الفلك

إسقاط حصاة في ثقب أسود

إسقاط حصاة في ثقب أسود

إذا كان على المرء أن يسقط ، على سبيل المثال ، حصاة ، من مسافة كافية ، في ثقب أسود. ستستمر الحصاة في التسارع حتى تصبح أقل بقليل من سرعة الضوء. في اللحظة التالية يجب أن تتجاوز سرعتها سرعة الضوء. لما لا؟


الجاذبية لا تختلف عن أي قوة أخرى. لا يهم أنه يأتي من ثقب أسود أو نجم أو كوكب أو كتلة من الجبن تطفو في الفضاء الخارجي. إنها مجرد قوة ، مثل أي قوة أخرى.

ضع محركًا صاروخيًا قويًا جدًا على الحصاة. في وقت قصير سوف تزيد من سرعة الحصاة بالقرب من سرعة الضوء. في اللحظة التالية يجب أن تتجاوز سرعة الضوء. لما لا؟

لأن هذا ليس كيف يعمل. مع تسارعك أكثر فأكثر ، يصبح تمدد الوقت وتقلص الفضاء أقوى أيضًا ، لذلك يصبح من الصعب والأصعب الاقتراب من سرعة الضوء ، بغض النظر عما يدفع أو يسحب الحصاة ، سواء كان ذلك محركًا صاروخيًا عملاقًا أو محركًا هائلًا. جاذبية ثقب أسود كبير. نفس الشيء. كلما زادت سرعة الحصاة ، كلما زاد تشوه المكان والوقت ، زادت صعوبة زيادة السرعة.

لا يمكنها حتى الوصول إلى سرعة الضوء لأن تمدد الوقت ، وما إلى ذلك ، سيصبح لانهائيًا ، مما يمنعه بشكل فعال من الوصول إلى سرعة الضوء.

لا يمكنك خداع النسبية.


ملاحظة: هذا ليس تفسيرًا صارمًا ولكنه قريب بما يكفي ويجب أن يوفر بعض الفهم البديهي لما يحدث.


لغز الثقب الأسود: اختفاء الثقب الأسود "المحير للعقل" يدفع إلى اكتشاف هائل

تم نسخ الرابط

الثقب الأسود: الرسوم المتحركة توضح كيفية عمل "نبضات القلب"

عند الاشتراك ، سنستخدم المعلومات التي تقدمها لإرسال هذه الرسائل الإخبارية إليك. في بعض الأحيان سوف تتضمن توصيات بشأن الرسائل الإخبارية أو الخدمات الأخرى ذات الصلة التي نقدمها. يوضح إشعار الخصوصية الخاص بنا المزيد حول كيفية استخدامنا لبياناتك وحقوقك. يمكنك إلغاء الاشتراك في أي وقت.

لا تزال الثقوب السوداء واحدة من أكثر الكيانات المحيرة في الكون ، وبغض النظر عن مقدار التقدم الذي يحرزه علماء الفلك ، لا يزال هناك شيء آخر لاكتشافه. الآن ، اكتشف الخبراء ثقبًا أسود انفجر في الضوء خلال فترة قصيرة نسبيًا ، تاركًا العلماء يعانون من صداع "محير للعقل".

مقالات ذات صلة

لاحظت دراسة جديدة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أن هالة الثقب الأسود - حلقة الطاقة فائقة السطوع التي تحيط بالثقب الأسود - تختفي قبل أن تنفجر بسرعة مرة أخرى في الضوء مع لمعان شديد.

هالة الثقب الأسود ، التي تبعد 300 مليون سنة ضوئية عن الأرض ، اختفت على مدار عام ، وهذا لا يعد شيئًا من الناحية الفلكية ، قبل أن تتراكم مرة أخرى على مدار أشهر فقط.

قالت إيرين كارا ، عالمة الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "نتوقع أن يتغير اللمعان بهذا الحجم على نطاقات زمنية تتراوح بين عدة آلاف إلى ملايين السنين.

& ldquo ولكن في هذا الكائن ، رأينا أنه يتغير بمقدار 10000 على مدار عام ، بل إنه تغير بمعامل 100 في ثماني ساعات ، وهو أمر غير مسبوق تمامًا ومثير للدهشة حقًا. & rdquo

لغز الثقب الأسود: الاختفاء الغريب للثقب الأسود `` المحير للعقل '' يدفع إلى اكتشاف ضخم (الصورة: NASA & Bull CALTECH)

الثقوب السوداء - على الرغم من الاسم - تنتج إكليلًا شديد السطوع (الصورة: جيتي)

في حين أن ما حدث لهالة الثقب الأسود لا يزال مسألة تخمين إلى حد كبير ، يعتقد العلماء الذين أجروا الدراسة المنشورة في مجلة Astrophysical Journal Letters ، أن نجمًا هاربًا ربما يكون قد وقع في حلقة الضوء ، مما تسبب في تشويش كل شيء بشكل أساسي

قال بيان صادر عن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "مثل حصاة أُلقيت في علبة تروس ، ربما ارتد النجم من خلال الثقب الأسود وقرص rsquos للمواد الملتفة ، مما تسبب في سقوط كل شيء في الجوار ، بما في ذلك الإكليل والجسيمات عالية الطاقة ، فجأة في الثقب الأسود . "

بعد عملية الاختفاء ، قال الباحثون إن الهالة كانت قادرة على التكاثر مرة أخرى ، مع الاحتكاك الشديد في الغاز الدائر قادرًا مرة أخرى على إنتاج الأضواء الساطعة.

