الفلك

كيف سيكون شعورك عندما تدور بالقرب من ثقب أسود مدمج؟

كيف سيكون شعورك عندما تدور بالقرب من ثقب أسود مدمج؟

الاكتشاف الرابع الأخير لموجات الجاذبية حيث كانت كتل الثقب الأسود أكبر بـ 31 و 25 مرة من كتلة الشمس ، وأطلقوا 3 كتل شمسية من الطاقة على شكل موجات ثقالية ، جعلني أتساءل كيف سيكون شعورك عندما يدور حول هذا الثقب الأسود الثنائي النظام على كوكب في 1AU عندما حدث الاندماج؟


من الجميل تخيل مثل هذه الحالة.

أول شيء هو أنه لا يمكننا ملاحظتها بالعين ، حيث لن يحدث أي انعكاس للضوء من الثقوب السوداء.

عندما يكون المراقب في حالة راحة بالنسبة للثقوب السوداء المندمجة: الآن عندما تندمج الثقوب السوداء ، ستبدأ موجات الجاذبية المحيطة بالزمان والزمان في الزيادة ، كما سيزداد اتساعها. إنه يؤثر على المراقب ، لأن الأمواج تبدأ في دفع المراقب بعيدًا عن الثقوب السوداء. لكنها لا تؤثر على صور الملاحظة ، لأن الضوء سينحني أيضًا في موجات الجاذبية. كما سيحدث تمدد الوقت بسبب موجات الجاذبية ، لكن ما يحدث بالفعل عندما كانت تندمج ، لا أستطيع أن أتخيله.


يمكن أن تحدث أضرارًا جسيمة إذا كانت الأمور على ما يرام.

ثلاث كتل شمسية من الطاقة حوالي 5x1047 جول. 1 AU حوالي 1.5x1013 سم. تبلغ مساحة الكرة حوالي 4x1027 سم2. هذا هو تدفق 1020 جول سم-2. هذا الكثير من الطاقة لإحداث الضرر ... إذا كان يمكن أن يقترن بك.

يبلغ إجهاد GW المقاس على الأرض حوالي 10-22. تنخفض السلالة كالمسافة العكسية ، وتبلغ نسبة الجيجابارسك إلى الاتحاد الأفريقي حوالي 1014، وبالتالي فإن الضغط عند 1AU من الاندماج سيكون حوالي 10-8. في حد ذاته ، قد لا يؤذيك هذا.

لكنها ليست إجهادًا بسيطًا لمرة واحدة ، فهي تتأرجح مع التردد المداري للثقوب السوداء المندمجة ، وأي شيء له صدى فيزيائي عند هذا التردد يمكن أن يلتقط طاقة ، ربما طاقة كبيرة ، من حقول GW.

(لاحظ أن هذا يعتمد على الاتجاه. يحتاج الرنين الميكانيكي إلى محاذاة GW ، ولا تنبعث منها GW في جميع الاتجاهات ، لذلك تريد (أو ربما لا تريد!) أن تكون في مستوى الاندماج. )

من الواضح أن الحجة القائلة بأن GWs لا يمكنها إيداع الطاقة هي حجة خاطئة - إذا كانت صحيحة ، فلن يتمكن LIGO من اكتشافها! - ولكن إذا كنت تؤمن بذلك ، فقد كنت في شركة رائعة: لقد استغرق الأمر عقودًا من الزمن قبل أن يقتنع أينشتاين بأن GWs تحمل الطاقة بالفعل!


نوع جديد من الثقوب السوداء الصغيرة الشبحية يمكن أن تكون كامنة بالقرب من الأرض

زعم العلماء أن نوعًا جديدًا من الثقوب السوداء قد يكون كامنًا دون أن يتم اكتشافه في المجرة التي تعيش فيها البشرية.

يُخشى أن تستضيف درب التبانة "مجموعة" من الوحوش الصغيرة التي تشكل فئة جديدة من الثقوب السوداء.

تعد الوحوش المظلمة جزءًا مهمًا من كيفية فهم علماء الفيزياء الفلكية للكون - لدرجة أن العلماء كانوا يحاولون بناء تعداد لجميع الثقوب السوداء في مجرة ​​درب التبانة.

لكن دراسة نُشرت في مجلة Science تشير إلى أن بحثهم ربما فشل في البحث عن نوع جديد من الثقوب السوداء.

