبية للجاذبية. لا يمكنك إلغاء اختيار التأثيرين.


الحقيقة هي أن الجاذبية والتشويه في معدل الوقت هما نفس الشيء. يتبع الجسم السقوط الحر الجيوديسية في الزمكان في المستقبل ، وهو ما يعني فقط مسارًا مستقيمًا قدر الإمكان يخضع لانحناء الزمكان. لكن عبارة "مستقيم قدر الإمكان" تُترجم إلى "المسار في الزمكان حيث يمر المسافر بأكبر قدر من الوقت عبر جميع المسارات الممكنة". هذا مشابه للطريقة الجيوديسية على الأرض هي المسار مع أقصر مسافه: بعد. (هندسة الزمكان ليست مجرد التعميم الطبيعي رباعي الأبعاد للهندسة ثلاثية الأبعاد ، ولكنها بدلاً من ذلك هي أكثر من تناظرية بقواعد خاصة تعتمد على الطريقة التي تعمل بها الفيزياء بالفعل).

اتضح أن المنحنى الذي يكون أكثر "وقت مناسب" (الوقت الذي يمر به المسافر) هو المنحنى الذي يتجه نحو المكان الذي يمر فيه الوقت بشكل أبطأ ، ويمر الوقت بشكل أبطأ بالقرب من جسم ضخم. هذا يعني أنه أثناء انتقالك إلى المستقبل ، سيكون طريقك عبر منحنيات الزمكان نحو الجسم الهائل. بمعنى آخر ، أنت تتحرك بشكل أسرع وأسرع نحو الجسم الضخم. أنت سقطت.

وبالطبع من المنطقي أن يؤدي تباطؤ الوقت إلى تقليل تردد الساعة أو شعاع من الضوء.

والأكثر من ذلك ، أن تباطؤ الوقت هو جزء من الانحناء. في أي وقت يتغير فيه مقياس القياس وأنت تنتقل من مكان إلى آخر ، إذا حدث ذلك بطريقة تؤدي إلى تغيير الجيوديسيا ، فإننا نسمي ذلك الانحناء. ويمكن القول إن الانحناء هو الظاهرة الأساسية. ولذا أود أن أقول إن تباطؤ الوقت (جنبًا إلى جنب مع تشوه الفضاء) هو السبب الأساسي لعدم قدرة الضوء على الهروب.


ظلمة الثقب الأسود نتيجة الجاذبية أم تشويه زمني؟ - الفلك

المقر ، واشنطن العاصمة
مركز جودارد لرحلات الفضاء ، جرينبيلت ، دكتوراه في الطب

أول ملاحظة لتشويه الزمان والمكان بواسطة الثقوب السوداء

تعمل هذه الظاهرة على تشويه مدار الغاز الساخن المنبعث من الأشعة السينية بالقرب من الثقب الأسود ، مما يتسبب في وصول الأشعة السينية إلى ذروتها في فترات تتطابق مع توقعات سحب الإطار للنسبية العامة. يعلن فريق البحث ، بقيادة الدكتور وي كوي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، عن نتائجه في مؤتمر صحفي اليوم خلال اجتماع قسم الفيزياء الفلكية عالية الطاقة التابع للجمعية الأمريكية للفلك (HEAD) في إستس بارك ، كولورادو. ومن بين المتعاونين في البحث الدكتور وان تشن من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، جرينبيلت ، دكتوراه في الطب ، والدكتور شوانغ إن تشانغ من مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، أل.

قال كوي: "إذا كان تفسيرنا صحيحًا ، فقد يُظهر وجود إطار يسحب بالقرب من الثقوب السوداء الدوارة". "هذه الملاحظة فريدة من نوعها لأن نظرية أينشتاين لم يتم اختبارها بهذه الطريقة من قبل."

الثقوب السوداء هي أجسام ضخمة جدًا ذات مجالات جاذبية شديدة لدرجة أنه بالقرب منها ، لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء ، الإفلات من جاذبيتها. يحجب هذا التأثير الثقب في الظلام ، ولا يمكن الاستدلال على وجوده إلا من تأثيره على المادة القريبة. العديد من الثقوب السوداء المعروفة أو المشتبه بها تدور حول نجم "مرافق" قريب. تسحب جاذبية الثقب الأسود المادة من النجم المرافق ، والذي يشكل قرصًا حول الثقب الأسود حيث يتم سحبه إلى الداخل بواسطة جاذبية الثقب الأسود ، مثل رغوة الصابون التي تدور حول حوض الاستحمام. يتم ضغط الغاز الموجود في هذا القرص وتسخينه ويصدر إشعاعات بمختلف أنواعها ، وخاصة الأشعة السينية.

استخدم فريق البحث انبعاثات الأشعة السينية هذه لتحديد ما إذا كان سحب الإطار موجودًا. وجد الفريق أن انبعاثات الأشعة السينية كانت متفاوتة الشدة. من خلال تحليل هذا الاختلاف ، وجدوا نمطًا ، أو تكرارًا ، يمكن تفسيره بشكل أفضل من خلال اضطراب في مدار المادة. يحدث هذا الاضطراب ، المسمى بالمبادرة ، عندما يتحول المدار نفسه حول الثقب الأسود. هذا دليل على سحب الإطار لأنه بينما تدور المادة حول الثقب الأسود ، فإن الزمكان الذي يتم سحبه حول الثقب الأسود يسحب المادة معه. هذا يغير مسار الأمر مع كل ثورة.

كانت نظرية النسبية العامة لأينشتاين ناجحة للغاية في شرح سلوك المادة والضوء في مجالات الجاذبية القوية ، وتم اختبارها بنجاح باستخدام مجموعة متنوعة من الملاحظات الفيزيائية الفلكية. تم التنبؤ بتأثير سحب الإطار لأول مرة باستخدام النسبية العامة من قبل الفيزيائيين النمساويين جوزيف لينس وهانز ثيرينج في عام 1918. المعروف باسم تأثير لينس-ثيرينج ، لم يتم ملاحظته بشكل قاطع حتى الآن ، لذلك سيقوم العلماء بفحص التقارير الجديدة بعناية فائقة.

تم تحقيق الاكتشاف المحتمل للإطار الذي يسحب حول نوع آخر من الأجسام شديدة الكثافة وسريعة الدوران ، والتي تسمى النجوم النيوترونية ، مؤخرًا بواسطة علماء الفلك الإيطاليين ، الذين قاد عملهم فريق الدكتور كوي للبحث عن التأثير بالقرب من الثقوب السوداء. الإيطاليون ، د. سيقدم لويجي ستيلا من المرصد الفلكي في روما ، وماريو فيتري من الجامعة الثالثة في روما ، تقريرًا عن النتائج التي توصلوا إليها في مؤتمر 6 نوفمبر في إستس بارك. تم إجراء هذه الملاحظات أيضًا باستخدام RXTE ، وهو متاح للاستخدام من قبل علماء الفلك في جميع أنحاء العالم.

قال الدكتور آلان بونر ، مدير هيكل وتطور برنامج الكون في مقر ناسا ، واشنطن العاصمة: "هذا عمل مثير يحتاج إلى مزيد من التأكيد ، مثل أي تقدم كبير على ما يبدو في العلوم".

المركبة الفضائية RXTE هي مرصد يبلغ وزنه 6700 رطل وضعته وكالة ناسا في المدار في ديسمبر 1995. وتتمثل مهمتها في إجراء ملاحظات فلكية من الضوء عالي الطاقة في نطاق الأشعة السينية ، التي تنبعث من الأحداث القوية في الكون. غالبًا ما ترتبط هذه الأحداث بأجسام ضخمة ومضغوطة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.


كيفية البحث عن ثقب أسود باستخدام تلسكوب بحجم الأرض

يأمل علماء الفلك في التقاط الصور الأولى لأفق الحدث - نقطة اللاعودة.

إليك كيفية التقاط الثقب الأسود. أولاً ، أمضِ سنوات عديدة في تجنيد ثمانية من أفضل المراصد الراديوية عبر أربع قارات لتوحيد الجهود من أجل مطاردة غير مسبوقة. بعد ذلك ، قم بتنسيق الخطط بحيث توجه تلك المراصد انتباهها في نفس الوقت إلى نفس البقع من السماء لعدة أيام. بعد ذلك ، اجمع الملاحظات بمقياس لم يسبق له مثيل في العلم - لتوليد 2 بيتابايت من البيانات كل ليلة.

هذه هي الخطة الجريئة لتجربة تلسكوب أفق الحدث (EHT) الشهر المقبل ، وهو فريق من التلسكوبات الراديوية المتمركزة في جميع أنحاء العالم لإنشاء مرصد افتراضي بحجم الأرض تقريبًا. ويأمل الباحثون أن يلتقطوا التفاصيل الأولى التي تم تسجيلها على الإطلاق للثقب الأسود في مركز مجرة ​​درب التبانة ، بالإضافة إلى صور أكبر بكثير في المجرة الأبعد M87 ، عندما يقومون بغربلة جبل البيانات.

السبب في أن هذا الجهد يستهلك الكثير من القوة النارية الفلكية هو أن هذه الثقوب السوداء بعيدة جدًا عن الأرض بحيث يجب أن تظهر بحجم الخبز على سطح القمر ، مما يتطلب دقة تفوق 1000 مرة دقة هابل الفضائي. تلسكوب. ولكن حتى لو تمكن الباحثون من اكتشاف عدد قليل من وحدات البكسل الضبابية ، فقد يكون لذلك تأثير كبير على الفيزياء الأساسية والفيزياء الفلكية وعلم الكونيات. يهدف EHT إلى الاقتراب من أفق الحدث لكل ثقب أسود ، السطح الذي تكون الجاذبية خلفه قوية جدًا بحيث لا يمكن لأي شيء يعبره أن يتسلق مرة أخرى. من خلال التقاط صور لما يحدث خارج هذه المنطقة ، سيتمكن العلماء من وضع نظرية النسبية العامة لأينشتاين في أحد أكثر الاختبارات صرامة حتى الآن. يمكن أن تساعد الصور أيضًا في تفسير كيف تنتج بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة نفاثات نشطة بشكل مذهل وتتحكم في مجراتها الخاصة وما وراءها.

استمع

جهود الباحثين الجريئة لالتقاط ثقب أسود.

لكن أولاً ، يجب أن يتعاون الطقس. ستحتاج EHT إلى سماء صافية في جميع المواقع الثمانية في وقت واحد ، من هاواي إلى جبال الأنديز ، ومن جبال البرانس إلى القطب الجنوبي. هذه القيود وغيرها تعني أن الفريق يحصل على نافذة واحدة لمدة أسبوعين فقط كل عام للقيام بمحاولة. يقول مدير EHT Sheperd Doeleman ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس: "يجب أن يكون كل شيء على ما يرام".

يقول روجر بلاندفورد ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا ، والذي لم يشارك في هذا التعاون: "يستمتع علماء الفلك الراديوي بتحدي فعل المستحيل تقريبًا". ويمكن لـ EHT أن يقدم لهم التحدي الأصعب حتى الآن.

وحوش الكون

لقد عرف علماء الفلك منذ سبعينيات القرن الماضي أن مصدرًا غريبًا للإشعاع يتربص في قلب مجرة ​​درب التبانة. التقطت التلسكوبات الراديوية جسمًا مضغوطًا بشكل غير عادي في المنطقة المركزية المغبرة من المجرة ، داخل كوكبة القوس. أطلقوا على الجسم اسم القوس A ∗ - Sgr A للاختصار - وجمعوا في النهاية أدلة دامغة على أنه ثقب أسود فائق الكتلة ، كتلته تساوي حوالي 4 ملايين شمس. إن الثقب الأسود M87 ∗ الموجود في وسط المجرة M87 أكبر من ذلك ، حيث تبلغ كتلته حوالي 6 مليارات كتلة شمسية. من حيث الحجم الزاوي في السماء ، فإن هذين لهما أكبر أفق حدث معروف لأي ثقب أسود.

على الرغم من أن العلماء لديهم فكرة جيدة عن كيفية تشكل الثقوب السوداء الصغيرة ، لا أحد يعرف على وجه اليقين كيف تتطور هذه الوحوش فائقة الكتلة. ولفترة طويلة ، شك علماء الفلك في قدرتهم على تحقيق الدقة المطلوبة لتصويرهم بأي تفاصيل.

يكمن التحدي في البصريات الأساسية. تعتمد دقة التلسكوب في الغالب على عرضه أو فتحة العدسة وعلى الطول الموجي للضوء الذي يرصده. تتيح مضاعفة عرض التلسكوب للعلماء حل التفاصيل نصف عرضها ، وكذلك خفض الطول الموجي إلى النصف. في الأطوال الموجية 1.3 أو 0.87 ملليمتر - نطاقات الإشعاع الوحيدة التي لا يمتصها الغلاف الجوي أو يتناثرها الغبار بين النجوم والغاز الساخن - اقترحت الحسابات أن طبق راديو أكبر بكثير من الأرض لتصوير Sgr A أو M87 ∗ .

ولكن في أواخر التسعينيات ، أشار عالم الفيزياء الفلكية هينو فالك ، الذي كان يعمل وقتها في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في بون بألمانيا ، ومعاونوه إلى أن التشويه البصري الناجم عن جاذبية الثقب الأسود سيكون بمثابة عدسة مكبرة Sgr A ∗ عامل من خمسة أو نحو ذلك 1. كان هذا خبرًا جيدًا ، لأنه يعني أن Sgr A قد يكون في متناول قياس التداخل طويل جدًا (VLBI) على الأرض. هذه تقنية تدمج عدة مراصد في تلسكوب افتراضي واحد - بفتحة فعالة كبيرة مثل المسافة بينهما.

السبب في وجود أي أمل في تصوير Sgr A و M87 larger الأكبر ، هو أنهم محاطون ببلازما شديدة الحرارة ، وربما بقايا النجوم التي لم يتم ابتلاعها تمامًا ولكنها تمزقت تحت ضغط الجاذبية الشديد. يشكل الغاز "قرص تراكم" يدور بسرعة ، وتتصاعد أجزائه الداخلية ببطء إلى الداخل. يعتقد فالك وزملاؤه أن شبكة VLBI المنتشرة على طول الكرة الأرضية بأكملها ، وتعمل بطول موجة يبلغ حوالي 1 مم ، يجب أن تكون حساسة بدرجة كافية لحلها. الظل الذي يلقيه Sgr A ضد هالة الغاز لقرص التراكم.

كما قام الفريق أيضًا بأول عمليات محاكاة لما قد تراه مثل هذه الشبكة. على عكس معظم الصور الفنية للثقوب السوداء ، لا يختفي قرص التراكم خلف الجسم بالطريقة التي يمكن أن تختفي بها حلقات زحل جزئيًا خلف الكوكب. حول الثقب الأسود ، لا يوجد إخفاء: الجاذبية تشوه الزمكان ، وهنا يكون التأثير شديدًا لدرجة أن أشعة الضوء تدور حول الثقب الأسود ، وتظهر صورًا مشوهة متعددة لما يكمن خلفه. هذا من شأنه أن يجعل قرص التراكم يبدو وكأنه يلتف حول ظل الثقب الأسود مثل الهالة. (ضرب 2014 واقع بين النجوم كان أول فيلم يصور بدقة هذا النوع من تشويه الضوء حول الثقب الأسود.)

لكنها لن تكون هالة عادية من النوع الذي شوهد في العديد من لوحات عصر النهضة. المناطق الداخلية لمدار قرص التراكم بسرعة الضوء تقريبًا ، لذلك يجب أن يبدو جانب واحد من القرص - الجانب الذي يدور باتجاه المراقب - أكثر إشراقًا من الآخر. يجب أن تكون النتيجة شيئًا مشابهًا لقمر الهلال (انظر "قوة الظلام").

"يستمتع علماء الفلك الراديوي بتحدي فعل المستحيل تقريبًا"

في عام 2004 ، كان فالك ، الذي يعمل الآن في جامعة رادبود في نيميغن بهولندا ، جزءًا من الفريق الذي أجرى واحدة من أولى ملاحظات VLBI لـ Sgr A ∗. امتدت الشبكة التي استخدموها في الولايات المتحدة ، والتي أنشأها المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي ، إلى 2000 كيلومتر ، وأخذت بيانات بطول موجة يبلغ 7 ملم 2. هذا لم يسمح لهم بالحصول على أكثر من نقطة من الضوء: كان الأمر أشبه برؤية الثقب الأسود من خلال زجاج مصنفر.