قالت السيدة كارا: "يبدو أن هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها هالة تختفي أولاً وقبل كل شيء ، ولكن بعد ذلك أيضًا نعيد بناء نفسها ، ونحن نشاهد هذا في الوقت الفعلي.

"مثل حصاة أُلقيت في علبة تروس ، ربما ارتد النجم من خلال الثقب الأسود وقرص rsquos من المواد الملتفة" (الصورة: جيتي)

مقالات ذات صلة

& ldquo سيكون هذا مهمًا حقًا لفهم كيفية تسخين الثقب الأسود وإكليل rsquos وتشغيله في المقام الأول. & rdquo

قال كلاوديو ريتشي ، الأستاذ المساعد في جامعة دييغو بورتاليس في سانتياغو ، تشيلي ، والمؤلف الرئيسي للدراسة: "نحن لا نرى عادةً اختلافات مثل هذه في تراكم الثقوب السوداء.

"كان الأمر غريبًا للغاية لدرجة أننا اعتقدنا في البداية أنه ربما كان هناك خطأ ما في البيانات. وعندما رأينا أنها حقيقية ، كانت مثيرة للغاية.

"لكن لم تكن لدينا أي فكرة أيضًا عما كنا نتعامل معه ولم ير أي شخص تحدثنا إليه شيئًا كهذا".

ما هو الثقب الأسود؟ (الصورة: EXPRESS)

الشائع

سيتعين القيام بالكثير من أعمال المراقبة قبل أن يتمكن العلماء حقًا من فهم الآليات والفروق الدقيقة لمثل هذه الظاهرة.

تابعت السيدة كارا: "تحتوي مجموعة البيانات هذه على الكثير من الألغاز. ولكن هذا مثير ، لأنه يعني أننا نتعلم شيئًا جديدًا عن الكون.

"نعتقد أن فرضية النجم جيدة ، لكنني أعتقد أيضًا أننا سنحلل هذا الحدث لفترة طويلة."


محتويات

يوصف السطح الخارجي للإرغوسفير بأنه سطح الأرض وهو السطح الذي تبقى فيه أشعة الضوء التي تدور عكسيًا (فيما يتعلق بدوران الثقب الأسود) في إحداثيات زاويّة ثابتة ، وفقًا لمراقب خارجي. نظرًا لأن الجسيمات الضخمة تتحرك بالضرورة أبطأ من سرعة الضوء ، فإن الجسيمات الضخمة ستدور بالضرورة فيما يتعلق بمراقب ثابت "عند اللانهاية". هناك طريقة لتصور هذا عن طريق قلب شوكة على ورقة كتان مسطحة أثناء دوران الشوكة ، يتم لف الكتان معها ، أي أن الدوران الداخلي ينتشر للخارج مما يؤدي إلى تشويه منطقة أوسع. الحدود الداخلية لإرغوسفير هي أفق الحدث ، وأفق الحدث هذا هو المحيط المكاني الذي لا يمكن للضوء أن يهرب منه.

داخل هذا الغلاف الجوي ، يتبادل الوقت وأحد الإحداثيات الزاوية المعنى (يصبح الوقت زاوية وتصبح الزاوية وقتًا) لأن الإحداثيات الزمنية لها اتجاه واحد فقط (يدور الجسيم مع الثقب الأسود في اتجاه واحد فقط). بسبب هذا التبادل غير العادي للإحداثيات ، يمكن لطاقة الجسيم أن تفترض قيمًا موجبة وسالبة كما تم قياسها بواسطة مراقب في اللانهاية.

إذا دخل الجسيم A إلى الغلاف الجوي لثقب Kerr الأسود ، ثم انقسم إلى جسيمات B و C ، فإن النتيجة (بالنظر إلى الافتراضات التي تفيد بأن الحفاظ على الطاقة لا يزال ساريًا ويسمح لأحد الجسيمات بالحصول على طاقة سالبة) ستكون ذلك الجسيم B يمكن أن يخرج من الغلاف الجوي بطاقة أكثر من الجسيم A بينما الجسيم C يذهب إلى الثقب الأسود ، أي هأ = هب + هج ويقول هج & lt 0 ، إذن هب & GT هأ .

بهذه الطريقة ، تُستخرج طاقة الدوران من الثقب الأسود ، مما يؤدي إلى دوران الثقب الأسود إلى سرعة دوران أقل. يتم استخراج أقصى قدر من الطاقة إذا حدث الانقسام خارج أفق الحدث مباشرةً وإذا كان الجسيم C يدور عكسًا إلى أقصى حد ممكن.

في العملية المعاكسة ، يمكن لف الثقب الأسود (زيادة سرعته الدورانية) عن طريق إرسال جسيمات لا تنفصل ، ولكن بدلاً من ذلك تعطي زخمها الزاوي بالكامل للثقب الأسود.


يعطي تلسكوب بحجم الكوكب رؤية حادة للثقوب السوداء

انضم تلسكوب القطب الجنوبي (SPT) وتجربة أتاكاما باثفايندر (APEX) معًا في تجربة "قياس التداخل طويل جدًا" لأول مرة في يناير 2015. لاحظ المقرابان معًا مصدرين - الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة ، Sagittarius A * ، والثقب الأسود في مركز المجرة القريبة Centaurus A - وجمعت إشاراتها لتوليف تلسكوب بعرض 7000 كيلومتر (الخط الأصفر). مع هذا النجاح ، تنضم SPT إلى مصفوفة Event Horizon Telescope ، التي تربط APEX ، والتلسكوب الكبير المليمتر في المكسيك ، والتلسكوب دون المليمتر في أريزونا ، والمصفوفة المدمجة للبحث في علم فلك الموجات المليمترية في كاليفورنيا ، ومصفوفة المقاييس الفرعية وجيمس كليرك ماكسويل تلسكوب في هاواي ، وتلسكوبات معهد علم الفلك الراديوي Millimetrique (IRAM) في إسبانيا وفرنسا (غير مرئية). ائتمان الصورة: دان مارون / جامعة أريزونا قام علماء الفلك ببناء تلسكوب افتراضي بحجم الأرض قادر على تصوير أفق الحدث للثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة وقد مددوا أجهزتهم إلى قاع الأرض و [مدش] القطب الجنوبي و [مدش] شكرًا إلى الجهود الأخيرة التي بذلها فريق من علماء الفلك بمشاركة معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIfR) في بون ، ألمانيا.