قال المؤلف الرئيسي تود تومبسون ، أستاذ علم الفلك في جامعة ولاية أوهايو: "نحن نظهر هذا التلميح إلى أن هناك مجموعة سكانية أخرى لم نتحقق منها بعد في البحث عن الثقوب السوداء".

باستخدام بيانات من مختلف الملاحظات والأقمار الصناعية ، وجد الباحثون نجمًا أحمر عملاقًا يبدو أنه يدور حول شيء أصغر بكثير من الثقوب السوداء المعروفة في مجرة ​​درب التبانة.

بعد تحليل دقيق ، أدرك البروفيسور طومسون أن الاكتشاف كان عبارة عن ثقب أسود منخفض الكتلة تبلغ كتلته حوالي 3.3 أضعاف كتلة الشمس.

ظل علماء الفلك على مدى سنوات يبحثون عن الثقوب السوداء ، التي لها قوة جاذبية شرسة بحيث لا يمكن لأي شيء الهروب منها.

تتشكل عندما تموت بعض النجوم وتنكمش على نفسها وتنفجر.

لقد كانوا يبحثون أيضًا عن نجوم نيوترونية - نجوم صغيرة كثيفة تتشكل عندما تموت بعض النجوم وتنهار.

ساد الاعتقاد منذ فترة طويلة أن جميع الثقوب السوداء المعروفة تراوح بين خمسة و 15 ضعف كتلة الشمس.

لا تزيد كتلة النجوم النيوترونية المعروفة عمومًا عن 2.1 ضعف كتلة الشمس - إذا كانت أكبر من كتلة الشمس بمقدار 2.5 مرة ، فسوف تنهار وتتحول إلى ثقب أسود.

لكن في عام 2017 ، أظهرت دراسة استقصائية تسمى مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) وجود ثقبين أسودين - أحدهما أكبر بنحو 31 مرة من كتلة الشمس ، والآخر حوالي 25 ضعف كتلة الشمس - يندمجان معًا في مجرة ​​بحوالي 1.8. على بعد مليون سنة ضوئية.

غالبًا ما توجد الثقوب السوداء في ما يسمى بالنظام الثنائي ، مما يعني أن نجمين قريبان بدرجة كافية من بعضهما البعض ليتم قفلهما معًا بواسطة الجاذبية في مدار مشترك حول بعضهما البعض.

لطالما اشتبه البروفيسور طومسون وغيره من علماء الفيزياء الفلكية في أنهم قد يأتون بأحجام خارج النطاق المعروف ، وقرر معرفة ما إذا كان بإمكانه حل هذا اللغز.

وأضاف: "يحاول الناس فهم انفجارات السوبرنوفا ، وكيف تنفجر النجوم السوداء فائقة الكتلة ، وكيف تشكلت العناصر في النجوم فائقة الكتلة".

"إذا تمكنا من الكشف عن مجموعة جديدة من الثقوب السوداء ، فسيخبرنا المزيد عن النجوم التي تنفجر ، والتي لا تنفجر ، والتي تشكل ثقوبًا سوداء ، والتي تشكل نجومًا نيوترونية.

"إنه يفتح مجالًا جديدًا للدراسة."

درس البروفيسور بيانات من تجربة تطور المجرة بمرصد نقطة أباتشي (APOGEE) التي جمعت أطياف الضوء - شدة الضوء كدالة لطول الموجة - من حوالي 100000 نجم عبر مجرة ​​درب التبانة.

لقد أدرك أن هذا يمكن أن يُظهر ما إذا كان نجمًا يدور حول جسم آخر ، وبدأ في التمشيط عبر البيانات ، بحثًا عن النجوم التي أظهرت تغيرًا يشير إلى أنها ربما تدور حول ثقب أسود.

قام بتقليص بيانات APOGEE إلى 200 نجمة وأعطى البيانات لزميل أبحاث الدراسات العليا في ولاية أوهايو ، Tharindu Jayasinghe.

وجدوا نجمًا أحمر عملاقًا يبدو أنه يدور حول شيء من المحتمل أن يكون أصغر بكثير من الثقوب السوداء المعروفة في مجرة ​​درب التبانة ، ولكنه أكبر من معظم النجوم النيوترونية المعروفة.

بعد المزيد من الحسابات والبيانات الإضافية من Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph والقمر الصناعي Gaia ، أدركوا أنهم عثروا على ثقب أسود منخفض الكتلة.

قال البروفيسور طومسون: `` ما فعلناه هنا هو التوصل إلى طريقة جديدة للبحث عن الثقوب السوداء ، ولكن من المحتمل أيضًا أننا حددنا واحدة من أولى الثقوب السوداء منخفضة الكتلة التي لم يعرفها علماء الفلك. معروف سابقًا عنه.