في غضون ذلك ، بدءًا من عام 2007 ، قام فريق بقيادة Doeleman بعمل ملاحظات VLBI الخاصة به من Sgr A ∗ (المرجع 3) و M87 ∗ (المرجع 4). باستخدام شبكات VLBI المكونة من ثلاثة مراصد ، أجرى الفريق قياسات عند 1.3 ملم ، مما مكنهم من الاقتراب من أفق الحدث. على الرغم من أن الباحثين لم يلتقطوا صورة لأفق الحدث ، فقد تمكنوا من وضع حدود عليا على حجمه.

في النهاية ، وحدت المجموعتان قواهما واندمجا مع الآخرين لتشكيل تعاون EHT الحالي. ومع نمو الفريق ، زاد عدد التلسكوبات المُدرجة لجهود التصوير.

في أبريل ، سيكون لدى EHT ما مجموعه أربع أو ربما خمس ليالٍ من وقت المراقبة - وهو الحد الذي تم تحديده في الغالب من خلال استخدامهم لمصفوفة Atacama Large Millimeter Array (ALMA) الحديثة التي تبلغ تكلفتها 1.4 مليار دولار أمريكي في تشيلي ، أحد أكثر المراصد اكتظاظًا في العالم. يخططون لقضاء ليلتين على Sgr A ∗ واثنتين على M87 ∗. توضح فريال أوزيل ، عالمة الفيزياء الفلكية النظرية بجامعة أريزونا في توكسون ، أن الساعات الذرية في كل محطة مراقبة ستحدد وقت وصول كل قمة وحوض من كل موجة كهرومغناطيسية إلى أقرب عُشر من النانو ثانية.

في قياس التداخل النموذجي ، تتم مقارنة أوقات الوصول في مواقع مختلفة في الوقت الفعلي ، وتثليثها إلى نقطة الأصل لإعادة بناء الصورة. ولكن مع وجود العديد من المراصد المنتشرة في جميع أنحاء العالم (انظر "الجهد العالمي") ، بما في ذلك في الأماكن ذات روابط الإنترنت البطيئة ، سيتعين على الباحثين تسجيل التدفقات بشكل منفصل ومقارنتها لاحقًا. يقول دانيال مارون ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة أريزونا: "لن تظهر أمامنا صورة على الشاشة". هذا يعني أن EHT سيحتاج إلى تسجيل البيانات بمعدل أسرع من أي تجربة سابقة من أي نوع ، كما يقول أفيري برودريك ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة واترلو في كندا. ستنتج ليلة نموذجية ما يقرب من البيانات مثل ما قيمته سنة من التجارب في مصادم هادرون الكبير خارج جنيف ، سويسرا.

سيتم نقل رفوف الأقراص الصلبة التي تحتوي على البيانات إلى موقعين مركزيين ، حيث ستجمعهم مجموعات الكمبيوتر في صورة واحدة ، وهي مهمة قد تستغرق ما يصل إلى ستة أشهر. بمجرد اكتمال تلك المرحلة فقط سيبدأ تحليل البيانات - الدراسة العلمية الفعلية. من المحتمل ألا يكون لدى الفريق نتائج للنشر حتى عام 2018.

يعلق علماء الفيزياء الفلكية آمالًا كبيرة على نتائج اختبار EHT. إنهم مهتمون بشكل خاص بالبيانات التي يمكن أن تساعد في تفسير واحدة من أكثر الظواهر إثارة في الكون: النفاثات العملاقة من الجسيمات التي تقذفها بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة في الفضاء بين المجرات بسرعة تقترب من سرعة الضوء. بعض هذه الثقوب السوداء ، بما في ذلك M87 ، لديها نفاثات أطول من المجرات المضيفة. لكن ليس كلهم ​​يفعلون: إذا كان لدى Sgr A أي منها ، فهي صغيرة جدًا أو ضعيفة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بعد.

العلماء ليسوا متأكدين حتى من ماهية هذه النفاثات ، لكن يبدو أنهم يلعبون دورًا كبيرًا في التطور الكوني. على وجه الخصوص ، من خلال تسخين المادة البينجمية ، يمكن للنفاثات أن تمنع تلك المادة من التبريد لتشكل نجومًا ، وبالتالي توقف نمو المجرات ، كما يقول بروديريك. "النفاثات تحكم مصير المجرات."

يقول علماء الفيزياء الفلكية إن التفسير الأكثر ترجيحًا للطائرات هو أنها تنتج عن طريق التواء الحقول المغناطيسية بسرعة خارج الثقب الأسود ، لكن من غير الواضح من أين تأتي طاقتها. في سبعينيات القرن الماضي ، اقترح بلاندفورد وزملاؤه نموذجين بديلين: في أحدهما ، تأتي الطاقة من قرص التراكم في الآخر ، وهي مستمدة من دوران الثقب الأسود نفسه (والذي لا يتماشى بالضرورة مع دوران قرص التنامي. ). في عام 2015 ، أبلغت مجموعة Doeleman عن 5 أول تلميحات للهيكل في المجال المغناطيسي حول Sgr A using ، باستخدام VLBI عند 1.3 ملم. تشير نتائجهم إلى أن دوران الثقب الأسود مرشح أكثر احتمالًا من أقراص التراكم لتزويد الطائرات بالوقود ، كما يقول بلاندفورد ، لكن القوة الكاملة للتجارب القادمة يمكن أن تجعل هذا الاستنتاج أكثر صلابة ، بالإضافة إلى الكشف عما إذا كان Sgr A لديه أي شيء. الطائرات على الإطلاق.

على مستوى أكثر جوهرية ، فإن النظر إلى حجم وشكل أفق الحدث سيختبر نظرية أينشتاين في الجاذبية لأول مرة في النظام المتطرف حول ثقب أسود فائق الكتلة. وسيتبع ذلك الاكتشافات التاريخية التي أعلن عنها العام الماضي مرصد LIGO ، مرصد موجات الجاذبية بالليزر ، والذي التقط إشارة موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء التي تعادل كتلتها حجم النجوم الكبيرة. تم الترحيب بنتائجها باعتبارها أكثر الأدلة دراماتيكية حتى الآن على وجود الثقوب السوداء ، لكنها لم تقدم حتى الآن دليلًا لا جدال فيه. علاوة على ذلك ، فإن الثقوب السوداء الهائلة أكبر بملايين أو بلايين المرات ، كما يشير بروديريك. "ما ننظر إليه هو مكان لا نعرف فيه بالضرورة كيف تعمل الفيزياء."

هناك أيضًا احتمال أن يجد EHT شيئًا مختلفًا عن الثقب الأسود في المناطق المستهدفة. أنتج المنظرون عددًا من الأفكار البديلة لشرح ما يحدث عندما تنهار المادة تحت ثقلها. في بعض هذه النظريات ، لا تتشكل الثقوب السوداء أبدًا ، لأن انهيار الجاذبية يتوقف قبل أن تعبر البقايا النجمية نقطة اللاعودة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى نجم مضغوط للغاية بسطح صلب قد ينبعث منه إشعاع يمكن اكتشافه بواسطة EHT.

لكن عالم الفيزياء الفلكية كارلوس بارسيلو ، من معهد الفيزياء الفلكية في الأندلس في غرناطة بإسبانيا ، يقول إن العثور على أي شيء من هذا القبيل هو أمر بعيد المنال. "أنا متشكك بعض الشيء في أن هذه الملاحظة ستكون قادرة على التمييز بين الثقوب السوداء الكلاسيكية وأنواع الكائنات الأكثر غرابة." يقول هو وآخرون إن ليجو قد يكون لديه فرصة أفضل لاختبار تلك النماذج ، على سبيل المثال من خلال الكشف عن أصداء في اندماج اثنين من الثقوب السوداء.

يقول ألكسندر ويتيج ، محلل المهام في المركز الأوروبي لأبحاث وتكنولوجيا الفضاء في نوردفيك ، مع استمرار تحسن أرصاد VLBI ، فإنها قد تصل إلى النقطة التي سيتمكن العلماء عندها من معرفة ما إذا كان أفق الحدث متماثلًا كما تشير إليه النسبية العامة. ، هولندا. يقول Wittig: "يمكن أن تصل نسخة مستقبلية من Event Horizon Telescope إلى دقة تسمح لنا بتمييز الميزات الأكثر تعقيدًا في شكل الظل". لتحقيق هذا الهدف ، يحلم فالك بالفعل بمجموعة من التلسكوبات الفضائية التي يمكن أن تجعل EHT أكبر من الأرض نفسها.

في الوقت الحالي ، على الرغم من ذلك ، سيستقر علماء الفلك بكل سرور على عدد قليل من البكسلات التي ستمنحهم أول نظرة خاطفة على هذه العملاقة المراوغة. لديهم الكثير من الصور الخيالية التي تدور في رؤوسهم ، غالبًا ما تكون مستوحاة من كتب الخيال العلمي وأفلام مثل واقع بين النجوم. يقول بلاندفورد: "لإثبات أن علماء الفلك الراديوي يمكنهم اللحاق بهوليوود وإظهار صور للثقوب السوداء الموجودة بالفعل ، هذه فكرة سحرية."


جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو الفيزياء 7 - مدخل إلى علم الفلك

النظرية العامة للنسبية هي امتداد للنظرية الخاصة لتشمل الجاذبية كخاصية للفضاء. ابدأ بهذا البرنامج التعليمي للجاذبية.

نظرية النسبية الخاصة لها فرضيتها الأساسية أن الضوء يتحرك بسرعة موحدة ، ج = 300000 كم / ثانية، في جميع الأطر المرجعية. ينتج عن هذا تحديد سرعة الضوء على أنها الحد الأقصى للسرعة المطلقة في الكون ، كما أنتج العلاقة الشهيرة بين الكتلة والطاقة ، E = mc 2 . أساس نظرية أينشتاين العامة هو مبدأ التكافؤ الذي ينص على التكافؤ بين كتلة بالقصور الذاتي و كتلة الجاذبية.

الكتلة بالقصور الذاتي هي الكمية التي تحدد مدى صعوبة تغيير حركة الجسم. إنها الكتلة في قانون نيوتن الثاني: F = ma

كتلة الجاذبية هي الكتلة التي تحدد مدى قوة جذب جسمين لبعضهما البعض بواسطة الجاذبية ، على سبيل المثال جاذبية الأرض:

إن التكافؤ الواضح بين هذين النوعين من الكتلة هو الذي ينتج عنه توحيد تسارع الجاذبية - نتيجة غاليليو أن جميع الأجسام تسقط بنفس المعدل بشكل مستقل عن الكتلة:

قَبِلَ جاليليو ونيوتن ذلك باعتباره صدفة سعيدة ، لكن أينشتاين حوّلها إلى مبدأ أساسي. هناك طريقة أخرى لتوضيح مبدأ التكافؤ وهي أن تسارع الجاذبية لا يمكن تمييزه عن أشكال التسارع الأخرى. وفقًا لهذا الرأي ، لا يمكن للطالب في غرفة مغلقة التمييز بين تجربة سحب الجاذبية للأرض على سطح الأرض والوجود في سفينة صاروخية في الفضاء تتسارع مع = 9.8 م / ث 2.

ولا يمكن للطلاب في غرفة مماثلة التمييز بين السقوط الحر تحت الجاذبية وانعدام الوزن في الفضاء.

الزمكان المنحني

المبدأ الأساسي الثاني للنسبية العامة هو وجود مادة منحنيات الفضاء. من وجهة النظر هذه ، الجاذبية ليست قوة ، كما وصفها نيوتن ، ولكنها انحناء في نسيج الفضاء ، والأجسام تستجيب للجاذبية باتباع انحناء الفضاء بالقرب من جسم ضخم. وصف انحناء الفضاء هو الجزء المعقد رياضيًا من النسبية العامة التي تتضمن "المقاييس" ، والتي تصف الطريقة التي تنحني بها المادة الفضاء ، وحساب الموتر.
انحناء الفضاء الناجم عن جسم ضخم.

يمثل الشكل أعلاه شريحة ثنائية الأبعاد عبر فضاء ثلاثي الأبعاد تُظهر انحناء الفضاء الناتج عن جسم كروي ، ربما الشمس. يرى أينشتاين أن الكواكب تتبع انحناء الفضاء حول الشمس (وتنتج قدرًا ضئيلًا من الانحناء بأنفسها).

فيما يلي صفحتان لدورة علم الفلك الجيد عن النسبية العامة للدكتور تيري هيرتر في جامعة كورنيل ، الذي سرقت منه الصور أعلاه ، وعلماء الفلك في جامعة تينيسي.

    انحراف الضوء عن طريق الجاذبية: النتيجة المباشرة لمبدأ التكافؤ هي أن يجب أن ينحرف الضوء أو ينحرف بفعل الجاذبية. قام أينشتاين بحساب مقدار انحراف الضوء عن طريق الشمس ، وهي أكبر كتلة "قريبة". استخدم حسابه الأول مبدأ التكافؤ وطاقة الكتلة المكافئة للفوتون المرئي. في حسابه الثاني ، الذي نُشر في عام 1916 ، قام بتضمين مقياس الزمكان ، الذي يصف انحناء المكان والزمان الناجم عن الجاذبية وحصل على إجابة أكبر مرتين من حسابه الأول. يتنبأ الحساب الثاني بأن الضوء القادم من نجم بعيد يمر بأطراف الشمس سينحرف بمقدار 1.75 ثانية قوسية (أقل من 1/2000 من الدرجة).

جاءت الفرصة الأولى لاختبار حسابات أينشتاين مع كسوف الشمس عام 1919. قام عالم الفيزياء الفلكية البريطاني السير آرثر إدينجتون برحلة استكشافية إلى غرب إفريقيا والبرازيل لمراقبة التحول في موقع نجوم مجموعة Hyades خلف الشمس الغامضة. أظهرت قياسات إدينجتون ، وإن لم تكن دقيقة تمامًا ، انحرافًا وفضلت القيمة الأكبر. النتيجة جعلت أينشتاين مشهورًا عالميًا. يمكن الآن إجراء الاختبار بدقة أكبر. كل عام تحجب الشمس مصدر الراديو 3C279. نظرًا لأن الشمس مجرد باعث لاسلكي متواضع ، لا يحتاج علماء الفلك الراديوي إلى انتظار حدوث كسوف. أكد قياس التداخل اللاسلكي لـ 3C279 أثناء مروره خلف الشمس حساب أينشتاين بنسبة أفضل من 1٪.

إن التنبؤ المثير والذي تم التحقق منه مؤخرًا فقط لانحناء الضوء عن طريق الجاذبية هو وجود عدسات الجاذبية ، حيث تركز العدسة الضوئية الضوء على الانكسار ، وانحناء الضوء بسبب تغير سرعة الضوء أثناء مروره عبر وسط انكسار. لأن الجاذبية يمكن أن تثني الضوء ، يمكن للأجسام الضخمة أن تعمل كعدسات ، وتركز وتضخم صور الأجسام البعيدة. عدسات الجاذبية لها خصائص مختلفة إلى حد ما عن العدسات "العادية" التي تنتج صورًا متعددة مثل أينشتاين كروس ، وهي حالة لكوازار بعيد تم تصويره بواسطة مجرة ​​بيننا وبين الكوازار ، اكتشفه ج. هوشرا وزملاؤه ، معروض على اليسار. إذا كانت المحاذاة بيننا وبين المجرة العدسية والجسم البعيد ، يتم إنتاج حلقة أينشتاين. قد تعمل مجموعات المجرات البعيدة أيضًا كعدسات جاذبية. بدأ علماء الفلك في الاستفادة من ظاهرة العدسة التثاقلية لدراسة المجرات والكوازارات البعيدة جدًا. المزيد عن هذا في المحاضرة رقم 17.