في ديسمبر الماضي ، سافر فريق دولي من علماء الفلك إلى نصف الكرة الجنوبي: سافر علماء ألمان وتشيليون وكوريون بقيادة آلان روي من MPIfR ، إلى أتاكاما ، تشيلي ، وتوجه علماء أمريكيون بقيادة دان ماروني من جامعة أريزونا إلى الجنوب. قطب لترتيب التلسكوبات في أكبر تلسكوب افتراضي على الإطلاق تم بناؤه و [مدش] تلسكوب أفق الحدث ، أو EHT. من خلال الجمع بين التلسكوبات عبر الأرض ، سوف يلتقط EHT الصور التفصيلية الأولى للثقوب السوداء.

& # 8220 أهداف EHT هي اختبار نظرية أينشتاين للنسبية العامة ، وفهم كيفية تأكل الثقوب السوداء وتوليد تدفقات نسبية ، وإثبات وجود أفق الحدث ، أو & # 8216edge ، & # 8217 للثقب الأسود ، & # 8221 يقول دان مارون.

يقع تلسكوب Atacama Pathfinder Experiment (APEX) فوق هضبة Chajnantor في جبال الأنديز التشيلية ، على ارتفاع أكثر من 5100 متر. على يسار APEX توجد المنطقة الوسطى من مجرة ​​درب التبانة ، حيث يتربص الثقب الأسود الهائل Sagittarius A *. رصيد الصورة: ESO / Babak Tafreshi (twanight.org) APEX ، الذي سجل ملاحظات مشتركة ناجحة مع Atacama Large Millimeter Array (ALMA) في 13 يناير 2015 ، مع تلسكوب افتراضي بحجم 2.08 كيلومتر ، تم الآن توصيله بـ SPT ، على بعد أكثر من 7000 كيلومتر. هذه هي أحدث إضافة إلى مجموعة التلسكوبات المنتشرة في جميع أنحاء العالم والمرتبطة باستخدام تقنية تعرف باسم قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا ، أو VLBI. يمكن للتلسكوبات الأكبر حجمًا إجراء عمليات رصد أكثر وضوحًا ، كما يسمح قياس التداخل للتلسكوبات المتعددة بالعمل مثل تلسكوب واحد كبير مثل الفصل و mdash أو & # 8220baseline & # 8221 & mdash بينهما. باستخدام VLBI ، يمكن تحقيق أكبر قدر ممكن من الملاحظات عن طريق جعل الفصل بين التلسكوبات أكبر ما يمكن.

& # 8220 لإنجاز هذا العمل ، كان علينا أن نجلب أحدث التقنيات إلى بعض الأماكن النائية على وجه الأرض ، & # 8221 يقول آلان روي. & # 8220 إنه تحدٍ لوجستي لتضمين عدد متزايد من التلسكوبات من هاواي إلى أوروبا ، ومن أمريكا الشمالية إلى تشيلي والقطب الجنوبي لتزويدنا بجودة صورة ووضوح محسنين كثيرًا. & # 8221

على الرغم من أن الثقب الأسود لمجرة درب التبانة & # 8217s ، المعروف باسم Sagittarius A * (يُنطق & # 8216A-star & # 8217) ، أكبر بـ 4 ملايين مرة من الشمس ، إلا أنه صغير في عيون علماء الفلك. أصغر من مدار عطارد & # 8217s حول الشمس ، ومع ذلك يبعد حوالي 26000 سنة ضوئية ، ودراسة أفق الحدث بالتفصيل تعادل الوقوف في نيويورك وقراءة التاريخ على سنت في ألمانيا.

مع دقة غير مسبوقة ، أفضل بأكثر من 1000 مرة من تلسكوب هابل ، سيشهد EHT غازًا دائريًا عند هبوطه النهائي فوق أفق الحدث ، ولن يستعيد الاتصال ببقية الكون أبدًا. إذا كانت النظرية العامة للنسبية صحيحة ، فسيكون الثقب الأسود نفسه غير مرئي لأنه لا يمكن حتى للضوء الهروب من جاذبيته الهائلة. ومع ذلك ، قد لا يزال يُنظر إليه على أنه صورة ظلية على الخلفية.

تم افتراض وجود الثقوب السوداء لأول مرة من قبل نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين ، ومنذ ذلك الحين تم دعم وجود الثقوب السوداء من خلال عقود و # 8217 من الملاحظات الفلكية. يُعتقد الآن أن معظم المجرات ، إن لم يكن كلها ، تحتوي على ثقب أسود هائل في مركزها ، ويجب أن تتناثر المجرات الأصغر المتكونة من النجوم المحتضرة بين نجومها. من المعروف أن مجرة ​​درب التبانة هي موطن لحوالي 25 ثقبًا أسودًا صغيرًا تتراوح كتلته بين خمسة إلى 10 أضعاف كتلة الشمس. لكن لم يكن من الممكن أبدًا ملاحظة وتصوير إحدى هذه الشذوذات الكونية.