"كتل الأشياء تخبرنا عن تكوينها وتطورها ، وتخبرنا عن طبيعتها."


إذا كنت تريد النجاة من مواجهة الثقب الأسود ، فاحضر صديقًا

نعتقد أن كل مجرة ​​كبيرة لها واحدة في قلبها ، والكدمة في المركز الميت لمجرة درب التبانة لها كتلة 4.3 مليون مرات من الشمس. كما قد تتخيل ، البيئة المحيطة بها في حالة من الفوضى. هناك غاز وغبار في كل مكان ، وهناك عدد غير قليل من النجوم تدور حوله.

قبل بضع سنوات ، تم العثور على حالة شاذة ، ومضة ضوئية مطولة تشبه إلى حد كبير سحابة غازية صغيرة تدور حول الثقب الأسود. كانت تدور في مدار ضيق للغاية ، ومدار بيضاوي الشكل. كان من المتوقع أنه في منتصف عام 2014 سيمر فقط 30 مليار كيلومتر أو نحو ذلك من سطح الثقب الأسود! هذا قريب ، فقط بضع أضعاف حجم نظامنا الشمسي.

المزيد من علم الفلك السيئ

كانت الألعاب النارية متوقعة لأن قوى المد والجزر من الجاذبية الهائلة للثقب الأسود ستنزع الغاز من السحابة وتلتهمه. اعتقد العديد من علماء الفلك أنه لن ينجو.

ولكن بعد ذلك جاء الحضيض - أقرب نهج في علم الفلك - وذهب ... وبدا G2 غير منزعج. لم ينج من الممر القريب فحسب ، بل يبدو أنه لم يتأثر إلى حد كبير به.

من الواضح أنها لم تكن مجرد سحابة غاز. ماذا كان؟ تتمثل إحدى الأفكار في وجود نجم داخل السحابة ، وقد ساعدت جاذبيته على تماسكه. تكمن المشكلة في أن حجم الجسم الموجود داخل سحابة الغاز يجب أن يكون ضخمًا ، أكبر بمئة مرة من النجم العادي.

قد تكون الملاحظات الجديدة التي تم إجراؤها في الجزء القريب من الأشعة تحت الحمراء من الطيف قد كشفت أخيرًا عن هوية الجسم. أولاً ، توجد داخل سحابة الغاز سحابة أصغر من الغبار ، وهي عقدة من جزيئات الكربون المعقدة التي تنتج عادة عند ولادة النجوم أو عند موتها. لكن حتى هذا غريب ما الذي يمكن أن يصنع الغبار؟

يبدو أن الإجابة قد تكون كائنًا غريبًا آخر: نجم كان من قبل اثنين النجوم تدور حول بعضها البعض ، لكنها اندمجت منذ بعض الوقت!

تحدث مثل هذه الاندماجات ولكنها نادرة. على سبيل المثال ، النجم الغريب V838 Monocerotis هو نتاج اندماج ثنائي. عندما يحدث هذا ، يمكن إنتاج وطرد الكثير من الغبار ، وهو ما يفسر الغبار داخل G2. يناسب ثنائي الدمج العديد من الخصائص الأخرى المرصودة للكائن ، واتضح أن التمريرات القريبة المتكررة للثقب الأسود يمكن أن تثير نظامًا ثنائيًا قويًا بما يكفي لدمج النجوم. بمرور الوقت ، سيبدو الجسم الناتج بعد الاندماج وكأنه نجم ساخن (من النوع B) ... وهناك وفرة كبيرة من هذه النجوم بالقرب من الثقب الأسود. هذا ليس واضحًا ، لكن من المحتمل أن الكثير من تلك النجوم كانت ثنائيات اقتربت من ثقب الكتلة ، واندمجت واستقرت في النهاية.

على الرغم من أنها ليست قاطعة تمامًا ، إلا أن هذه الدراسة الجديدة تبدو مرضية ، حيث تشرح الكثير من خصائص كائن غريب حقًا. ستكون الخطوة التالية هي دراسة النجوم الأخرى الساخنة حول الثقب الأسود ومعرفة ما إذا كانت مداراتها تقترب بدرجة كافية من الثقب الأسود ، والتي إذا بدأت كثنائيات ، فستتسبب في اندماجها أيضًا. إذا كان الأمر كذلك ، فسيكون هذا هو اللوح الآخر الذي يمكن أن تستند إليه هذه الفكرة.