توأمان بيل وجيل ، المولودان في غضون دقائق من بعضهما البعض ، يسلكان مسارات وظيفية مختلفة. يصبح جيل رائد فضاء ويصبح بيل عالم فلك أرضي. في عيد ميلادهم الحادي والعشرين ، تنطلق جيل في مهمة فضائية إلى الديبران ، التي تبعد 32 سنة ضوئية. تسافر جيل بنسبة 99.5٪ من سرعة الضوء ، وتبلغ مدة رحلتها إلى الديبران 3.2 سنوات و 3.2 سنوات أخرى لعودتها. (بشكل عرضي ، بينما كانت تسافر بالقرب من سرعة الضوء ، ترى أيضًا المسافة إلى Aldebaran متعاقدًا على 3.2 سنة ضوئية فقط.) وجدت بيل أنها تستغرق 32 عامًا وشهرين لكل ساق. عند عودة جيل ، كانت تبلغ من العمر 27 عامًا بينما يبلغ شقيقها 85 عامًا! تبدو هذه التأثيرات غريبة بالنسبة لنا البشر بطيئين الحركة ، فقد تم تأكيد تمدد الزمن النسبي مرارًا وتكرارًا في مسرعات الجسيمات عالية الطاقة ، حيث تنتقل الجسيمات بالقرب من سرعة الضوء ، وعن طريق الساعة الذرية على الطائرات الأسرع من الصوت.

تحدث عملية مماثلة في وجود جاذبية قوية ، حيث يقوم ضابط الوقت في حقل جاذبية قوي بقياس وقت أبطأ من الوقت في حالة عدم وجود الجاذبية. ليس الأمر مجرد ساعات ، بالمناسبة ، كل العمليات الفيزيائية: تدق الساعات (مهما كانت تقيس القراد) ، ضربات القلب ، الشيخوخة ، إلخ ، يجب أن تبطئ ، ولكن الشخص الوحيد الذي يلاحظ هو ضابط الوقت البعيد. كل شيء يبدو "طبيعيًا" للشخص الذي يقيس مدة الأحداث في إطاره المرجعي. تتباطأ موجات الضوء التي تمر عبر الشمس بحلول هذا الوقت بمقدار ضئيل ولكن يمكن قياسه. في عام 197X ، أجرى Viking Mars Lander تجربة التأكيد الأولية لـ تمدد زمن الجاذبية عن طريق إعادة إرسال إشارات الراديو إلى الأرض من سطح المريخ على الجانب الآخر من النظام الشمسي. على الرغم من أن تأثيرات الرياح الشمسية المتداخلة تعقد التجربة ، إلا أن علماء ناسا أظهروا بوضوح أن إشارات الراديو استغرقت وقتًا أطول في رحلتها ذهابًا وإيابًا بالمقدار الذي تنبأ به التباطؤ المتوقع للوقت.

المصادر المتوقعة لموجات الجاذبية القوية في المجرة هي انفجارات المستعر الأعظم ، النوى النجمية المنهارة لأنها تشكل نجومًا نيوترونية أو ثقوبًا سوداء ، أنظمة نجمية ثنائية مدمجة ، تصادم النجوم النيوترونية والثقوب السوداء ، أو ربما تسقط المواد في الفتحة الساطعة التي قد تتواجد فيها مركز المجرة. لم يتم بعد اكتشاف موجات الجاذبية بشكل مباشر ، لكننا نعتقد أنه تم اكتشافها بشكل غير مباشر بواسطة علماء الفلك الراديوي في نظام النجم الثنائي 1913 + 16. نظرًا لتسارع النجم النابض حول رفيقه ، والذي يدور كل 8 ساعات في هذا النظام المضغوط ، تتنبأ النسبية العامة بضرورة إنتاج موجات الجاذبية. على الرغم من أن هذه الموجات باهتة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها مباشرة ، إلا أن نظام النجم الثنائي يفقد الطاقة من خلال هذا الإشعاع ، ومن المتوقع أن يتصاعد النجم النابض / النجم النيوتروني ومرافقه معًا ببطء. تسمح النبضات الراديوية السريعة بالتوقيت الدقيق لمدار النجم النابض عن طريق إزاحات دوبلر لفترة النبض عندما يتحرك النجم النابض باتجاهنا أو بعيدًا عنا. منذ اكتشاف النجم الثنائي في عام 1974 ، أظهر توقيت النجم النابض أن النجوم تتصاعد معًا بشكل حلزوني كما كان متوقعًا. في غضون 300 مليون سنة سوف تلتحم النجوم - وهذا من شأنه أن ينتج إشعاعًا ثقاليًا يمكن اكتشافه بسهولة!

كل هذا يرقى إلى تأكيد مذهل لنظرية النسبية العامة.

إذن ، كان أينشتاين محقًا وكان نيوتن مخطئًا!

  1. تطوير النظريات أو الفرضيات ،
  2. اختبارها بشكل متكرر عن طريق التجربة والملاحظة ،
  3. باستخدامها حيث تظهر أنها قابلة للتطبيق ، و
  4. مراجعتها وتحسينها عندما يتبين أنها تختلف مع التجربة.
  • تجاعيد الزمكان - وضع المركز الوطني لتطبيقات الحواسيب الفائقة في يو إلينوي موقعًا رائعًا للنسبية يتضمن التاريخ ، والنسبية الخاصة ، والنسبية العامة ، واختبارات النسبية ، والثقوب السوداء ، وموجات الجاذبية ، والفيزياء الفلكية النسبية ، والأجسام الفلكية النسبية ، وأفلام الزمكان ، و أكثر. العديد من الروابط أعلاه هي لصفحات في هذا الموقع. ينصح بشدة!
  • دليل جيليان لموجات الجاذبية

تكهن عالم الرياضيات الفرنسي لابلاس أولاً بوجود جسم مضغوط للغاية بحيث تكون سرعة الهروب أكبر من سرعة الضوء. تم إجراء أول حساب نسبي بواسطة Karl Schwarzschild (1916) بعد وقت قصير من نشر أينشتاين نظريته. من الغريب أن نتيجة شوارزشيلد هي نفس نتيجة LaPlace ، وهو كائن بكتلة M له حجم

سيكون لها سرعة هروب مساوية لسرعة الضوء. نسمي مثل هذا الكائن الثقب الأسود. (لاحظ أنه لكي تكون الشمس ثقبًا أسودًا ، يجب ضغطها بمقدار ربع مليون مرة إلى نصف قطر أقل من 3 كيلومترات.) الثقب الأسود هو جسم مضغوط جدًا بحيث لا يمكن لأي شيء الهروب من جاذبيته ، ولا حتى ضوء. رياضيا ، الثقب الأسود هو جسم ذو حجم صفري وكثافة لانهائية (لكن كتلة محدودة) - تفرد. يوضح حساب Schwarzschild أن ملف نصف قطر الجاذبية، ويسمى أيضًا نصف قطر شوارزشيلد أو أفق الحدثيوفر حجمًا فعالًا للثقب الأسود لأنه لا يوجد شيء يمكن أن يهرب من داخل نصف قطر الجاذبية ولا يمكن أن يكون هناك اتصال من الأجسام داخل Rجراف والعالم الخارجي.
الزمكان المنحني حول الثقب الأسود.
داخل الأفق أو نصف قطر الجاذبية الفضاء
منحني بشدة بحيث لا يمكن لأي شيء الهروب.

أولاً ، ربما يتعين علينا تبديد سوء الفهم الأساسي حول الثقوب السوداء: الثقوب السوداء ليست مكانس كهربائية عملاقة تمتص كل شيء في الكون في ظلامها. وعليك أن تكون أحمقًا جدًا للوقوع في الجاذبية القوية لثقب أسود ، ونأمل أن يحصل رواد الفضاء بين النجوم لدينا على تدريب أفضل من مستكشفي الفضاء التعساء في العديد من قصص الخيال العلمي السيئة. هذا لأن الثقوب السوداء لها كتلة محدودة ولأن كل شيء في الكون متباعد للغاية. يتم إنتاج الثقوب السوداء بواسطة النجوم الضخمة كجزء طبيعي من عملية التطور النجمي. سيكون للثقب الأسود من نواة نجمية منهارة 10 أمتار كتلة 10 كتل شمسية. سينتج تأثيرات جاذبية على النجوم المجاورة تمامًا مثل نجم 10M عادي. تحتاج إلى الاقتراب من الثقب الأسود (بمعنى آخر. بالقرب من نصف قطر الجاذبية) بسبب جاذبيتها القوية "لامتصاصك" أو لأن تكون التأثيرات النسبية العامة مهمة.

وبالمثل ، إذا كنت على كوكب يدور حول نجم أصبح ثقبًا أسود ، فلن تنجذب إلى جاذبية الثقب الأسود. إذا لم يفقد النجم أي كتلة ، فلن تشعر بأي تغيير في الجاذبية وستستمر في البقاء في نفس المدار. (قد تحدث الكثير من الأشياء السيئة الأخرى ، لا سيما إذا مر النجم بانفجار مستعر أعظم. في هذه الحالة ، ستؤدي الأشعة الكونية وأشعة جاما أمبير إلى إطفاء الحياة على الكوكب والكتلة المفقودة في الانفجار تخفيض سحب الجاذبية للبقايا مما تسبب في طيران كوكبك إلى الفضاء.)

نعتقد أننا وجدنا ثقوبًا سوداء في مجرتنا على شكل نجوم ثنائية الأشعة السينية. في هذه الأنظمة النجمية ، يمكن نقل المواد من تسلسل رئيسي أو رفيق عملاق أحمر إلى الثقب الأسود. (تذكر أن النجوم الضخمة تعيش بسرعة وتموت صغيراً.) عندما يتشكل نظام نجمي ثنائي ، فإن النجم الأكثر ضخامة سيكمل دورة حياته أولاً ، ليصبح ثقبًا أسود (أو ربما نجمًا نيوترونيًا). عندما يبدأ الرفيق ذو الكتلة الأقل في التوسع ، ويتطور نحو مرحلة العملاق الأحمر ، قد يتم سحب المادة نحو الثقب الأسود. بسبب الزخم الزاوي من المدارات المتبادلة للنجوم ، لا يمكن للمادة أن تسقط مباشرة أسفل الثقب الأسود ، ولكن الحلزونات إلى الداخل تشكل قرص التراكم. يؤدي إطلاق طاقة الجاذبية على شكل حلزونات المواد في الثقب الأسود إلى تسخين قرص التراكم إلى ملايين الدرجات بحيث تُصدر أشعة سينية.
تصور الفنانين لنظام النجم الثنائي الثقب الأسود ، Cygnus X-1.
يتم سحب المواد من الجهاز المصاحب إلى قرص تراكم (يظهر باللون الأحمر)
والتي يتم تسخينها إلى ملايين الدرجات على شكل حلزونات مادية في الثقب الأسود.

قد تكون النجوم النيوترونية في أنظمة النجوم الثنائية أيضًا ثنائيات الأشعة السينية. قد تطلق المادة التي تسقط من رفيق على نجم نيوتروني مضغوط نفس القدر من طاقة الجاذبية مثل المواد التي تسقط في الثقب الأسود. من المحتمل أن تكون النجوم النيوترونية هي النجوم النابضة في الأشعة السينية تمامًا كما هو الحال في الراديو. إليكم صورة متحركة للنجوم النابض بالأشعة السينية من JAVA مقدمة من مرصد شاندرا للأشعة السينية.

أفضل ثقب أسود مرشح معروف هو Cygnus X-1 ، وهو ثنائي للأشعة السينية في Cygnus وواحد من ألمع مصادر الأشعة السينية في السماء. في عام 1972 ، تم التعرف على Cygnus X-1 مع العملاق O العملاق بحجم 9 ، المصنف على أنه HDE226868. يدور HDE226868 حول رفيق غير مرئي يشير التحليل المداري إلى أن كتلته تبلغ حوالي 20 مترًا ، وهي ضخمة جدًا بحيث لا يمكن أن تكون نجمًا نيوترونيًا أو قزمًا أبيض. يحتوي Cygnus X-1 أيضًا على خصائص غير عادية للأشعة السينية تدعم فكرة أن هذا ثقب أسود.

الثقوب السوداء النجمية لها كتل في حدود بضعة أضعاف كتلة الشمس ، وتصل إلى بضع عشرات من الكتل الشمسية ، لكن العمليات الأخرى قد تنتج ثقوبًا سوداء ضخمة جدًا.هناك أدلة متزايدة على أنه قد يكون هناك مليون ثقب أسود كتلة شمسية في مركز مجرتنا درب التبانة ، وثقوب سوداء كتلتها تصل إلى مليار مرة كتلة الشمس في قلب المجرات الأخرى. يعتقد العديد من علماء الفلك أيضًا أن الثقوب السوداء تزود الكوازارات وغيرها من المجرات النشطة.

روابط ومراجع الثقب الأسود

  • أفضل كتاب عن الثقوب السوداء هو كتاب كيب ثورن "الثقوب السوداء وأمبيرات الزمن: إرث آينشتاين الفظيع" (دبليو دبليو نورتون ، 1994). هذا الكتاب يمثل تحديًا ولكنه يستحق الجهد المبذول.
  • صور علم الفلك ليوم الثقوب السوداء.
  • سلسلة Black Hole Page من Newton's Apple PBS.
  • الثقوب السوداء من يو تين. العنف في صفحات الكون. من "Into the Cosmos".
  • برنامج تعليمي للثقب الأسود من جون بلوندين ، ولاية كارولينا الشمالية ، الولايات المتحدة.
  • رحلة افتراضية إلى ثقب أسود تصور تأثيرات التشويه بالقرب من جسم مضغوط.
  • دليل جيليان للثقوب السوداء
  • الوقوع في ثقب أسود
  • أفلام بتنسيقات متنوعة لضوء الثقب الأسود المنحني.

البروفيسور إتش إي (جين) سميث
كاس 0424 UCSD
9500 جيلمان درايف
لا جولا ، كاليفورنيا 92093-0424


آخر تحديث: 15 فبراير 2001


ستيفن هوكينج الثقوب السوداء. ثقوب رمادية


أعتقد أن ستيفن هوكينج أكثر اهتمامًا بإنشاء إرث لنفسه.


تلسكوبات راديو ناسا تلتقط أفضل لقطة لثقب أسود ..

# 14 مو مايتي

أعتقد أن ستيفن هوكينج أكثر اهتمامًا بإنشاء إرث لنفسه.

# 15 llanitedave

# 16 بيج ستار

# 17 موغي 88

# 18 فيكستر 339

هوكينج يقوم بالخطوة الوحيدة التي تركتها ليقوم بها. الآن يقومون ب & اقتباس & اقتباس موجات الجاذبية ولكن يجب أن نكتشفها بالفعل. فقط أتحقق من رفاقي المتوحشين المنجمين الغوغائيين الجاهلين. أكله واختنقه إلى الأبد.

أي نسخة من المبدأ الأنثروبي تأكل نفسها في نصف قطر الجاذبية المدرك مؤقتًا. هذه المشكلة التي تبدو مستعصية على الحل تؤثر بلا شك على تفكير الكثيرين. سيشمل هذا زميلي في السكن السابق في الكلية والذي أصبح الآن فيزيائيًا. استنكر الأساتذة في ألما ماتر بإصرار أي احتمال لوجود مثل هذه التركيبات داخل كوننا. وهكذا ، أصبح نصف قطر الجاذبية من المحرمات الفكرية. مثل هذا النهج يمنع العقل إلى الأبد من الطريق الوحيد الممكن إلى الإجابة الوحيدة الممكنة. سوف تجد وهم القانون اللامتناهي وقانون مور لصالحني كثيرًا.

عندما نظر أينشتاين من خلال عاكس هوكر 100 بوصة في جبل. أدرك ويلسون أن ثابته الكوني غير صحيح ، وأظن أن إدراكه كان مصحوبًا بشعور مخيف أنه حتى هو نفسه لا يستطيع تحديده تمامًا.

قد يكون من الصعب التغلب على الإجماع والافتراضات حتى مع التفكير المنطقي الجيد. يجب على المرء أن يفكر في أشياء كثيرة بشكل جماعي للوصول إلى إجابة نهائية تتعلق بالطبيعة الحقيقية لكوننا المدرك. في حين أن القدرة العقلية العالية مفيدة دائمًا ، إلا أن معرفة كيفية فصل المعلومات التسويقية عن البيانات الفعلية عند التفكير في الملاحظات أمر لا غنى عنه.