انضم تلسكوب القطب الجنوبي الذي يبلغ طوله 10 أمتار ، في محطة أموندسن سكوت ساوث بول التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية ، إلى مصفوفة Event Horizon Telescope العالمية في يناير 2015. مصدر الصورة: Dan Marrone / University of Arizona لملاحظاتهم الأولية ، أشارت التلسكوبات المشتركة إلى اثنين من الثقوب السوداء المعروفة ، Sagittarius A * في مجرتنا ، والآخر ، يقع على بعد 10 ملايين سنة ضوئية في مجرة ​​تسمى Centaurus A. بالنسبة لهذه التجربة ، لاحظ تلسكوب APEX في تشيلي و SPT في القارة القطبية الجنوبية معًا ، على الرغم من كونهما ما يقرب من 7000 كم على بعد. إن اكتشافاتهم هي أعلى الملاحظات دقة على الإطلاق لأي جسم في السماء الجنوبية ، متجاوزة الرقم القياسي السابق المتمثل في التحديق في قلب نواة مجرة ​​نشطة بمعامل 10. اكتشاف ميزة مضغوطة في Centaurus A بدقة 50 ميكرو ثانية قوسية تعادل قياس جسم يساوي 150 مرة نصف قطر جاذبية الثقب الأسود في مركزه ، ويعتقد أن كتلته 70 مليون كتلة شمسية.

& # 8220Centaurus A غير مرئي من وسط أوروبا وكان دائمًا على قائمة رغباتنا ، & # 8221 يقول آلان روي الذي يعرف المصدر جيدًا من أستراليا حيث نشأ. & # 8220 ومن المثير للإعجاب للغاية اكتشاف القوس A * ، المصدر المركزي لمجرتنا درب التبانة ، بهذه الدقة العالية. & # 8221

تعزز إضافة SPT تجارب EHT السنوية التي تجمع التلسكوبات في جميع أنحاء العالم. تستعد العديد من التلسكوبات الجديدة للانضمام إلى EHT في العام المقبل ، مما يعني أن التجربة التالية ستكون الأكبر جغرافيًا وفيما يتعلق بعدد التلسكوبات المعنية. مشاركة MPIfR موجودة من خلال تلسكوبات APEX و IRAM في Pico Veleta (إسبانيا) و Plateau de Bure (فرنسا) ، وكلها تعمل بطول موجة قصير يصل إلى 1.3 مم.


تفاصيل النشاط

  • المواضيع:علم
  • الأنواع:نشاط في الفصل ، مظاهرة ، لحظات قابلة للتعلم
  • المراحل الدراسية:6 - 8
  • الموضوع الأساسي:العلوم الفيزيائية
  • مواضيع إضافية:
    الفلك
    العلوم الفيزيائية
  • الوقت اللازم: 30 دقيقة - 1 ساعة
  • معايير علوم الجيل القادم (الموقع الإلكتروني)

تطوير واستخدام نموذج لوصف أن الموجات تنعكس أو تمتص أو تنتقل عبر مواد مختلفة


سقوط الكرات النارية تحطمت في تشيلي الأسبوع الماضي. يقول الخبراء إنهم لم يكونوا نيازكًا.

يحقق المسؤولون التشيليون في مجموعة غريبة من الأشياء المحترقة التي سقطت على أجزاء من البلاد الأسبوع الماضي.

رباه! هطلت كرات كبيرة من النار من السماء في تشيلي الأسبوع الماضي ، ولا يزال المسؤولون يحاولون معرفة ما كانوا ومن أين أتوا.

شيء واحد مؤكد: الأشياء الغامضة المحترقة لم تكن كذلك الشهب، وفقا للتقارير الإخبارية.

الناري الأجسام الطائرة المجهولة نزل على مدينة Dalcahue في جزيرة Chiloé التشيلية في 25 سبتمبر ، ذكرت CNET. . تحطمت الأجسام المتساقطة في سبعة مواقع ، وانطلقت حرائق تم إخمادها على الفور من قبل رجال الإطفاء المتطوعين. .

وقالت أوجيدا لمحطة الأخبار المحلية القناة الثانية ، إن برنارديتا أوجيدا ، المقيمة في جزيرة شيلوي ، كانت تمتلك أرضًا واحدة من كرات النار على ممتلكاتها ، حيث أشعلت النيران بعض الشجيرات.

وسرعان ما وصل علماء جيولوجيا من دائرة الجيولوجيا والتعدين الوطنية في تشيلي لفحص المواقع السبعة التي احترقتها الأجسام الفضائية المتساقطة. أثناء إجرائهم لتحليلاتهم ، انتشرت القصة من خلال الأخبار المحلية ووسائل التواصل الاجتماعي والمنافذ الوطنية.

قال عالم الفلك والفيزياء الفلكية التشيلي خوسيه مازا شبكة الأخبار الشيلية TVN من المحتمل أن تكون الأجسام المشتعلة إما نيازكًا أو حطامًا فضائيًا انفصل عن الصواريخ أو الأقمار الصناعية ، وفقًا لـ CNET. في 26 سبتمبر ، شارك عالم الفلك جوناثان ماكدويل من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية تويتر، قائلا أن الأجسام المتساقطة كانت على الأرجح النيازك وأنه لم يكن هناك "مرشح واضح للحطام الفضائي [يمكنه] رؤيته".

وأضاف ماكدويل: "لكن في بعض الأحيان يستغرق الأمر بضعة أيام حتى تصل البيانات ذات الصلة".

Se reporta ca & iacuteda de meteorito en mocopulli chiloe pic.twitter.com/7w3KGEgnln سبتمبر 25، 2019

في 28 سبتمبر ، أطلق الجيولوجيون سراح مسؤولهم تقييم: لم تحتوي أي من المواقع السبعة على آثار نيزك. نظرًا لأن الأجسام الغامضة لم تكن نيازكًا ، فإن المنطق يفرض أنها كانت خردة فضائية ضالة ، لكن المسؤولين قالوا إنهم سيجرون تحليلات أكثر تفصيلاً لعينات التربة التي تم جمعها من المواقع المنفردة للتأكد ، وفقًا لـ CNET. سيعلن الجيولوجيون عن نتائجهم في وقت لاحق من هذا الشهر. فقط الوقت سيحدد ما سقط بالضبط من السماء في تلك الأمسية غير العادية من سبتمبر.


التحديق في قلب المجرة المليء بالغبار لدراسة ثقب أسود فائق الكتلة نشط

يحتوي Centaurus A على قرص مركزي مشوه من الغاز والغبار ، وهو دليل على اصطدام سابق واندماج مع مجرة ​​أخرى. كما أن لديها نواة مجرية نشطة تنبعث منها نفاثات دورية. إنها خامس مجرة ​​لامعة في السماء وتبعد حوالي 13 مليون سنة ضوئية عن الأرض ، مما يجعلها هدفًا مثاليًا لدراسة نواة مجرة ​​نشطة - ثقب أسود هائل ينبعث منها نفاثات ورياح - مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم من ناسا. الائتمان: الأشعة السينية: NASA / CXC / SAO البصرية: رولف أولسن الأشعة تحت الحمراء: NASA / JPL-Caltech radio: NRAO / AUI / NSF / Univ.Hertfordshire / M.

سيقوم الباحثون الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم التابع لناسا برسم خريطة ونمذجة لب المجرة القريبة Centaurus A.

Centaurus A هي مجرة ​​عملاقة ، لكن ظهورها في ملاحظات التلسكوب يمكن أن يكون خادعًا. تظهر ممرات الغبار المظلمة وعناقيد النجوم الزرقاء الفتية ، التي تتقاطع في المنطقة الوسطى ، في الضوء فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة ، مما يرسم منظرًا طبيعيًا هادئًا إلى حد ما. ولكن بالانتقال إلى مناظر الأشعة السينية وضوء الراديو ، يبدأ مشهد أكثر صخبًا في الظهور: من قلب المجرة الإهليلجية المشوهة ، اندلعت نفاثات مذهلة من المواد من ثقبها الأسود الهائل النشط - المعروف باسم نواة المجرة النشطة - إرسال المواد إلى الفضاء خارج حدود المجرة.

ما الذي يحدث بالضبط في جوهره ويسبب كل هذا النشاط؟ ستسمح الملاحظات القادمة بقيادة نورا لوتزجيندورف وماكارينا غارسيا مارين من وكالة الفضاء الأوروبية باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا للباحثين بالتجول في قلبه الغباري بدقة عالية لأول مرة للبدء في الإجابة على هذه الأسئلة.

يوضح Lützgendorf: "هناك الكثير مما يحدث في Centaurus A". "يتحرك كل من الغاز والقرص والنجوم في المجرة تحت تأثير الثقب الأسود المركزي الهائل. نظرًا لأن المجرة قريبة جدًا منا ، سنكون قادرين على استخدام Webb لإنشاء خرائط ثنائية الأبعاد لمعرفة كيفية عمل الغاز و تتحرك النجوم في منطقتها المركزية ، وكيف تتأثر بالنفثات من نواتها المجرية النشطة ، وفي النهاية توصيف كتلة ثقبها الأسود بشكل أفضل ".

تظهر نواة Centaurus A المتربة في الضوء المرئي ، ولكن من الأفضل رؤية نفاثاتها في ضوء الأشعة السينية والراديو. مع الملاحظات القادمة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، يأمل الباحثون في تحديد كتلة الثقب الأسود الهائل المركزي للمجرة بشكل أفضل بالإضافة إلى الأدلة التي تظهر مكان خروج النفاثات. الائتمان: الأشعة السينية: NASA / CXC / SAO البصري: رولف أولسن الأشعة تحت الحمراء: NASA / JPL-Caltech radio: NRAO / AUI / NSF / Univ.Hertfordshire / M.

دعنا نضغط على "إرجاع" لمراجعة القليل مما هو معروف بالفعل عن Centaurus A. إنه مدروس جيدًا لأنه قريب نسبيًا - على بعد حوالي 13 مليون سنة ضوئية - مما يعني أنه يمكننا حل مجرة ​​كاملة بوضوح. تم تسجيل أول سجل لها في منتصف القرن التاسع عشر ، لكن علماء الفلك فقدوا اهتمامهم حتى الخمسينيات من القرن الماضي لأن المجرة بدت وكأنها مجرة ​​إهليلجية هادئة ، وإن كانت مشوهة. بمجرد أن تمكن الباحثون من البدء في المراقبة باستخدام التلسكوبات الراديوية في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي ، أصبح Centaurus A أكثر إثارة للاهتمام بشكل جذري - وظهرت نفاثاته. في عام 1954 ، وجد الباحثون أن Centaurus A هي نتيجة اندماج مجرتين ، قُدِّر لاحقًا أنه حدث قبل 100 مليون سنة.

مع المزيد من الملاحظات في أوائل القرن الحادي والعشرين ، قدر الباحثون أنه منذ حوالي 10 ملايين سنة ، أطلقت نواتها المجرية النشطة نفاثات مزدوجة في اتجاهين متعاكسين. عندما يتم فحصها عبر الطيف الكهرومغناطيسي ، من الأشعة السينية إلى ضوء الراديو ، من الواضح أن هناك الكثير من هذه القصة التي لا يزال يتعين علينا تعلمها.