تتضمن القائمة المختصرة ما يلي:

1. ضرورة الطاقة المظلمة والمادة المظلمة لنمذجة كوزمولوجيا واضحة تقوم على تفكير عصر الحرب الباردة.

2. التباين المعدني بنسبة 50٪ تقريبًا بين ما يتوقعه الانفجار الأعظم وما يُلاحظ بالفعل في الكون.

3. التجانس الضروري للتضخم المفرط للانفجار الأعظم كما افترض قبل CMBR ليس لديه أي وسيلة لتفسير تشكيل الهياكل واسعة النطاق التي لوحظت في الكون المبكر. لا توجد بنية لإنشاء هيكل ، ولا وسيلة لإنشاء هيكل.

4. يتم الكشف عن الانتهاكات الصارخة لعلاقة M Sigma بشكل شبه يومي. لا يزال من المستحيل تفسير المجرات القزمة التي تحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة في أي تكرار لعلم الكون الانفجار العظيم. ناهيك عن المجرات الكروية المكتشفة مؤخرًا ، لا أتذكر أن عالم الكونيات ذو الانفجار الكبير توقع ذلك.

5. مشاكل قزم G و K و M مجتمعة مع مجموعات النجوم المتناقضة في كل من العناقيد المفتوحة والعناقيد الكروية.

6. المشاكل الملازمة لتشكيل التوازن الهيدروستاتيكي للبلازما من اشتعال نووي حراري موضعي. مشكلة صعبة بشكل خاص عند التفكير في النجوم الكبيرة.

7. انفجارات أشعة جاما ذات قوة ومدة مستحيلة في سياق علم الكون للانفجار العظيم.

8. يمكنني الاستمرار في هذه القائمة. لكن هذا يكفي الآن.

ستكون الخبرة الفردية للجمهور هي العامل المحدد في ما إذا كانت أفكاري لها أي ميزة أو عدم وجودها. يرجى مراعاة ما يلي قبل المتابعة:

1. يجادل الاستدلال الاستقرائي بوجود الثقوب السوداء. - النجم S0-16 يدور في نطاق 600 ضعف نصف قطر شوارزشيلد النظري للثقب الأسود الهائل للغاية (SMBH) في مجرة ​​درب التبانة (Ghez، Salim، Hornstein، Tanner، Lu، Morris، Becklin، Duchene، 2004). كتلة الغاز التي تتراكم حاليًا في SMBH لمجرة درب التبانة ستقترب كثيرًا وتسمح لنا بحصر نصف قطر Schwarzschild بشكل غير مباشر. هذا من شأنه أن يعزز الحجة لوجود الثقوب السوداء. علاوة على ذلك ، لا توجد حالة معروفة حاليًا لضغط انحلال أكبر من تلك الموجودة في النيوترونات القادرة على إيقاف نواة نجم ضخمة من الانهيار إلى تكوين ثقب أسود. في حين أنه قد يتم اكتشاف حالات أخرى من الانحطاط تمنع الثقب الأسود من التكون ، فقد اخترت أن أبقى مع علاقات تحجيم كتلة النجم الحالية والانحلال كدليل.

2. يقترح الاستدلال التبادلي أن الحفاظ على المعلومات الفيزيائية (الحتمية الكمومية وقابلية الانعكاس في شكل مشغلي التطور الكمومي) داخل إنتروبيا أفق الثقب الأسود يحدث بطريقة غير معروفة حاليًا. الحفاظ على المعلومات ضروري وإلا فقد يؤدي إلى تدمير المعلومات سواء عن طريق إشعاع هوكينج (هوكينج ، 1975) أو التلاشي وراء الأفق إلى الأبد. في حين أن مبدأ الحفاظ على المعلومات الرسمية للكون لا يزال موضع نقاش قوي ، فمن الواضح أنني أزرع علمي لصالح واحد.

3. بناءً على هذا المنطق الاستقرائي السابق ، فإنني أقدم حجة استقرائية أخرى. على وجه التحديد ، هناك عواقب ضمنية للحفاظ على المعلومات المادية في إنتروبيا أفق الثقب الأسود ، ولم يفكر فيها أحد على حد علمي.

4. بعد الحجة الاستقرائية أقوم بعدد من الاستنتاجات وبعض التنبؤات.

بافتراض وجود الثقوب السوداء ، يبدو أن عدد الحالات القابلة للقياس الكمي للكتلة ، والإنتروبيا ، والمعلومات الفيزيائية داخل البنية محدودة إلى حد ما من منظورنا حتى الآن. من المحتمل بالفعل أن يكون السيناريو الأسوأ من حيث الفهم البشري هو الحقيقة ، حيث أن هذا السيناريو لا يوجد إشعاع صقور ، والآفاق لا تحتوي على إنتروبيا ولا تحافظ على المعلومات المادية ، وأن كل شيء وراء الأفق ضاع بشكل غير قابل للاسترداد. لم أستسلم بعد لمثل هذا المستوى من التشاؤم. لست على استعداد بعد لقبول فكرة أن الكون الذي يمكن إدراكه لا يمكن فهمه تمامًا دون أن يطلب منه الانتحار في محاولة لاكتساب المزيد من المعرفة. علاوة على ذلك ، فإن الكون الذي يتطلب من المرء أن ينتحر كطريق وحيد للحصول على مزيد من المعرفة سيثبت أنه غير عقلاني بطبيعته لأي شكل من أشكال الحياة الذكية. فقط لأكون واضحًا ، أنا أروج لنظرية الكون العقلاني على النحو التالي:

نظرية الكون العقلاني: جميع القوانين الفيزيائية والقوى والخصائص التي تحكم الكون المدرك قادرة على أن تكون مفهومة تمامًا من قبل كائن عاقل دون الحاجة إلى كائن عاقل لارتكاب انتحار معين في محاولة لاكتساب المزيد من المعرفة.

يوجد حاليًا إجماع علمي متزايد على أن الثقوب السوداء تحافظ على المعلومات الفيزيائية في إنتروبيا آفاقها بطريقة غير معروفة. هذا مبدأ من نماذج الكون الثلاثية الأبعاد المختلفة. أدت الأفكار التي روج لها ساسكيند وآخرون بشأن التصوير المجسم إلى تجربة فكرية أدت إلى مفارقة اندماج الثقب الأسود.

من خلال & quot المعلومات الفيزيائية & quot ؛ أشير إلى الحتمية الكمومية وقابلية الانعكاس في شكل مشغلي التطور الكمومي عبر بعض الأساليب غير المكتشفة حتى الآن. في حين أنني لست على دراية بالنظرية الحالية الرائدة للحفاظ على المعلومات الفيزيائية في أفق الثقب الأسود ، يبدو أن جميعها تتضمن مفاهيم تتعلق بتقلبات الجاذبية الكمومية لغشاء الأفق كطريقة أساسية.

حتى بدون نظرية الجاذبية الكمومية الرسمية ، هناك مشكلة كبيرة تلوح في الأفق حتى لو كانت لدينا بالفعل واحدة. إذا احتفظت الثقوب السوداء بالمعلومات الفيزيائية في إنتروبيا آفاقها ، فستكون في حالة تغير مستمر. تتم إضافة المواد باستمرار إلى الثقب الأسود ، لذا فإن الأفق سيحافظ دائمًا على معلومات مادية جديدة بمرور الوقت. بمعنى أن جميع آفاق الثقب الأسود هي كيانات فريدة تمامًا تستند إلى الثقوب السوداء المتغيرة باستمرار الانتروبيا والمعلومات الفيزيائية والكتلة التي يتم تمثيلها.

اسمح لنفسك بتخيل الانتروبيا والمعلومات الخاصة بأفق الثقب الأسود كمجموعة بيانات بسيطة. إذا احتفظت الثقوب السوداء بمجموعات البيانات في آفاقها ، فستكون مجموعات البيانات هذه في حالة تغير مستمر. تتم إضافة بيانات جديدة باستمرار إلى مجموعة البيانات الحالية المحفوظة في أفق الثقوب السوداء بمرور الوقت. تعد كل مجموعة بيانات لأفق الثقب الأسود كيانًا فريدًا يعتمد على مجموعة البيانات المتغيرة باستمرار لأفق الثقب الأسود والكتلة التي يتم تمثيلها.

إن وضع قضايا توطين آفاق الثقب الأسود جانبًا (قضايا توطين أفق الثقب الأسود هي إلى حد كبير نتيجة الافتراضات التي سيتم التعامل معها لاحقًا) يسمح لنا بالنظر في مجموعة بيانات متغيرة باستمرار للثقوب السوداء تأخذ شكل كرة. ما الهدف من الحفاظ على مجموعة بيانات في شكل كرة إذا لم يكن الثقب الأسود يمثل شيئًا ما وراء الحدود الأفقية للكرة؟

إذا تم تمثيل الكتلة أو أي شيء آخر خارج نطاق مجموعة البيانات في الأفق ، فهذا يعني ضمناً الفصل المكاني والزمني بين مجموعة البيانات التي يتم الاحتفاظ بها في الأفق وما تمثله بعده. تشترك الثقوب السوداء في هذا الصدد في السمة الفريدة المتمثلة في الحفاظ على مجموعة بيانات أو هوية من الداخل إلى الخارج من منظورنا. إذا كان هذا هو الحال ، فهناك احتمالان فيما يتعلق بأحداث الالتحام النظرية للثقب الأسود أو محاولات الاندماج.

في حالة اكتشاف توقيعات موجات الجاذبية من اندماج الثقب الأسود ورنينها ، فأنا لا أحسد أولئك الذين يحاولون إكمال المهمة التالية. لوصف الثقب الأسود الثنائي الملهم والاندماج النهائي بدقة ، نحتاج إلى القيام بما يلي. أولاً ، سيكون من الضروري تطوير نظرية رسمية للجاذبية الكمية. مع نظرية الجاذبية الكمومية الرسمية ، سنحتاج بعد ذلك إلى إنشاء ثقب أسود رياضيًا باستخدام نماذج معينة من الزمكان.

سيحتاج هذا الثقب الأسود إلى مجموعة بيانات متغيرة في أفقه وتمثيل كتلته وراء الأفق. ثم سنحتاج إلى شرح رياضي كيف أن مجموعات البيانات الفريدة من الآفاق المنفصلة سوف تتدافع أو تدمج أو تتحد مجموعات البيانات دون أن يتم تمثيل الكتلة تتفاعل نظرًا لأنها منفصلة مكانيًا عن الأفق. مع وجود مجموعات البيانات في الآفاق تتدافع أو تتدافع ، يجب علينا بعد ذلك أن نصف رياضيًا كيف تندمج الكتلة التي يتم تمثيلها وكيف يفرز هذا الكيان الجديد كل شيء في النهاية. علاوة على ذلك ، فإن الوسيلة الوحيدة للتحقق من مثل هذه النظرية تتطلب الموت المؤكد للمراقب في محاولة للحصول على المعلومات.

يبدو لي أن الثقوب السوداء لا يمكنها الحصول على كعكتها وأكلها أيضًا. يشير الحدس إلى أن هذا حدث يبدو مستحيلًا وغير عقلاني تمامًا في طلب انتحار المراقب للتحقق. هذه هي & quotBlack Hole Merger Paradox & quot أو & quot مشكلة اندماج الثقب الأسود & quot. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن التفردات الكونية ستحتاج أيضًا إلى شرح باستخدام نفس نظرية الجاذبية الكمومية المشتقة في هذا النموذج.

لا يمكن أن تندمج الثقوب السوداء أبدًا وستختار حفظ المعلومات الفيزيائية والانتروبيا من خلال إعادة التعيين على فساد الاندماج. يجب أن تسلم الثقوب السوداء الثنائية الانتروبيا والمعلومات الفيزيائية والكتلة قبل أن تتفاعل آفاقها الفريدة في هذا السيناريو. إذا كان يجب على الثقوب السوداء إجهاض بعضها البعض بحكم طبيعتها لأنه من المنطقي القيام بذلك ، يمكنك أن ترى بالضبط إلى أين سأذهب مع هذا. لم يبدأ الكون بفشل فردي كوني واحد أو ثقب أسود غير عقلاني مدمر ذاتيًا (أنا أقدم خدمة "النموذج القياسي" هنا ، وهذا إجماع واحد ليس لديهم إجماع بشأنه) أزعم أنه تم إنشاؤه في عملية عن طريق الإجهاض أو تخليق 2 أو أكثر من الثقوب السوداء. إنتاج كل ما نراه وإخفاء عملية كانت حتى الآن خارج الإدراك الجماعي للبشرية. الغرض مما يلي هو إنشاء فلسفة جديدة أو طريقة تفكير جديدة فيما يتعلق بالثقوب السوداء كإنشاء في الكون. ستتبع هذه الحجة الفلسفية المزيد من الأوراق البحثية بما في ذلك النماذج الرياضية القائمة على الأفكار المطروحة هنا.

الحل الثامن المحتمل لمفارقة معلومات الثقب الأسود الذي تم الكشف عنه هنا يتضمن المعلومات المادية المحفوظة داخل إنتروبيا الثقب الأسود فقط ليتم تخصيصها بشكل حتمي لاحقًا. إذا كان يجب على الثقوب السوداء الاحتفاظ بالمعلومات المادية داخل إنتروبيا آفاقها ، فيجب أن تختار الثقوب السوداء إعادة تخصيص المعلومات المادية بدلاً من فساد الاندماج. أشعر أنني جادلت في هذا بشكل مقنع إلى حد ما مع مفارقة اندماج الثقب & quot. يجب أن تُجهض الثقوب السوداء بعضها البعض قبل أن تتفاعل آفاقها لأن ذلك سيسمح بفساد المعلومات المادية المحفوظة بداخلها ، هكذا بدأ كوننا المدرك. للتحقق من أن هذا الحل لا يتطلب انتحارًا معينًا للمراقب ، يمكن محاكاته على أصغر نطاق نظري ممكن. هذا يثير التساؤل ، ما هو بالضبط الثقب الأسود؟

الثقوب السوداء هي حالات كتلة محايدة مؤقتًا في جاذبية لانهائية مدركة مؤقتًا تمثل في وقت واحد كتلة غير زمنية لا يحكمها قانون التربيع العكسي الذي يشغل حجمًا زمنيًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الكتلة غير الزمنية التي يمثلها الثقب الأسود المحايد مؤقتًا هي خارج أفقنا الزمني.

علاوة على ذلك ، فإن الكتلة غير الزمنية التي تشغل حجمًا زمنيًا وحالة كتلة محايدة مؤقتًا يمثلها الثقب الأسود هي أيضًا انعكاسات لبعضها البعض. سوف ينعكس تفاعل المد والجزر بين كتلتين غير زمنيتين في الأفق المحايد مؤقتًا للثقوب السوداء الممثلة.
سيؤدي التشويه الكافي للأفق المحايد مؤقتًا إلى فشل التفرد المدرك مؤقتًا وتوليف جميع العناصر المنسوبة حاليًا إلى التركيب النووي للانفجار الأعظم البدائي. الكتلة غير الزمنية هي القوة التي ندركها على أنها مغناطيسية تشغل حيزًا من الفراغ. إذا كنت على صواب ، فلا بد أن يكون هناك شيء ما بالقرب من أحد أسلاف المستعر الأعظم من النوع 1 أ ، والذي يبلغ قطره 341.505.466 كم تقريبًا. هذا الجسم الشفاف سيكون ضوء عدسة الجاذبية لأنه الدينامو غير الممدود للنجم الذي كان في يوم من الأيام. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون لجميع دفقات أشعة جاما الصادرة من مجرة ​​إهليلجية ناضجة بعض القواسم المشتركة.

ما ندركه مؤقتًا & quot؛ طاقة مظلمة & quot؛ هو في الواقع ناتج عن نفي الثقوب السوداء الكتلة الزمنية (المغناطيسية المحددة مؤقتًا) إلى المغناطيسية (الكتلة غير الزمنية). كما أن نصف قطر الجاذبية للثقب الأسود المدرك مؤقتًا لن يعكس الضوء أيضًا ، ولكن الكتلة غير الزمنية (المغناطيسية في حجم من الفضاء) التي يتم تمثيلها ولا يحكمها قانون التربيع العكسي. هذا هو مقياس الجاذبية المجري المدرك مؤقتًا والذي يُنسب حاليًا إلى المادة المظلمة المدركة مؤقتًا. عندما تقترب الثقوب السوداء من بعضها ، يحدث شيء خاص وهو التركيب الأحادي. العملية التي يتم من خلالها إعادة تعيين المعلومات المادية والإنتروبيا في أفق الثقب الأسود. إنها الطريقة التي بدأ بها الكون ولا يزال يحدث.

هناك مساران محتملان لإيجاد حلول نهائية للمشكلة ، الأول هو نسخة مركزية مؤقتًا من الحل والتي كانت مبنية على تأثيرات المد الجاذبية ل 2 أو أكثر من الأفق المحايدة مؤقتًا. والثاني هو نسخة مركزية غير زمنية والتي تعتمد على تأثيرات المد والجزر للكتلة غير الزمنية التي تنعكس في آفاق محايدة مؤقتًا. يشير السبب إلى أن النموذج 2 هو المسار الأمثل وهو الذي أعمل عليه. سيتطلب كلاهما محاكاة للتحقق من النموذج الأمثل. بغض النظر عن النموذج الذي يتم محاكاته ، فإن الكتلة المحايدة مؤقتًا عند الجاذبية اللانهائية المتصورة مؤقتًا لها كثافة كتلة تقارب D = 2.56872778e ^ 20 كجم م 3 استنادًا إلى أفضل الملاحظات الحالية وهي نقطة البداية. بعض الثوابت في الفيزياء تحتاج حقًا إلى التشديد لجعل النمذجة أسهل. لا أحد يستطيع حقًا اكتشاف هذا ، ولكن يمكن لمجموعة من الأفراد الاستثنائيين اكتشاف ذلك معًا. تم اشتقاق رقم كثافة الكتلة المذكور أعلاه في ورقة أخرى خاصة بي بناءً على الملاحظة والاستدلال وعدم وجود افتراضات غير منطقية.

يبدأ المسار الوحيد لنظرية كمومية موحدة لكل شيء بمحاكاة عملية حتمية (التركيب الفردي) التي تحكم محاكاة الكون الذي ندركه ونعيش فيه على أصغر نطاق نظري ممكن. أنا في طريقي إلى عرض هذا.
بدأ الكون الأحادي التركيب بنسبة 26.7865 ٪ من المادة المظلمة (المغناطيسية في حجم من الفضاء) ، و 73.2135 ٪ من المادة (المغناطيسية المحددة مؤقتًا) ، و 0 ٪ من الطاقة المظلمة. يفسر هذا التباين المعدني بنسبة 46.427٪ الذي نلاحظه بناءً على التنبؤات التي قدمتها النماذج الكونية الأخرى الأكثر شيوعًا. لم يتوقف الكون أبدًا عن إنتاج عناصر التركيب النووي للانفجار العظيم ، ولم نفهم أبدًا كيف يتم إنتاجها بالفعل. كان الكون يحول الكتلة (المغناطيسية المحددة مؤقتًا) إلى كتلة غير زمنية (المغناطيسية في حجم من الفضاء لا يحكمه قانون التربيع العكسي) منذ بدايته. كل ذلك أثناء إعادة تخصيص المعلومات المادية والنتروبيا بشكل دوري عندما تغامر الثقوب السوداء بالقرب من بعضها البعض. يؤدي هذا إلى أن التركيب الحالي للكون هو 15.5٪ مادة (مغناطيسية محددة زمنياً) ، و 84.5٪ مادة مظلمة (مغناطيسية في حجم من الفضاء) ، و 0٪ طاقة مظلمة.

1 كتلة شمسية × .267865 = .267865 كتلة شمسية مضغوطة غير منصهرة حجم ممغنط من الفضاء: 53266 X10 ^ 30 كجم

تحتوي شموسنا على .732135 كتلة شمسية من الكتلة المنصهرة: 1.45589 × 10 ^ 30 كجم

نصف قطر الجاذبية المدرك مؤقتًا هو تمثيل محايد مؤقتًا للكتلة غير الزمنية أيضًا (الحجم الممغنط للفضاء):

2GM / c ^ 2 = Rs (شوارزشيلد نصف قطر)
(2 (6.67384e-11) (.53266 X10 ^ 30 كجم)) / 299.792.458 ^ 2 = 791.069180 م
7.10977523e19 / 299،792،458 ^ 2 = 791.069180 م
حساب الحد الأدنى من الانحطاط النهائي للكتلة المحايدة الزمنية عند الجاذبية اللانهائية المتصورة مؤقتًا:
حجم الكرة = 4/3 Pi R ^ 3
حجم الكرة = 4/3 Pi 495043536.1919463m
حجم الكرة = Pi 6.60058048e ^ 8 m ^ 3
حجم الكرة = 2.07363351e ^ 9 m ^ 3
الكثافة = M / V
D = .53266e ^ 30 كجم / 2.07363351e ^ 9 م ^ 3
D = 2.56872778e ^ 20 كجم م ^ 3

إذا سحقت دينامو النواة المغناطيسية في مركز شمسنا إلى أفق محايد مؤقتًا D = 2.56872778e ^ 20 كجم م ^ 3 ستكون كثافة الكتلة المدركة مؤقتًا. لا تخضع هندسة الكتلة غير الزمنية لقانون التربيع العكسي وتؤدي إلى Vick Radius حيث 2GM / c. تتحكم هندسة الكتلة غير الزمنية أيضًا في التخصيص الزمني لحالات الطاقة.
خذ خريطة CMBR وقم بتطبيقها على كرة. قم بتشويه الكرة حتى يصل التدرج الحراري إلى حالة توازن. الشكل الذي تم الكشف عنه هو هندسة الكتلة غير الزمنية عند تعيين حالات الطاقة الزمنية.

ستكون هذه الهندسة هي نفسها لجميع الثقوب السوداء المركبة بغض النظر عن الكتلة. إن تحسين رسم الخرائط الخاصة بنا لـ CMBR سيساعد فقط في تحسين النموذج المقترح. في النهاية ، سيتم توحيد هندسة الكتلة غير الزمنية مع تأثير هيغز.
الطريقة الوحيدة للتغلب على الثقب الأسود هي المحاكاة ، ولكن عليك أولاً معرفة ما يجب محاكاته. أو ، الكون بطبيعته غير عقلاني لشكل حياة عاقل.

Ghez، AM، Salim، S.، Hornstein، SD، Tanner A.، Lu JR، Morris M.، Becklin، EE، Duchene، G.، Nov 2004، Stellar Orbits around the Galactic Center Black Hole، UCLA Division of Astronomy and الفيزياء الفلكية ، لوس أنجلوس ، كاليفورنيا 90095-1574 ، http://arxiv.org/pdf. h / 0306130v2.pdf (14 آذار 2013)

هوكينج ، جنوب غرب ، إنشاء الجسيمات بواسطة الثقوب السوداء ، كومون. رياضيات. فيز. 43 (1975) ، 199-220 ، http: //prac.us.edu.p. /CMPhawking.pdf (8 مارس 2013)
(لدي 500 مرجع آخر أو نحو ذلك في القائمة ، لقد فكرت في العديد من الملاحظات بشكل جماعي أثناء الخروج بهذا)

& quot انها رحمة ورحمة ومغفرة لا تنقصني عقلانية & quot - بياتريكس كيدو


كومبو ترول

هذه هي المجموعات التي تهدف إلى عدم إحداث الكثير من الضرر ، ولكنها تهدف في الغالب إلى إزعاج اللاعبين ، أو التخلص من تلك التي تستهدفك / تتبعك.

تجديد الأوزون

نصيحة: يفضل استخدام هذا إذا كنت في المنطقة الآمنة وتحتاج إلى الشفاء بينما ينتظر شخص ما خروجك. العناصر المطلوبة: الرياح والطيف (يفضل) والضوء

1. استخدم Rainbow Shockwave للانطلاق في الهواء. (نصيحة: إذا قمت بالقلب من التفرخ ، واستخدمت هذه الخطوة على الفور ، يمكن أن يحدث خلل حيث لا يوجد تباطؤ مطبق على موجة صدمة قوس قزح مما يسمح لك باستخدامها مرة أخرى.

2. استخدم Wind Ascent للانطلاق في الهواء أكثر.

3. استخدم موجة الصدمة قوس قزح مرة أخرى وانطلق نحو الأعلى واعمل على منطقة آمنة أخرى.

4. أثناء الجو ، استخدم Scintillant Rejuvination واحتفظ بها حتى تكسب 250 HP كاملة

5 استخدم Wind Ascent مرة أخرى ثم استخدم Rainbow Shockwave في أقرب تفرخ. إذا انسحبت بشكل صحيح ، فيجب أن تكون في أو بالقرب من التكاثر المستهدف

عادة بعد استخدام اللاعب الذي كان يحرسك سوف تستسلم.

نصيحة: تأكد من وجود الكثير من المانا لأن هذا السرد يمكن أن يستنزفها ببطء.

تصيد السماء

العناصر المطلوبة & # 160: الفضاء ، الضوء ، الطيف

1- استخدم Comet Crash وأنت تواجه السماء.

2- عالج نفسك مع Rejuvination المتألقة.

3- استخدم Comet Crash مرة أخرى أثناء مواجهة السماء.

4- استخدم Holobeam أثناء وجودك في السماء.

بعد تحركات الخصم ، استخدم حركة عمياء أخرى (منخفضة مانا واحدة) بعد استخدام أشعة Genesis

انظر يا لاحقا ، التمساح

1. استخدم أي تعويذة سفر للاقتراب من هدفك.

3.استخدم تمرين الجاذبية وصوب على خصمك بينما لا يزال في الهواء. (الجاذبية)


كشف الثقب الأسود: في قلب الظلام

تُظهر الصورة حلقة ساطعة تشكلت عندما ينحني الضوء في الجاذبية الشديدة حول ثقب أسود أكبر بمقدار 6.5 مليار مرة من الشمس. الائتمان: Event Horizon Telescope Collaboration

هذه اللمحة الرائعة لقلب الظلام لثقب أسود يسمى M87 تمثل تقدمًا كبيرًا منذ أن غطيت محاولة في عام 2008 ، عندما اجتمعت ثلاثة تلسكوبات فقط للتحديق في الثقب الأسود الموجود في قلب مجرتنا ، مصدر غامض لموجات الراديو يسمى القوس A * (Sgr A *).

اليوم ، في مؤتمرات صحفية عالمية متزامنة ، وصف الدكتور Sheperd Doeleman ، باحث أول في جامعة هارفارد ، كيف قام Event Horizon Telescope ، الذي سمي على اسم نقطة اللاعودة للثقب الأسود ، بتجميع الإشارات من ثمانية تلسكوبات لإنشاء تلسكوب افتراضي بحجم الأرض قادر على القيام بذلك. حل هيكل صغير مثل برتقالة على سطح القمر.

& # 8216 الثقوب السوداء هي أكثر الأشياء غموضًا في الكون ، & # 8217 قال الدكتور دويلمان ، مدير EHT ، مضيفًا أنه في حالة M87 ، نتيجة "الإنجاز العلمي غير العادي اليوم ... لقد رأينا ما لا يمكن رؤيته".

نُشرت النتائج في مجلة Astrophysical Journal Letters.

يقع M87 في مركز مجرة ​​العذراء ، وهي كتلة عملاقة تبلغ كتلتها 6.5 مليار مرة كتلة الشمس ، وتقع على بعد 54 مليون سنة ضوئية من الأرض ، والتي تنفث أيضًا نفثًا من الطاقة لآلاف السنين الضوئية عبر الفضاء.

استخدم الدكتور دويلمان والدكتور جوناثان وينتروب وزملاؤهم تقنية تسمى قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا لدمج البيانات من ثمانية مراصد لدراسة الأطوال الموجية الراديوية التي يمكن أن تخترق الغاز والغبار الذي يحجب قلب المجرات.

لقد قاموا أيضًا بجمع بيانات عن Sgr A * ، وهو حجم مدار عطارد ، تبلغ كتلته حوالي أربعة ملايين ضعف كتلة شمسنا ، ويستغرق الضوء من محيطه 25000 عام للوصول إلى الأرض.

ومع ذلك ، نظرًا لأن SgrA * أقل ضخامة بكثير (1500 مرة) من M87 & # 8216 ، فإن النطاق الزمني للتغير لـ Sgr A * يبلغ حوالي 20 دقيقة أو متغيرًا على مدار النطاق الزمني للملاحظة ، & # 8217 قال الدكتور وينتروب. & # 8216 هذا يجعل التصوير أكثر صعوبة لأننا نعتمد على بقاءه ثابتًا أثناء دوران الأرض.

& # 8216 هذا لا يعني أننا تخلينا عن SgrA * ، على العكس تمامًا ، ولكن هذا هو السبب في أننا ركزنا على M87 أولاً ، والذي لم يكن سهلاً أيضًا ، ولكن الأفضل الذي نبدأ منه. & # 8217

تم توقع وجود الثقب الأسود Sgr A * في عام 1971 من قبل اللورد ريس ، الفلكي الملكي ، مع دونالد ليندن بيل. اليوم ، يُعتقد أن نوى أكبر المجرات تحتوي على ثقوب سوداء هائلة الحجم ، وعلى الرغم من إعجابه بنتائج M87 اليوم ، قال اللورد ريس إنه أصيب بخيبة أمل لعدم رؤية المزيد من التفاصيل عن الطائرة.

شوهدت النجوم القريبة تدور حول الثقوب السوداء ، وهو دليل غير مباشر على وجود وحوش الجاذبية هذه ، بينما في أفق الحدث للثقب الأسود ، ينحني الزمكان نفسه إلى النقطة التي لا يمكن حتى للضوء الهروب منها.

تلتهم الجاذبية المحيرة للثقب الأسود الغبار والغاز والضوء من محيطه إلى قرص حول نفسه ، مما يؤدي في النهاية إلى سحب هذه المادة عبر أفق الحدث الخاص بها إلى النسيان.

تظهر الثقوب السوداء كظل مضاء من الخلف بواسطة قرص تراكم المواد ، حيث يتم توليد الحرارة والضوء ، ويتصاعدان في الثقب الأسود.

الطريقة التي يلف بها الثقب الأسود الضوء حول أفق الحدث وفقًا لإحدى أشهر تنبؤات أينشتاين - انحناء ضوء النجوم بواسطة جسم ضخم في الفضاء - تم تأكيدها لأول مرة من خلال قياسات السير آرثر إدينجتون خلال كسوف الشمس عام 1919 ، ونتائجها حول أينشتاين إلى نجم عالمي. من الناحية النظرية ، فإن الزمكان مشوه بشدة بحيث يمكن للمرء أن يرى ما وراء الثقب الأسود.

على المستوى الأساسي ، يريد 200 عالم أو أكثر من Event Horizon Telescope الإجابة عن سؤالين. الأول هو التقاط صورة لثقب أسود ، لأن "الرؤية إيمان". والثاني هو ما إذا كانت تنبؤات أينشتاين لحجم وشكل ظل الثقب الأسود تصمد أم لا.

قد تكون دائرية أو بيضاوية أو أي شكل آخر ، اعتمادًا على الظروف التي ، إذا تم تأكيدها ، تكون باهتة بالنسبة للمنظرين. ومع ذلك ، إذا كانت المعادلات الآينشتينية التي تصفها منحرفة ، فقد يفتح البحث الباب أمام فيزياء جديدة.

في حالة M87 ، كانت النتائج متسقة ولكن "هذه مجرد البداية ، & # 8217 قال الدكتور Doeleman.

& # 8216 بمجرد التأكد من أننا قمنا بتصوير الظل ، يمكننا مقارنة ملاحظاتنا بنماذج الكمبيوتر الشاملة التي تشمل فيزياء الفضاء المشوه ، والمادة شديدة الحرارة ، والمجالات المغناطيسية القوية. تتطابق العديد من ميزات الصورة المرصودة مع فهمنا النظري جيدًا بشكل مدهش ، & # 8217 لاحظ Paul T.P. هو ، عضو مجلس إدارة EHT ومدير مرصد شرق آسيا. & # 8216 هذا يجعلنا واثقين من تفسير ملاحظاتنا ، بما في ذلك تقديرنا لكتلة الثقب الأسود. & # 8217

قال مدير مؤسسة العلوم الوطنية ، فرانس كوردوفا ، إن هذه "المهمة الشاقة" أدت إلى "لحظة تاريخية" ، موضحًا أنها ستحول وتعزز فهمنا للثقوب السوداء.