قال مارين: "الدراسات متعددة الأطوال الموجية لأي مجرة ​​تشبه طبقات البصل. كل طول موجي يظهر لك شيئًا مختلفًا". "باستخدام أدوات Webb القريبة والمتوسطة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء ، سنرى غازًا وغبارًا أكثر برودة بكثير مما كان عليه في الملاحظات السابقة ، وسنعرف المزيد عن البيئة في مركز المجرة."

الثقوب السوداء الهائلة ، التي تقع في مراكز المجرات ، شرهة. فهي "ترشف" بشكل دوري أو "بلع" من الأقراص الدوامة للغاز والغبار التي تدور حولها ، مما قد يؤدي إلى تدفقات هائلة إلى الخارج تؤثر على تكوين النجوم محليًا وفي مناطق أبعد. عندما يبدأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة ناسا في مراقبة نوى المجرات ، ستخترق أدواته التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء الغبار لتقديم صور وبيانات عالية الدقة بشكل لا يُصدق تسمح للباحثين بالتعلم بدقة عن كيفية انطلاق عملية أخرى ، وكيفية إنشاء حلقة ردود فعل هائلة . الائتمان: NASA و ESA و L. Hustak (STScI)

تصور بيانات ويب

سيراقب الفريق بقيادة Lützgendorf و Marín Centaurus A ليس فقط من خلال التقاط الصور باستخدام Webb ، ولكن من خلال جمع البيانات المعروفة باسم الأطياف ، والتي تنشر الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة لها مثل قوس قزح. ستكشف أطياف Webb معلومات عالية الدقة حول درجات الحرارة والسرعات والتركيبات للمواد الموجودة في مركز المجرة.

على وجه الخصوص ، سيوفر مطياف Webb القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRSpec و Mid-Infrared Instrument (MIRI) لفريق البحث مجموعة من البيانات: صورة بالإضافة إلى طيف من داخل كل بكسل من تلك الصورة. سيسمح هذا للباحثين ببناء ثنائي الأبعاد معقد. خرائط من الأطياف ستساعدهم على تحديد ما يحدث خلف حجاب الغبار في المركز - وتحليله من عدة زوايا بعمق.

قارن أسلوب النمذجة هذا بتحليل الحديقة. وبنفس الطريقة التي يصنف بها علماء النبات النباتات بناءً على مجموعات محددة من الميزات ، فإن هؤلاء الباحثين سيصنفون الأطياف من Webb's MIRI لبناء "حدائق" أو نماذج. أوضح مارين: "إذا التقطت لقطة لحديقة من مسافة بعيدة ، فسترى شيئًا أخضر ، ولكن مع ويب ، سنتمكن من رؤية أوراق الشجر والزهور الفردية ، وسيقانها ، وربما التربة تحتها. "

أثناء بحث فريق البحث في الأطياف ، سيقومون ببناء خرائط من أجزاء فردية من الحديقة ، ومقارنة طيف واحد بطيف آخر قريب. وهذا مشابه لتحديد الأجزاء التي تحتوي على أنواع النباتات بناءً على مقارنات بين "السيقان" و "الأوراق" و "الزهور" أثناء انتقالها.

"عندما يتعلق الأمر بالتحليل الطيفي ، فإننا نجري العديد من المقارنات ،" تابع مارين. "إذا قارنت طيفين في هذه المنطقة ، فربما أجد أن ما لوحظ يحتوي على مجموعة بارزة من النجوم الشابة. أو تأكد من المناطق المغبرة والساخنة على حد سواء. أو ربما سنحدد الانبعاثات القادمة من نواة المجرة النشطة."

بعبارة أخرى ، يحتوي "النظام البيئي" للأطياف على العديد من المستويات ، مما سيسمح للفريق بتحديد ما هو موجود بدقة ومكانه بشكل أفضل - وهو ما أصبح ممكنًا بفضل أدوات ويب المتخصصة في الأشعة تحت الحمراء. ونظرًا لأن هذه الدراسات ستبني على العديد من الدراسات السابقة ، فسيكون الباحثون قادرين على تأكيد أو صقل أو فتح آفاق جديدة من خلال تحديد ميزات جديدة.

وزن الثقب الأسود في القنطور أ

سيسمح الجمع بين الصور والأطياف المقدمة من NIRSpec و MIRI للفريق بإنشاء خرائط عالية الدقة للغاية لسرعات الغاز والنجوم في مركز Centaurus A. "نخطط لاستخدام هذه الخرائط لنمذجة كيفية عمل القرص بأكمله يتحرك مركز المجرة لتحديد كتلة الثقب الأسود بدقة أكبر ، "يشرح لوتزجيندورف.

نظرًا لأن الباحثين يفهمون كيف تتحكم جاذبية الثقب الأسود في دوران الغاز القريب ، فيمكنهم استخدام بيانات Webb لوزن الثقب الأسود في Centaurus A. مع مجموعة أكثر اكتمالًا من بيانات الأشعة تحت الحمراء ، سيحددون أيضًا ما إذا كانت أجزاء مختلفة من الغاز كلها تتصرف كما هو متوقع. قال Lützgendorf "إنني أتطلع لملء بياناتنا بالكامل". "آمل أن أرى كيف يتصرف الغاز المتأين ويدور ، وأين نرى الطائرات."