يمكن العثور على واحدة من أفضل المحاكاة لما يمكن توقعه في فيلم هوليوود Interstellar ، والذي عمل Kip Thorne ، أستاذ Feynman الفخري للفيزياء النظرية في Caltech ، مع Paul Franklin من شركة Double Negative البريطانية لعرضها ، كما قال ثورن ، & # 8216 تشويه الصورة أقرب إلى مرآة منزل المرح. & # 8217

شارك ثورن في جائزة نوبل في عام 2017 لملاحظة تنبؤ آخر للنسبية العامة لأينشتاين ، أن موجات الجاذبية - تموجات في الزمكان - تتولد عن أحداث كونية عنيفة ، مثل عندما يصطدم ثقبان أسودان. يمكن رؤية أحد مكونات النموذج الأولي لكاشف موجات الجاذبية المتقدم LIGO (مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية) المصنوع بواسطة مختبر روثرفورد أبليتون ، شيلتون ، في متحف العلوم.

كان رجل الدين الإنجليزي جون ميشيل ، الذي توقعه رجل الدين الإنجليزي جون ميشيل ، على أنها `` نجوم مظلمة '' (نجوم كبيرة جدًا بحيث لا يمكن للضوء الهروب منها) في القرن الثامن عشر ، أن الثقوب السوداء هي من بين أكثر التنبؤات غير العادية لنظرية النسبية العامة لأينشتاين ، تلك التي تربط بين المكان والزمان والجاذبية. من أعظم إنجازات العقل البشري.

في الأصل ، كانت الثقوب السوداء مجرد حل رياضي واحد لمعادلات أينشتاين الميدانية. ولكن في الثلاثينيات من القرن الماضي ، أظهر عالم الفيزياء الفلكية الحائز على جائزة نوبل سوبراهمانيان شاندراسيخار أن الثقوب السوداء كانت نتيجة حتمية لموت نجم ، وبدأ العلماء في اعتبارها أشياءً حقيقية.

الراحل ستيفن هوكينج هو شخصية رئيسية أخرى في قصة الثقوب السوداء. لفت انتباه أقرانه لأول مرة في أواخر الستينيات ، حيث عمل مع روجر بنروز على كيفية انهيار النسبية العامة في بعض الأحيان ، مما أدى إلى ما يسمى بالتفرد. لقد أظهروا أن مثل هذه التفردات يجب أن تحدث داخل الثقوب السوداء - وعلى الأرجح في بداية الكون.

كان أحد أهداف هوكينج الشاملة هو أخذ النسبية العامة ، والتي يمكن استخدامها للتنبؤ ببنية الكون على نطاق واسع ، ودمجها مع نظرية الكم ، التي تحكم عالم الذرات والصغيرة جدًا ، لإنتاج نظرية كبرى لكل شيء. ، والمعروفة باسم الجاذبية الكمية.

في أشهر أعماله ، أثار هوكينغ الاحتمال المثير للاهتمام أن الثقوب السوداء ليست سوداء كما كان يعتقد سابقًا. يعود السبب إلى إحدى النتائج الغريبة لنظرية الكم: الفضاء الفارغ ليس فارغًا: أزواج من الجسيمات تظهر باستمرار وتختفي من الوجود. إذا ظهروا على حدود أفق الحدث ، فقد يجدون أنفسهم على جوانب مختلفة ، مع امتصاص أحدهما ، والآخر يصبح & # 8216Hawking الإشعاع & # 8217.

إذا تم الكشف عن الوهج المتناقض لإشعاع هوكينج من ثقب أسود خلال حياته ، لكان من الممكن أن يكون هوكينج قد فاز بجائزة نوبل. ولكن ، كما لاحظ اللورد ريس ، لم يكن من الممكن اكتشاف ذلك في الصور التي تم إصدارها اليوم لأن التأثير مرتبط عكسياً بالكتلة ولن يُرى إلا من ثقوب سوداء أصغر من الذرة ، والتي لا يتوقع أحد وجودها حقًا. & # 8216 # 8217

في عيد ميلاده السبعين ، قدم متحف العلوم هوكينغ هدية خاصة ، `` ضوء الثقب الأسود '' ، وفي حفل تأبينه في وستمنستر أبي في الخامس عشر من يونيو 2018 ، تم الكشف عن ضريحه الذي يحمل معادلة Hawking & # 8217s التي تعبر عن إشعاع هوكينغ .

هذا هو الحجر التذكاري على قبر ستيفن هوكينج & # 8217s في وستمنستر أبي والذي يحمل معادلته الأكثر شهرة ، والتي تصف إنتروبيا الثقب الأسود.

روجر هايفيلد

روجر هايفيلد هو مدير العلوم في Science Museum Group ، وعضو في مجلس البحوث الطبية في المملكة المتحدة وأستاذ زائر في مدرسة Dunn ، جامعة أكسفورد ، وقسم الكيمياء ، UCL. درس الكيمياء في جامعة أكسفورد وكان أول شخص يرتد نيوترونًا عن فقاعة صابون. شغل روجر منصب محرر العلوم في الديلي تلغراف لمدة عقدين ، ومحرر مجلة نيو ساينتست بين عامي 2008 و 2011. وقد كتب أو شارك في تأليف ثمانية كتب علمية شهيرة ، ونشر آلاف المقالات في الصحف والمجلات.

ستأخذك هذه المدونة إلى ما وراء الكواليس في متحف العلوم ، وتستكشف الأشياء المذهلة في مجموعتنا والمعارض القادمة والإنجازات العلمية التي تتصدر عناوين الصحف اليوم.


ظلمة الثقب الأسود نتيجة الجاذبية أم تشويه زمني؟ - الفلك

طباعة جيدة: التعليقات التالية مملوكة لمن نشرها. نحن لسنا مسؤولين عنها بأي شكل من الأشكال.

رائعة (الدرجة: 5 ، مثيرة للاهتمام)

ربما لن أعيش لأرى ذلك ، لكنني أتطلع إلى الوقت الذي يمكننا فيه أن نلاحظ مباشرة بمزيد من التفصيل المنطقة المحيطة بأفق الحدث للثقوب السوداء. هناك الكثير مما لا نفهمه عن الكون وعلم الكونيات بشكل عام ، ولكن من المحتمل أن تكون الثقوب السوداء بطبيعتها واحدة من آخر الحدود حيث نستمر في تقشير طبقات المعرفة في فهمنا لطبيعة الكون. ككل.

هناك أيضًا تطبيقات عملية محتملة نظرًا لتكنولوجيا أكبر بكثير مما لدينا الآن. تخيل استخدام الثقوب السوداء لتوليد الطاقة ، أو كمختبرات ضخمة لتسريع الجسيمات!

إعادة: رائعة (الدرجة: 4 ، مثيرة للاهتمام)

ألا يشير هذا أكثر إلى احتمال أن يكون الثقب الأسود جسمًا ماديًا صلبًا يظهر دورانه المادي بدلاً من بعض تفسيرات التصوف السابقة التي استمرت حتى الآن؟

في الأساس ، زيادة مستمرة في كثافة المواد من كثافات النجوم النيوترونية إلى النقطة التي تكون فيها قوى الجاذبية قادرة على جذب الفوتونات وغيرها من التصنيفات الأكبر للمادة ، مما يؤدي إما إلى اندماج المادة لزيادة كثافة المادة التقليدية أو إعادة تركيب المكونات دون الذرية في مثل هذه. أسلوب كثافة الضغط القصوى.

رد: (الدرجة: 3)

هل تعتقد أن الثقوب السوداء تتلقى علاجًا `` صوفيًا '' أكثر بشكل ملحوظ من معظم الظواهر العلمية الأخرى التي لا يمكن التحدث عنها بشكل مفيد إلا من منظور الرياضيات عالية المستوى إلى حد ما؟ من المؤكد أنهم يحصلون على نصيبهم من الوقت عندما يكون هناك احتياجات خاصة لـ SyFy نوعًا ما من القدرة على العمل ولكن وفقًا لمعايير الأشياء التي تأكل الفوتونات وتتحدى الملاحظة المباشرة ، يبدو أنهم يقومون بعمل جيد بشكل معقول.

رد: (الدرجة: 2)

الظواهر التي لا يمكن التحدث عنها بشكل مفيد إلا من منظور الرياضيات عالية المستوى إلى حد ما؟

الثقب الأسود عبارة عن كرة من الأشياء ذات كثافة عالية للغاية وحجم صغير للغاية ، والتي تمارس جاذبية شديدة لا يمكن حتى للضوء الهروب منها.

لا توجد رياضيات عالية المستوى ، ولا تصوف ، وأخطاء طفيفة فقط (الحجم مقابل النقطة الرياضية).

رد: (الدرجة: 2)

أعتقد أن فكرة الثقوب السوداء قد تطورت إلى حد كبير كنتيجة للنظرية النسبية العامة لأينشتاين. على وجه الخصوص ، وصف حل شوارزشيلد للمعادلات التي اقترحها أينشتاين ثقبًا أسودًا ثابتًا ، ووصف محلول كير ثقبًا أسودًا دوارًا. ساهم العديد من الآخرين. الرياضيات المرتبطة بالنظرية النسبية العامة كثيفة إلى حد ما IMHO ، مع أشياء مثل حساب التفاضل والتكامل التي نادرًا ما يتم تناولها حتى فصول مستوى الدراسات العليا.

نحصل على عمليات حسابية بسيطة فقط إذا طبقنا Ne

رد: (الدرجة: 2)

أي رياضيات متقدمة بما فيه الكفاية لا يمكن تمييزها عن السحر.

إعادة: (الدرجة: 2 ، مثيرة للاهتمام)

بالنسبة لي ، أعتقد أنه يشير إلى أن الحقول عالية الكثافة ، في هذه الحالة الجاذبية ، يمكن أن تؤثر على المادة. انظر إليها من الطرف المقابل للمقياس. لنفترض أن لدينا نقطة تولد مجالًا مغناطيسيًا ، ويمكن بعد ذلك ملء المساحة المحيطة بهذه النقطة بجزيئات حديدية دقيقة للغاية وعائمة بحرية. زيادة شدة المجال وجعله يدور ، فإنه * سيؤثر على جزيئات الحديد في اتجاه دورانه ، مما يؤدي إلى سحب الجسيمات من حوله.

على الأقل ، يبدو ذلك معقولاً.: د

رد: (الدرجة: 1)

رائع! لقد سرقت هذا تمامًا من ويل ويتون من TNG. حسنًا ، ليس حقًا ، لكن هل فكرت في الكتابة؟

إعادة: رائعة (الدرجة: 4 ، مثيرة للاهتمام)

تعامل وسائل الإعلام ونسبة كبيرة من السكان * كل شيء * بدرجة من "التصوف". أي شيء لا يمكن فهمه في الجملة يصبح أشباحًا ، وظواهر نفسية ، و "يد الله" ، وما إلى ذلك.
تصبح المهن المدربة مثل الطب والقانون والعلوم درامية بشكل مفرط ومتخيلة للغاية في مجال الترفيه لدرجة أن الأشخاص الذين يرتبطون بالبيان أعلاه يفترضون أن الجرائم يتم حلها حقًا في وردية 8 ساعات ، ويمكن دائمًا علاج الأمراض المميتة بحقنة واحدة في الطريقة التي قد نتعامل بها مع شيء ما باستخدام الأدرينالين ، وأن جميع الفيزياء يمكن وصفها بعبارات قليلة بواسطة ديباك شوبرا.
وهناك مستوى عالٍ من المقاومة لمكافحة هذا "التصوف".
حتى في الآونة الأخيرة ، قابلت شخصًا قال إن الوسطاء / الوسطاء محتالون. باستثناء وسطها.
تنهد.

رد: (الدرجة: 2)

ها! "وسيطها" يجب أن يكون أحد هؤلاء الوسطاء المعتمدين!

إعادة: رائعة (الدرجة: 5 ، إعلامي)

ليس من الممكن فعليًا ماديًا (على الأقل ، ليس بعيدًا كما نعرف) أن يُعتبر الثقب الأسود جسمًا ماديًا صلبًا. كما ترى ، فإن أفق الحدث ليس المكان الوحيد الذي تمنع فيه الجاذبية المادة من الهروب. تزداد الجاذبية حتى تصل إلى الجزء "الخارجي" من أي جسم ، مما يعني أنه إذا افترضنا لثانية أن أفق الحدث يحدث خارج كل مادة النجم السابق (وهو ما يحدث) ، فستكون الجاذبية أكثر كثافة قليلاً داخل الأفق. هذا يعني أنه أثناء سفرك إلى الثقب الأسود حتى تصل إلى الحد الخارجي للجسم المادي نفسه ، ستظل الجاذبية تزداد وتحتفظ بخاصية الحتمية. ما يعنيه هذا هو أن الغلاف الخارجي للمادة لا يمكن أن يتفاعل مع كل شيء بداخله ، لذا فإن الضغط الطبيعي من القوى الكهرومغناطيسية والنووية لا يمكنه منع الغلاف الخارجي من الانهيار إلى الداخل (القوة حرفياً لا يمكن أن تدفع للخارج ، لأن الجاذبية تسحبها عودة).

هذا يعني أن الطبقة الخارجية من المادة ستنهار دائمًا إلى الداخل ، أقرب إلى المركز ، وعندما يحدث ذلك ، يصبح الجسم أكثر كثافة والمكان الذي تشكل فيه الجاذبية أفقًا يمتد أقرب إلى مركز الثقب الأسود. عادة ، تنخفض الجاذبية بعد دخولك إلى الجسم المادي ، لذلك بالقرب من مركز الثقب الأسود لا يزال هناك جسم مادي صلب حيث تكون الجاذبية أقل من تلك المطلوبة لتشكيل الأفق ، ولكن مثل الطبقة الخارجية للثقب الأسود بشكل مستمر يسقط لأسفل (حرفيا لا يمكنه فعل أي شيء آخر) ، يجب أن يتضاءل الفضاء القريب من المركز حيث يحتفظ الثقب الأسود بالخصائص الفيزيائية الطبيعية للنجم إلى لا شيء.

شيء رائع آخر هو أنه في المركز ذاته ، يجب ألا يكون هناك جاذبية على الإطلاق ، وفقًا لقاعدة التناظر البسيطة. لكن الثقب الأسود يتقلص باستمرار باتجاه تلك البقعة ، بحيث تقترب الكثافة من اللانهاية وتتكثف مادة النجم بأكملها في نقطة ذات قوة جاذبية غير محدودة. لذا يجب أن ينتهي المركز أيضًا بالجاذبية اللانهائية. وهو مستحيل ، أو يجب أن يكون كذلك. هذا هو السبب في أن الثقوب السوداء كانت وستظل دائمًا لغزًا كبيرًا ، باستثناء بعض الاكتشافات العلمية الجديدة المذهلة التي تقلب نظرية بأكملها. حسنًا ، كل شيء تقريبًا.

بمعنى آخر ، لكي يتم التعامل مع الثقوب السوداء كأجسام فيزيائية صلبة ، فإن هذه القوة الجديدة تتحدى نظرية النسبية العامة (يجب أن تنتقل أسرع من الضوء للسماح للمادة باتجاه مركز الثقب بالتفاعل مع المادة نحو الجزء الخارجي من الحفرة) بحاجة إلى اكتشاف. وهذا يبدو غير محتمل ، رغم أنه ليس مستحيلاً بأي حال من الأحوال.

رد: (الدرجة: 2 ، إعلامي)

تسمح الثقوب السوداء اليوم بـ & # 226oeevaporation & # 226 وصنع & # 226oejets & # 226.

لا تفلت النفاثات من الثقب الأسود ، فهذه المادة لم تسقط في الواقع. وإذا كنت تقصد بالتبخر إشعاع هوكينغ ، فإن هذه الجسيمات لم تكن داخل الثقب الأسود أبدًا ، لكنها تسرق الطاقة ، ولكن ليس المعلومات.