يأمل الباحثون أيضًا في فتح آفاق جديدة. يوضح Lützgendorf: "من الممكن أن نعثر على أشياء لم نفكر فيها بعد". "في بعض الجوانب ، سنغطي مناطق جديدة تمامًا مع Webb." يوافق مارين بكل إخلاص ، ويضيف أن البناء على ثروة من البيانات الموجودة لا يقدر بثمن. وقالت "إن الجوانب الأكثر إثارة حول هذه الملاحظات هي إمكانية اكتشافات جديدة". "أعتقد أننا قد نجد شيئًا يجعلنا ننظر إلى الوراء إلى البيانات الأخرى وإعادة تفسير ما تم رؤيته سابقًا."

سيتم إجراء هذه الدراسات حول Centaurus A كجزء من برنامجي MIRI و NIRSpec المشترك بين جيليان رايت وبيير فيرويت. سيتم تخزين جميع بيانات Webb في النهاية في أرشيف Barbara A. Mikulski للتلسكوبات الفضائية (MAST) في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور.


إسقاط حصاة في ثقب أسود - علم الفلك

يستمر الناس في القول أنه عندما يتم امتصاصك في ثقب أسود ، يمكنك رؤية المستقبل أو الماضي. هل هذا صحيح أم خطأ. لماذا ا؟

هذا يعتمد على ما تعنيه ب "رؤية المستقبل". صحيح أنك إذا شاهدت العالم الخارجي وأنت تسقط في ثقب أسود ، فسترى الوقت يتطور بشكل أسرع هناك. ستظهر ساعات الجميع وكأنها تعمل بشكل أسرع من ساعتك ، وستظهر وكأنها تتحرك كما لو أن شخصًا ما قد ضغط على زر "التقديم السريع".

هذا نتيجة للنسبية العامة ، والتي تشرح أن جاذبية الجسم الهائل تتسبب في إبطاء الوقت بالقرب من هذا الجسم. نظرًا لأن وقتك يتباطأ عندما تسقط في الثقب الأسود ، يبدو أن أي شخص آخر بعيد يتطور بشكل أسرع من وجهة نظرك. هذا لا ينطبق فقط على الثقوب السوداء ، بالمناسبة - في الواقع ، يحدث التأثير قليلاً على الأقل لأي جسم ضخم - ولكنه يمكن أن يصبح شديدًا جدًا (وملاحظ جدًا!) بالقرب من ثقب أسود بسبب الجاذبية هناك قوي جدا.

عندما تقترب من أفق الحدث للثقب الأسود (النقطة التي لا يستطيع أي شيء الهروب خلالها) ، تبدأ أشياء غريبة حقًا في الحدوث. المراقب الخارجي الذي هو بعيد جدًا ويراقبك تقع في الداخل سيرى وقتك يتباطأ كثيرًا لدرجة أنه يقترب من التوقف الكامل! بالنسبة لهم ، ستبدو وكأنك تتباطأ وتتجمد مع اقترابك من أفق الحدث ، ثم تتلاشى في الظلام. يبدو الأمر كما لو كان وقتهم يمر أسرع من وقتك.

لذلك عندما تنظر إليهم ، فإن المعدل الذي ترى به مرور الوقت سوف يقترب بسرعة لا متناهية - ومع ذلك ، هذا لا يعني تمامًا أن ترى مستقبل الكون بأكمله يتطور أمام عينيك. المشكلة هي أنه لا توجد طريقة لتجلس ساكنًا في أفق الحدث. بمجرد وصولك إلى هناك ، فإنك ، بحكم التعريف ، تنجذب بسرعة كبيرة نحو مركز الثقب الأسود. عندما يحدث هذا ، سيتم تمزيقك إلى أشلاء وقتل من قبل قوى المد للثقب الأسود (بافتراض أن هذا لم يحدث بالفعل) ، علاوة على ذلك ، ستضرب التفرد في مركز الثقب الأسود حيث لا أحد يعرف حقًا ما سيحدث للمادة التي اعتدت أن تكون أنت! مهما حدث ، فلن تحصل بالتأكيد على فرصة لرؤية أو فهم أي ضوء يأتي من الخارج. رحلتك من أفق الحدث إلى التفرد قصيرة جدًا لدرجة أن معظم الضوء من مسافات بعيدة ليس لديه وقت للوصول إليك حتى تتمكن من رؤيته.

يعتمد مقدار المستقبل الذي ستراه بالضبط على مدى بطء قدرتك على الاقتراب من أفق الحدث. كلما تمكنت من "كبح نفسك" قبل أن تسقط ، ستتمكن من رؤية مستقبل الكون الخارجي بشكل أكبر.

للحصول على رأي فيزيائي آخر حول هذا السؤال ، راجع هذا الرابط.

تم آخر تحديث لهذه الصفحة في 27 حزيران (يونيو) 2015.

عن المؤلف

ديف روثستين

ديف هو طالب دراسات عليا سابق وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كورنيل ، استخدم ملاحظات الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية ونماذج الكمبيوتر النظرية لدراسة الثقوب السوداء المتصاعدة في مجرتنا. كما قام بمعظم عمليات التطوير للإصدار السابق من الموقع.


روث النمل الأبيض

تدل أكوام الكريات الغامضة على وجود نمل أبيض في الخشب الجاف. يمكن أن تكون هذه الأكوام فضلات من الخشب الجاف تُعرف باسم فضلات النمل الأبيض.

عادة ما يترك نمل الخشب الجاف علامات قليلة على النشاط في المنازل. عندما يؤسس نملان من الخشب الجاف عشًا صغيرًا في الخشب ، فإنهما يغلقان الفتحة التي استخدموها لدخول الحطب ولا يغادران العش.