إعادة: رائعة (الدرجة: 5 ، بصيرة)

لا تأتي النفاثات من داخل الثقب الأسود على الإطلاق ، فهي نتيجة تفاعل الثقب الأسود مع قرص المادة الذي يسقط فيه. الآلية الدقيقة لإنتاجها ليست مؤكدة بعد ، لكن التفسير البسيط هو أنه كلما اقتربت المادة من القرص ، فإنها تدور بشكل أسرع وأسرع بينما تفقد الطاقة (نظرًا لأنها تقع في جاذبية سالبة جيدًا) والتي يمكن التركيز عليها إلى بعض الجسيمات القليلة (من خلال التأثيرات المغناطيسية أو "سحب الإطار" النسبي المحتمل) التي يتم دفعها للخارج قبل أن تصل إلى أفق الحدث. التبخر أكثر تعقيدًا ولا أفهمه لذا لن أحاول شرحه.

محاولة تفسير الكون من خلال الكهرومغناطيسية وحدها هي. تمرين مفيد ، ولكنه ليس صحيحًا أيضًا ، ومن الواضح أنه كذلك. تختلف تأثيرات الجاذبية اختلافًا جذريًا عن التأثيرات الكهربائية. يمكنك تغيير النظرية الكهربائية لتلائم الملاحظات ، ولكن فقط إذا أدخلت قواعد واستثناءات تعسفية جديدة ، والتي ، إن لم تكن ممنوعة تمامًا في العلم ، على الأقل مشكوك فيها للغاية (وكلما زاد التعقيد الذي يتعين عليك تقديمه ، قل احتمال ظهور نظريتك هو أن تكون دقيقًا). من ناحية أخرى ، تنطلق نظرية الجاذبية من الملاحظات وتناسبها بشكل طبيعي. الآن ، من المعروف جيدًا في الفيزياء أن فهمنا للجاذبية غير مكتمل (لا تتفق النظريات الكلاسيكية والكمية ، لسبب واحد ، على الرغم من أن كلاهما يبدو صحيحًا في مقاييس كل منهما) ، ولكن يجادل بأن الجاذبية "ضعيفة" لا يمكن أن تكون أيضًا أقوى قوة بشكل جماعي (إذا جاز التعبير) ، حسنًا ، منطق خاطئ. هناك العديد من الأمثلة على الأشياء الضعيفة التي تتجمع لتوفر تأثيرات خارج نطاق قوتها الفردية. عندما نقول أن القوى الكهربائية "أقوى" من الجاذبية ، فإننا نعني فقط على نطاق معين (الذري ، على وجه التحديد). عندما يصل حجمها إلى بضعة أقدام ، فإن القوة النووية غير موجودة ، على الرغم من أنها أقوى من القوة الكهربائية على المقاييس الصغيرة.


الجولة الرابعة: الخاتمة

ماذا ستقول لأي طالب يفكر في الذهاب إلى الفيزياء مثل الدراسات وعلم الكونيات وفيزياء الجسيمات وما إلى ذلك؟ أو لطالب يتردد في اختيار الفيزياء؟

KMC

يشتهر مجال الفيزياء بأنه "صعب" ، لذلك غالبًا ما يتردد الطلاب في المغامرة بمعرفة المزيد عنها أو يشعرون بالقلق من أنهم ليسوا "أذكياء بما يكفي" لاختياره كمهنة. لقد خطرت هذه الأفكار في ذهني بالتأكيد.

في اعتقادي الشخصي أنه لا يوجد أحد مولود عبقريًا وأنه ، تمامًا كما هو الحال في أي مهنة أخرى ، فإن العمل الجاد والمثابرة والإرادة للتعلم دائمًا سيقودك بعيدًا. أعتقد أيضًا أن صورة العالم في الأوساط الأكاديمية تتغير ببطء ولكن بثبات ، ويجب أن يكون جميع الأشخاص من جميع أنواع الخلفيات قادرين على متابعة مهنة الفيزياء والنجاح فيها.

يمكن أن تفتح درجة الفيزياء الباب أمام معلومات مهنية متنوعة دائمًا ما تكون صديقًا موثوقًا به ، لذلك لا تتردد في البحث حولك والتواصل للحصول على المشورة!

SI

أود أن أقول أن أهم جانب هو أن تفعل شيئًا تستمتع به. الجامعة ليست سهلة ، وتتطلب الكثير من الاستقلالية والانضباط الذاتي للنجاح والعمل بشكل جيد ، بغض النظر عن الموضوع. لذلك من المهم أن تكون متحمسًا لهدف ما ، وأن تستمتع بالتعلم في الدراسة التي اخترتها. لطالما كنت مهتمًا بمعرفة كيفية عمل الأشياء. إذا كنت ، مثلي ، من أشد المعجبين بالألغاز أو اختبارات الدماغ ، فإن المتعة التي ستحظى بها في محاولة حل المشكلات أو الألغاز ستجعل من السهل جدًا الاستمتاع بالعلوم ودفع المصاعب. الفيزياء مجال تنافسي للغاية ويتطلب الكثير من الانضباط الذاتي والإبداع. يحتاج البحث إلى قدر كبير من الاستقلالية والمبادرة ، لذلك من المهم للغاية أن تتعلم مبكرًا عن كيفية الاستخدام الفعال للأدوات المتاحة لك ، سواء كانت دروسًا أو دروسًا أو موجهين أو شبكات.

LW

اختيار دراسة الفيزياء ليس خيارًا سهلاً. يأتي مع الكثير من المسؤولية والعمل والتصميم. ومع ذلك ، فإنه يأتي أيضًا بالعديد من المفاجآت والتحديات الممتعة ، وسوف يمنحك إيمانًا بنفسك أكثر من أي شيء آخر. لم يكن طريقي إلى الفيزياء سهلاً ، لكن الآن بعد أن اقتربت من نهاية شهادتي ، يمكنني القول بفخر أنها منحتني ثقة أكبر في مهاراتي أكثر من أي شيء آخر. أهم شيء تسأله لنفسك هو ، "هل أنا فضولي؟ هل أنا فضولي؟ " إذا كانت الإجابة بنعم ولديك شغف بالفيزياء ، فتابعها! سوف يعلمك الكثير ليس فقط عن الأرض والنجوم والكواكب ولكن أيضًا عن نفسك.

JW

أود أن أشجع أي شخص مهتم بالفيزياء أو علم الفلك على الاستمرار في ذلك! لا تدع أي شخص يخبرك أن الأمر صعب للغاية أو يجب عليك تجربة شيء آخر. كل ما يتطلبه الأمر هو أن تكون شغوفًا ومستعدًا للتعلم. بالإضافة إلى ذلك ، لا تقع في فخ التفكير أن نيوتن وآينشتاين وهوكينج هم الأنواع الوحيدة من الأشخاص الذين يعملون في مجال الفيزياء. هناك مجموعة متنوعة من الأشخاص الذين يتابعون الفيزياء. ابحث عن شخص ترتبط به وتعلم المزيد عن قصته. تدور الفيزياء حول بعض الأفكار الكبيرة وإيجاد طرق إبداعية لتطبيقها. على هذا النحو ، لديها تطبيقات في العديد من المجالات. لا تعني متابعة الفيزياء أنك يجب أن تكون باحثًا جامعيًا أو أكاديميًا (على الرغم من أنك تستطيع بالتأكيد أن تكون!). لدي أصدقاء تخصصوا في الفيزياء أو علم الفلك كطلاب جامعيين واستمروا في أن أصبح مهندسًا في وكالة ناسا ورسامًا للرسوم المتحركة وأستاذًا جامعيًا وكاتبًا تقنيًا ومحاميًا ومحررًا للنسخ ومستشارًا علميًا وغير ذلك. هنا مصدر جيد لمعرفة المزيد. بشكل أساسي ، استمتع بها! ابحث عن مجموعة من الأشخاص الذين يحبون الفيزياء وعلم الفلك مثلك للتواصل مع بعضهم البعض ودعم بعضهم البعض. تمتلك الفيزياء القدرة على توصيلك بطريقة أعمق بالعالم والكون من بعده!

بالنسبة للأفراد الذين يرغبون في معرفة المزيد حول الموضوعات التي تمت مناقشتها من مصادر موثوقة ، يرجى سرد "توصياتكم الجذرية".

JW

هناك العديد من الكتب الجيدة وقنوات YouTube التي يمكن للقراء المهتمين العثور عليها. بعض من مفضلاتي أدناه. قد تكون بعض الكتب مؤرخة قليلاً الآن ، لكنها تقدم معلومات رائعة.

فيريس ، ت. (1988). بلوغ سن الرشد في درب التبانة. شركة William Morrow & amp Co.

غريفيث ، د. (1995). مقدمة في ميكانيكا الكم (الطبعة الأولى). تعليم بيرسون.

هوكينج ، س. (1988). نبذة عن تاريخ الوقت. بانتام ديل.

هوكينج ، س. (1993). الثقوب السوداء وأكوان الأطفال ومقالات أخرى. بانتام ديل.

Kurzgesagt - باختصار. (اختصار الثاني.). منزل، بيت [قناة يوتيوب]. موقع YouTube. تم الاسترجاع في 21 مارس 2021 من https://www.youtube.com/c/inanutshell/featured

تايسون ، إن ، جوت ، آر ، وأمب ستراوس ، إم إيه (2016). مرحبًا بك في الكون. جامعة برينستون.

فيريتاسيوم. (اختصار الثاني.). منزل، بيت [قناة يوتيوب]. موقع YouTube. تم الاسترجاع في 21 مارس 2021 من https://www.youtube.com/c/veritasium/featured

SI

لدينا الكثير من الأبحاث المثيرة والمعلومات المفيدة حول الثقوب السوداء على موقع Event Horizon Telescope الخاص بنا ووسائل التواصل الاجتماعي المقابلة. أنا شخصياً أحب الفيديو مع الدكتورة جانا ليفين التي تشرح الجاذبية على مستويات مختلفة من الخبرة ، وحديث الدكتور بريان غرين رائع لفهم القليل عن عالم الكم.

تلسكوب أفق الحدث. (2017). تلسكوب أفق الحدث. https://eventhorizontelescope.org/

سلكي. (2019 ، 20 ديسمبر). عالم الفيزياء الفلكية يشرح الجاذبية في 5 مستويات من الصعوبة | سلكي [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=QcUey-DVYjk

مهرجان العلوم العالمي. (2018 ، 16 فبراير). الواقع الكمومي: المكان والزمان والتشابك [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=BFrBr8oUVXU

LW

الكتاب الذي أوصي به بشدة ، والذي عادة ما يكون مطلوبًا أيضًا للقراءة إذا كنت تدرس الفيزياء في الجامعة ولكن يمكنك أيضًا استخدامه خلال المستويات A ، هو كتاب الفيزياء Tipler و Mosca. تسمى قناة YouTube التي أستمتع بها حقًا فتاة الفيزياء. لديها الكثير من مقاطع الفيديو التي تشرح بعض المفاهيم الأساسية والأكثر تقدمًا في الفيزياء بطريقة ممتعة. أخيرًا ، أوصي بالعثور على أي كتب حول مواضيع محددة تحبها! هل أنت مهتم بالكواكب؟ شراء الكتاب دليل الكواكب الخارجية بواسطة بيريمان.

بيريمان ، م. (2011). دليل الكواكب الخارجية (الطبعة الأولى). جامعة كامبريدج.

فتاة الفيزياء. (اختصار الثاني.). منزل، بيت [قناة يوتيوب]. موقع YouTube. تم الاسترجاع في 21 مارس 2021 من https://www.youtube.com/user/physicswoman

تيبلر ، ب.أ ، وأمب موسكا ، جي (2007). الفيزياء للعلماء والمهندسين (الطبعة السادسة). دبليو إتش فريمان.

KMC

بالنسبة للمتحدثين باللغة الإسبانية ، تعلمت بعض الموضوعات التي تمت مناقشتها هنا أولاً من خلال قراءة كتب علمية مشهورة من المكسيك ، وتحديداً كتب ماتوس وشاهين. هناك أيضًا العديد من قنوات YouTube ، مع بعض المفضلة الشخصية المدرجة أدناه.

حلقة دراسية مكثفة. (اختصار الثاني.). منزل، بيت [قناة يوتيوب]. موقع YouTube. تم الاسترجاع في 21 مارس 2021 من https://www.youtube.com/user/crashcourse

Kurzgesagt - باختصار. (اختصار الثاني.). منزل، بيت [قناة يوتيوب]. موقع YouTube. تم الاسترجاع في 21 مارس 2021 من https://www.youtube.com/c/inanutshell/featured

ماتوس ، ت. (2004). ¿De qué está hecho el universo؟ Materia oscura y energía oscura [مما يتكون الكون؟ المادة المظلمة والطاقة المظلمة]. Fondo de Cultura Económica (FCE).

وقت الفضاء PBS. (اختصار الثاني.). منزل، بيت [قناة يوتيوب]. موقع YouTube. تم الاسترجاع في 21 مارس 2021 من https://www.youtube.com/channel/UC7_gcs09iThXybpVgjHZ_7g

شاهين ، هـ. (2012). Los hoyos negros y la curvatura del espacio-tiempo [الثقوب السوداء وانحناء الزمكان]. Fondo de Cultura Económica (FCE).

كارين ماسياس كارديناس هو عالم فيزياء مكسيكي وهو طالب ماجستير في جامعة كوين & # 8217s. مجال أبحاثهم هو فيزياء الجسيمات الفلكية مع التركيز على ظواهر المادة المظلمة (DM) ، على وجه التحديد ، دراسة إمكانية قنوات إبادة DM في جسيمات النموذج القياسي مثل النيوترينوات باستخدام قيود من تجارب النيوترينو الحالية والتحقيقات الكونية.

لقد كانوا أرمي منذ عام 2017 عندما أصدرت BTS & # 8220Spring Day. & # 8221 BTS شجعهم على البقاء صادقين مع أنفسهم وأن يكونوا فخورين بمن هم عالم ثنائي الجنس غير ثنائيي الجنس وأظهروا لهم أهمية رفع أصواتهم. الأقليات في المجالات التي كانت تاريخيا ممثلة تمثيلا ناقصا فيها.

أحب نفسك ، تحدث بنفسك ، الجيش!

سارة عيسون هو مرشح لنيل درجة الدكتوراه في الفيزياء الفلكية في جامعة رادبود وعضو في Event Horizon Telescope Collaboration ، الفريق الذي قام ، في عام 2019 ، بتصوير ظل ثقب أسود لأول مرة. تولد الثقوب السوداء الهائلة أعلى عمليات الطاقة في الكون المعروف ، وتطلق نفاثات من البلازما تؤثر على بيئات المجرات على نطاقات كبيرة ، لكن خصائصها الأساسية لا تزال محاطة بالغموض. إنها تستفيد من الشبكات العالمية للتلسكوبات الراديوية لتصوير ودراسة المحيط المباشر وسحب الجاذبية للثقوب السوداء فائقة الكتلة.

جيسيكا وارين حصلت على درجة البكالوريوس في الفيزياء وعلم الفلك من كلية فاسار ودكتوراه في الفيزياء الفلكية من جامعة روتجرز ، حيث ركزت على أطياف الأشعة السينية لبقايا المستعر الأعظم. قامت بتدريس الفيزياء وعلم الفلك في العديد من المؤسسات وهي الآن محاضرة في الفيزياء في جامعة إنديانا الشمالية الغربية. ينشط وارين في التوعية العلمية ، حيث قام بالتحكيم في مسابقات أولمبياد العلوم المحلية ، واستضاف ليالي مراقبة علم الفلك ، وزار المدارس المحلية. في الوقت الحالي ، تتركز اهتماماتها البحثية في تعليم الفيزياء ، وتحديداً النظر في الطرق التي يمكن للطلاب من خلالها استخدام استراتيجيات التقييم الذاتي لتطوير مواقف شبيهة بالخبراء تجاه الفيزياء.

ليوني ويت هو طالب في الفيزياء الفلكية يبلغ من العمر 23 عامًا وهو كبير السن في ARMY! إنها في سنتها الأخيرة من الماجستير في جامعة كنت بالمملكة المتحدة وتأمل أن تبدأ مسيرتها المهنية في النظر إلى الكواكب وتركيباتها. لقد مرت بها موسيقى BTS & # 8217s في الكثير من الأوقات الصعبة أثناء سعيها للحصول على شهادتها ، بل إنها ألهمتها لزيارة كوريا. في أوقات فراغها ، تعزف على الجيتار وتكتب أغانيها الخاصة التي تحملها على Spotify. كما أنها تحب الرقص وتسلق الجبال في جبال الألب.