إلى جانب الأسراب التي تحتاج إلى الخروج من العش لبدء مستعمرات جديدة ، يمكن لنمل الخشب الجاف العثور على جميع الظروف التي يحتاجونها داخل الخشب - بما في ذلك الطعام والماء والمأوى ودرجة الحرارة المثلى.

الشرط الوحيد الذي لا يمتلكه نمل الخشب الجاف داخل عشه هو مساحة غير محدودة. عندما يستهلك النمل الأبيض الخشب ، فإنه يخلق ثقوبًا مطلقة تُستخدم لدفع الفضلات (فضلات النمل الأبيض أو حبيباته) خارج العش.

كيف تبدو كريات النمل الأبيض؟
حبيبات النمل الأبيض من الخشب الجاف عبارة عن كبسولات صغيرة بيضاوية الشكل ذات ستة جوانب مقعرة ونهايات مستديرة. هذه الكريات ، التي يبلغ طولها حوالي 1 ملليمتر ، يمكن أن تشكل أكوامًا صغيرة تحت ثقوب مطلقة. قد تبدو التلال وكأنها أكوام صغيرة من الملح أو الفلفل.

يمكن أن تكون عشب الخشب الجاف بألوان مختلفة ، اعتمادًا على لون الخشب الذي يأكله النمل الأبيض ، ولكن جميع فضلات الأخشاب الجافة سداسية الجوانب.

عندما ينظف نمل الخشب الجاف أعشاشه ، فإنه يدفع حبيباته البرازية (بقايا الخشب المهضوم) من خلال ثقوب في الخشب. قد تجد أكوامًا صغيرة من الفضلات على شكل حبيبات مباشرة أسفل فتحات الركل (تسمى أيضًا فتحات الخروج).

أعشاب جوفية

لا يترك النمل الأبيض الذي يعيش تحت الأرض بشكل عام فضلات مرئية. قد تكون أول علامة على الإصابة بالنمل الأبيض أنفاق طينية شبيهة بالديدان تصعد الجدران أو الأساسات. تستخدم النمل الأبيض الجوفي فضلاتها في بناء الأنفاق وأنابيب الطين ، لذلك لا يمكن تمييز فضلاتها عن العش.

نظرًا لأن الخشب الجاف والنمل الأبيض الرطب يعيش بالكامل داخل الخشب الذي يتغذى عليه ، فمن المحتمل ألا ترى علامات على وجودهم ، إلا إذا رأيت سربًا أو فضلاتًا تحت الخشب التالف.

في حالة ظهور أي علامات على النمل الأبيض ، اتصل بأخصائي مكافحة النمل الأبيض لمناقشة خيارات العلاج.


إسقاط حصاة في ثقب أسود - علم الفلك

شراء أشيائي

اجعل علم الفلك السيئ قريبًا من قلبك ، وساعد في جعلني ثريًا قذرًا. مرحبًا ، إنه إما هذا أو أحد أزرار التبرع عبر PayPal المزعجة حقًا هنا.

ماذا لو انهارت الشمس في ثقب أسود؟

علم الفلك الجيد: إذا انهارت الشمس إلى ثقب أسود ، فلن نشعر بأي اختلاف في الجاذبية كما تم قياسها على الأرض. كيف تعمل :
تعتمد جاذبية الجسم على شيئين: كتلة الجسم ، والمسافة بينك وبينه. Isaac Newton showed (using calculus) that as long as you are outside a spherical object, gravitationally you can treat that object as a point mass. In other words, as you stand on the surface of the Earth, the gravity of the Earth pulls you as if all the mass of the Earth were concentrated at a point in its center. As long as you are outside the surface of the Earth this will be true. If you keep the Earth's mass the same and shrink it to the size of a golf ball, you will feel the same gravity as long as you stay more than the Earth's old radius away (about 6400 km).

The same applies if the Sun were to collapse into a black hole. Its mass is still the same, and the distance to the Sun would not change. Therefore, the gravity of the Sun felt at the Earth would remain the same. The gravity, in fact, would feel the same to you as you approach the erstwhile Sun all the way to where its surface used to be (about 700000 km from the center).

The situation changes when you get closer than where the surface used to be. Imagine you dig a hole in the Earth 100 km deep. Using some calculus, it can be shown that the mass of the Earth outside your radius (that is, the radius of the Earth minus 100 km) no longer has any net force on you. You will feel lighter. This will continue as you dig deeper, until you are at the center of the Earth. Then all the mass is outside of you, and has no net force on you. You'll be weightless! (Actually, the situation is a bit more complicated: the Earth's crust is somewhat less dense than the parts beneath it, so as you dig down, at first you actually will get heavier as you approach the more dense regions, but as you go down deeper you will start to get lighter).

So it is with the black hole Sun. As you approach, the gravity will feel just like the old Sun's, until you get closer than about 700000 km. Before, you would start to get lighter as you pierced the surface, but now the surface is still below you! The gravity gets stronger. And stronger, and stronger , and STRONGER , until you are just above the surface. At this point the gravity is so strong the tides from the black hole will rip you apart. Heavy, dude.

One more note: the Sun, by itself, cannot turn into a black hole. The above is an imaginary exercise. Stars that turn into black holes are typically either much more massive than the Sun (at least 8 times as much) or must be part of a binary system, which the Sun is not. We don't need to worry about this happening to us, but it does make a fun thought experiment!

Special thanks to Bad Reader Howard Cole for pointing out a conceptual error I had in this essay!


شاهد الفيديو: ماذا يحدث إذا ظهر ثقب أسود 1 مم على الأرض (شهر اكتوبر 2021).