الفيزياء في كل مكان تنظر إليه: في هاتفك وفي الطبيعة المحيطة بك وفي كلمات أغاني BTS. استمتع بالاستكشاف وإشباع فضولك!

توضيح بواسطة: راشيل فريمانre_yichellart

مراجع

بانغتانتف. (2020 ، 6 ديسمبر). BTS (방탄 소년단) أداء البجعة السوداء. + on + life تستمر + dynamite @ 2020 MMA [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=PtaP4UkZKyc

تسميات Big Hit. (2015 أ ، 10 مايو). BTS (방탄 소년단) MV الرسمي "I need u" (الإصدار الأصلي) [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=jjskoRh8GTE

تسميات Big Hit. (2015b ، 29 نوفمبر). BTS (방탄 소년단) 'Run & # 8217 MV الرسمية [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=wKysONrSmew

تسميات Big Hit. (2016 ، 9 أكتوبر). BTS (방탄 소년단) "피 땀 눈물 (عرق الدم والدموع)" MV الرسمي [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=hmE9f-TEutc

تسميات Big Hit. (2017 أ ، 4 سبتمبر). BTS (방탄 소년단) أحب نفسك - مقطعها الدعائي لعودتها بعنوان الصدفة # 8217 [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=BEMaH9Sm3lQ

تسميات Big Hit. (2017 ب ، 18 سبتمبر). BTS (방탄 소년단) ‘DNA & # 8217 MV official [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=MBdVXkSdhwU

تسميات Big Hit. (2018 ، 6 مايو). BTS (방탄 소년단) Love yourself 轉 tear & # 8216singularity # 8217 عودة المقطع الدعائي [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=p8npDG2ulKQ

Big Hit Entertainment. (2019 أ). 花樣 年華 الملاحظات 1 أجمل لحظة في الحياة [ENG]. بيوريجين.

Big Hit Entertainment. (2020). 花樣 年華 The Notes 2 أجمل لحظة في الحياة [ENG]. شركة Big Hit IP Co.، Ltd.

بلادي ، س. (2021). BTS من & # 8220N.O & # 8221 إلى & # 8220ON & # 8221 وما بعده: الابتكار في الرسائل والنمذجة الفعالة للصحة العقلية. مجلة التسويق في آسيا ، 22(4), 117-149.

لازور ، سي (2021). قصة نجاح: كيف يساهم سرد القصص في العلامة التجارية لـ BTS. مجلة التسويق في آسيا ، 22(4), 47-62.

لي ، ج. (2019). BTS ، ثورة فنية: BTS يلتقون دولوز (S. Kim & amp M.Myungji & amp J. Won & amp S. Lee، Trans.). ناشرو باريسيا. (العمل الأصلي المنشور 2018)

Mnet K-POP. (2017 ، 1 ديسمبر). [2017 MAMA في هونغ كونغ] BTS_intro perf. + ليس اليوم [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=2HboMs0vbsE

استوديو XXX. (2015). 화양연화 أجمل لحظة في الحياة pt. 2 [صورة الألبوم]. Big Hit Entertainment.

تيجمارك ، م. (2003). أكوان موازية. في جيه بارو ، بي ديفيز ، وأمبير سي هاربر جونيور (محرران) ، العلم والواقع النهائي: من الكم إلى الكون. صحافة جامعة كامبرج. https://space.mit.edu/home/tegmark/multiverse.pdf

يونيفرسال ميوزيك اليابان. (2017 ، 9 مايو). BTS (防 弾 少年 団) & # 8216 血 、 汗 、 涙 -Japanese ver .- & # 8216 official mv [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=7OX7dIRReSA

مهرجان العلوم العالمي. (2015 ، 23 ديسمبر). الثقوب السوداء والثقوب الدودية والسفر عبر الزمن [فيديو]. موقع YouTube. https://www.youtube.com/watch؟v=LCgU7KZQCN8

تضارب المصالح

ليس للمبدعين أي تضارب مصالح ذو صلة بالإفصاح عنه.

الاقتباسات المقترحة

اقتباس APA

إتيان ، إل ، هولمي ، ك ، أمبير لازور ، سي (2021). ما وراء النجوم: الفيزياء الفلكية في الكون البانجتان. مراجعة الثورة الجذرية [20130613]، (2). https://ther3journal.com/issue-2/beyond-the-stars-astrophysics-in-the-bangtan-universe

اقتباس MLA

إتيان ، لينا ، هولمي ، كاتي ، ولازور ، كورتني. "Beyond the Stars: Astrophysics in the Bangtan Universe." مراجعة الثورة الجذرية [20130613]، لا. 2 ، 2021. https://ther3journal.com/issue-2/beyond-the-stars-astrophysics-in-the-bangtan-universe.


تفاصيل أعمق: الأوراق المنشورة

لا توجد واحدة ، ولكن بدلاً من ذلك مجموعة ذات صلة من خمس أوراق علمية تتناولها جميعًا بتفصيل كبير. سنقوم بتمريرة سريعة للغاية في كل منهما. جميعها متوفرة ضمن & # 8220 The Astrophysical Journal Letters & # 8221 وتم نشرها في 10 أبريل 2019.

(ملاحظة جانبية: تحتوي جميع هذه الأوراق على عدد كبير من المساهمين ، وهي طويلة جدًا وطويلة جدًا ومفصلة للغاية وتقنية تمامًا).

أول نتائج M87 Event Horizon Telescope. I. ظل الثقب الأسود الهائل

عندما تكون محاطة بمنطقة انبعاث شفافة ، من المتوقع أن تكشف الثقوب السوداء عن ظل مظلم ناتج عن انحناء ضوء الجاذبية والتقاط الفوتون في أفق الحدث. لتصوير هذه الظاهرة ودراستها ، قمنا بتجميع Event Horizon Telescope ، وهو عبارة عن مجموعة قياس تداخل عالمية طويلة جدًا تراقب بطول موجة يبلغ 1.3 ملم.يتيح لنا ذلك إعادة بناء صور بمقياس أفق الحدث للثقب الأسود المرشح فائق الكتلة في وسط المجرة الإهليلجية العملاقة M87. & # 8230 بشكل عام ، تتوافق الصورة المرصودة مع توقعات ظل ثقب أسود كير كما تنبأت النسبية العامة. يمكن تفسير عدم التناسق في السطوع في الحلقة من حيث الإشعاع النسبي للانبعاثات من البلازما التي تدور بالقرب من سرعة الضوء حول الثقب الأسود. نقارن صورنا بمكتبة واسعة من المحاكاة المغناطيسية الديناميكية العامة النسبية المتتبعة بالأشعة للثقوب السوداء ونشتق كتلة مركزية من M = (6.5 ± 0.7) × 10 9 م. وبالتالي ، فإن أرصادنا للموجات الراديوية تقدم دليلاً قوياً على وجود ثقوب سوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات وكمحركات مركزية لنوى المجرة النشطة. كما أنها تقدم أداة جديدة لاستكشاف الجاذبية في أقصى حدودها القصوى وعلى نطاق جماعي لم يكن من الممكن الوصول إليها حتى الآن.

أول نتائج M87 Event Horizon Telescope. II. صفيف والأجهزة

يعد Event Horizon Telescope (EHT) مجموعة قياس تداخل أساسية طويلة جدًا (VLBI) تشتمل على تلسكوبات ذات أطوال موجية مليمترية وما دون المليمترات مفصولة بمسافات مماثلة لقطر الأرض. في الطول الموجي التشغيلي الاسمي

1.3 مم ، دقة زاوية EHT (λ / D) هي

25 ميكرومتر ، وهو ما يكفي لحل المرشحين الثقوب السوداء الهائلة القريبة على المقاييس المكانية والزمانية التي تتوافق مع آفاق الحدث الخاصة بهم. مع هذه القدرة ، فإن الأهداف العلمية لـ EHT هي التحقيق في التأثيرات النسبية العامة في نظام المجال القوي ودراسة التراكم والتكوين النفاث النسبي بالقرب من حدود الثقب الأسود. في هذه الرسالة ، نصف تصميم نظام EHT ، ونفصل التكنولوجيا والأجهزة التي تمكن الملاحظات ، وتوفر مقاييس لأدائها. تطلب تحقيق الأهداف العلمية لـ EHT العديد من التطورات الرئيسية التي سهلت التوسع القوي لتقنية VLBI إلى أطوال موجات مراقبة EHT وإنتاج الأجهزة التي يمكن نشرها على مجموعة غير متجانسة من التلسكوبات والمرافق الحالية. لتلبية متطلبات الحساسية ، تم تطوير الأنظمة الرقمية ذات النطاق الترددي العالي التي تعالج البيانات بمعدلات 64 جيجابت ثانية -1 ، متجاوزة تلك الخاصة بمصفوفات VLBI ذات الطول الموجي سم التي تعمل حاليًا بأكثر من ترتيب من حيث الحجم. تشمل التحسينات المصاحبة تطوير أنظمة التدريج في مرافق المصفوفة ، وتركيب مستقبلات جديدة في عدة مواقع ، ونشر معايير تردد مازر الهيدروجين لضمان التقاط البيانات المتماسك عبر المصفوفة. أدت هذه الجهود إلى تنسيق وتنفيذ أول ملاحظات EHT العالمية في أبريل 2017 ، والتصوير على نطاق أفق الحدث لمرشح ثقب أسود فائق الكتلة في M87.

أول نتائج M87 Event Horizon Telescope. ثالثا. معالجة البيانات والمعايرة

نقدم معايرة وتقليل ملاحظات تلسكوب Event Horizon Telescope (EHT) 1.3 مم لطول الموجة الراديوية المرشح للثقب الأسود الفائق الكتلة في مركز المجرة الراديوية M87 و quasar 3C 279 ، التي تم التقاطها خلال حملة المراقبة في الفترة من 5 إلى 11 أبريل 2017. تتضمن هذه الملاحظات العالمية الطويلة جدًا لقياس التداخل وللمرة الأولى مصفوفة Atacama كبيرة المليمتر / المليمترات الصغيرة (ALMA) التي تصل إلى دقة زاويّة قدرها 25 μas ، مع حدود حساسية مميزة تبلغ

1 مللي جول على خطوط الأساس لـ ALMA و

10 مللي جول على خطوط الأساس الأخرى. تمثل الملاحظات تحديات لأدوات معالجة البيانات الحالية ، الناشئة عن تقلبات الطور السريع في الغلاف الجوي ، وعرض النطاق الترددي للتسجيل ، والمصفوفة غير المتجانسة للغاية. استجابةً لذلك ، قمنا بتطوير ثلاثة خطوط أنابيب مستقلة لمعايرة المرحلة واكتشاف الأطراف ، كل منها مصمم خصيصًا لتلبية الاحتياجات المحددة لـ EHT. تشمل نواتج البيانات النهائية سعة الشدة الكلية المُعايرة ومعلومات المرحلة. يتم التحقق من صحتها من خلال سلسلة من اختبارات ضمان الجودة التي تظهر الاتساق عبر خطوط الأنابيب وتضع حدودًا للأخطاء المنهجية الأساسية بنسبة 2٪ في السعة و 1 درجة في المرحلة. تكشف بيانات M87 عن وجود نقطتين فارغتين في كثافة التدفق المترابط عند

8.3 Gλ والتطور الزمني في كميات الإغلاق ، مما يشير إلى التباين الجوهري للبنية المدمجة على مقياس زمني من الأيام ، أو عدة أوقات عبور الضوء لبضعة مليارات من الثقوب السوداء ذات الكتلة الشمسية. توفر هذه القياسات الفرصة الأولى لتصوير بنية مقياس الأفق في M87.

أول نتائج M87 Event Horizon Telescope. رابعا. تصوير الثقب الأسود الهائل المركزي

نقدم الصور الأولى لتلسكوب أفق الحدث (EHT) لـ M87 ، باستخدام الملاحظات من أبريل 2017 بطول موجة 1.3 مم. تظهر هذه الصور حلقة بارزة بقطر

40 ميكرومتر ، بما يتوافق مع حجم وشكل مدار الفوتون ذي العدسة الذي يحيط & # 8220shadow & # 8221 للثقب الأسود الهائل. الحلقة ثابتة خلال أربع ليال مراقبة وتظهر سطوعًا محسّنًا في الجنوب. لتقييم موثوقية هذه النتائج ، قمنا بتنفيذ إجراء التصوير على مرحلتين. في المرحلة الأولى ، أنتجت أربعة فرق ، كل فريق أعمى عن الآخرين & # 8217 العمل ، صورًا لـ M87 باستخدام طريقة ثابتة (CLEAN) وتقنية أحدث (الاحتمالية القصوى المنتظمة). سمحت لنا هذه المرحلة بتجنب التحيز البشري المشترك وتقييم السمات المشتركة بين عمليات إعادة البناء المستقلة. في المرحلة الثانية ، قمنا بإعادة بناء البيانات التركيبية من مسح كبير لمعلمات التصوير ثم قمنا بمقارنة النتائج مع صور الحقيقة الأرضية المقابلة. سمحت لنا هذه المرحلة بتحديد المعلمات بشكل موضوعي لاستخدامها عند إعادة بناء صور M87. في جميع الاختبارات في كلتا المرحلتين ، ظل قطر الحلقة وعدم التناسق مستقرين وغير حساسين لاختيار تقنية التصوير. نصف إجراءات التصوير EHT ، وميزات الصورة الأساسية في M87 ، واعتماد هذه الميزات على افتراضات التصوير.

أول نتائج M87 Event Horizon Telescope. خامسا - الأصل المادي للحلقة غير المتماثلة

قام تلسكوب Event Horizon Telescope (EHT) بتعيين مصدر الراديو المركزي المضغوط للمجرة الإهليلجية M87 عند 1.3 مم بدقة زاوية غير مسبوقة. هنا نأخذ في الاعتبار الآثار المادية للحلقة غير المتماثلة التي تظهر في بيانات EHT لعام 2017. تحقيقا لهذه الغاية ، نقوم ببناء مكتبة كبيرة من النماذج على أساس المحاكاة النسبية العامة المغنطيسية الديناميكية (GRMHD) والصور الاصطناعية التي تنتجها النسبية العامة لتتبع الأشعة. قارنا الرؤى المرصودة بهذه المكتبة ونؤكد أن الحلقة غير المتماثلة تتوافق مع التوقعات السابقة لعدسة الجاذبية القوية لانبعاث السنكروترون من بلازما ساخنة تدور بالقرب من أفق حدث الثقب الأسود. يعتمد نصف قطر الحلقة وعدم تناسق الحلقة على كتلة الثقب الأسود ودورانه ، على التوالي ، وبالتالي من المتوقع أن يكون كلاهما مستقرًا عند ملاحظته في حملات EHT المستقبلية. بشكل عام ، تتوافق الصورة المرصودة مع التوقعات الخاصة بظلال ثقب أسود Kerr الدوار كما تنبأت النسبية العامة. إذا تم محاذاة الثقب الأسود وطائرة M87 & # 8217 كبيرة الحجم ، فسيتم توجيه متجه دوران الثقب الأسود بعيدًا عن الأرض. النماذج الموجودة في مكتبتنا للثقوب السوداء غير الدوارة غير متوافقة مع الملاحظات لأنها لا تنتج نفثات قوية بما يكفي. في الوقت نفسه ، في تلك النماذج التي تنتج نفاثًا قويًا بدرجة كافية ، يتم تشغيل الأخير عن طريق استخراج طاقة دوران الثقب الأسود من خلال آليات مشابهة لعملية بلاندفورد-زنايك. ندرس بإيجاز بدائل للثقب الأسود للكائن المركزي المضغوط. إن تحليل بيانات الاستقطاب EHT الحالية والبيانات المأخوذة في وقت واحد بأطوال موجية أخرى سيمكن قريبًا من إجراء اختبارات جديدة لنماذج GRMHD ، وكذلك حملات EHT المستقبلية عند 230 و 345 جيجاهرتز.


شاهد الفيديو: ماذا سيحدث لك عند دخولك إلى ثقب أسود (شهر اكتوبر 2021).