أجد هذه القصة آسرة. لا تستطيع ان تحبه؟ ثقب أسود ضخم ، لقاء قريب بشكل خطير ، والشيء الغريب حقًا الذي عاش فيه. والدرس هنا ، بالطبع ، هو أنه إذا كنت تريد البقاء على قيد الحياة بالقرب من ثقب أسود ، فاحضر صديقًا ... وكن مستعدًا لأن يصبح جدا صديق مقرب.


ما مدى قرب الثقوب السوداء المندمجة لتشعر بموجات الجاذبية؟

هذا السؤال يطلب العلم الجاد. يجب دعم جميع الإجابات على هذا السؤال بمعادلات وأدلة تجريبية وأوراق علمية واستشهادات أخرى وما إلى ذلك. قد يتم حذف الإجابات التي لا تفي بهذا المطلب. انظر وصف العلامة لمزيد من المعلومات.

اكتشف LIGO مؤخرًا موجات الجاذبية الناتجة عن ثقبين أسودين يدوران حول بعضهما البعض ، ثم انهار في ثقب أسود واحد. بعد بضعة أشهر ، اكتشفنا أن هذا يحدث كثيرًا في الواقع. ومع ذلك ، فإن هذه الاصطدامات بعيدة بما يكفي عن الأرض بحيث لا يمكن لأحد أن يشعر بموجات الجاذبية ، ويتطلب الأمر في الواقع قياسًا دقيقًا للغاية حتى لتحديد حدوثها. لذا سؤالي هو ما مدى الاقتراب الذي يجب أن يكون عليه تصادم الثقب الأسود حتى نشعر بمرور موجات الجاذبية عبر الأرض؟

ثانيًا ، هل هذا ممكن؟ كما هو الحال في ، هل يجب أن تكون المسافة قصيرة جدًا حتى نبتلعنا قبل أن تصطدم الثقوب السوداء؟ وإذا شعرنا بموجات الجاذبية هذه ، فماذا سيكون شعورها؟

تعديل: لنفترض أن الثقوب السوداء لها نفس كتلة الأرض. إذاً ثقبان أسودان بحجم الأرض ،

18 ملم في القطر (حجم الدايم) العالقة في مدار الانهيار هو السيناريو هنا.


5 ردود على & ldquo ماذا يحدث عندما تندمج الثقوب السوداء الهائلة؟

تعد كمية البيانات المتصلة بعمليات اندماج الثقوب السوداء مشكلة مثيرة للاهتمام. معادلة مجال أينشتاين غير خطية وليست معقدًا إهليلجيًا يمكن حله بسهولة. حلول معادلات مجال أينشتاين ممكنة فقط في حالة وجود درجة عالية من التناظر في الزمكان. هذه نتيجة مثيرة للاهتمام. من المعروف أن ميكانيكا نيوتن لا تحل سوى مشكلة الجسمين تمامًا ، وبالنسبة للأجسام n & gt 2 ، لا تقدم ميكانيكا نيوتن حلولًا في شكل مغلق. بالنسبة إلى n & gt 2 ، يجب على المرء استخدام نظرية الاضطراب وتقنيات التقريب الأخرى. لا يمكن للنسبية العامة أن تحل مشكلة الجسمين. لا يتم حل مشكلة الجسمين إلا إذا كان لأحد الجسمين كتلة صغيرة جدًا ، مثل عطارد الذي يدور حول الشمس. في هذه الحالة يمكن للمرء أن يحسب المدارات بدقة شديدة. بالنسبة إلى جسمين لهما كتلة مماثلة في تكوين مداري قريب ، لا يمكن إيجاد حلول دقيقة. يجب على المرء استخدام تقنيات الاضطراب.
النهج القياسي لنظرية الاضطراب في النسبية العامة هو كتابة المقياس في سلسلة
ز = ?_ + ح + ح’_ + …
أين ؟_ مقياس زمكان مسطح و h_ هو مصطلح الاضطراب الأول. يمكن إظهار الجزء المستعرض الذي لا يمكن تتبعه من معادلات مجال أينشتاين للإرضاء
(؟ ^ 2 & # 8211؟ ^ 2 /؟ t ^ 2) h_ = 0
وهي معادلة الموجة الخطية. سيصف هذا موجات الجاذبية الضعيفة المقاسة بواسطة كاشف بعيد أو ما يمكن أن ينتج عن ثقبين أسودين يدوران حول بعضهما البعض على مسافة ما. إذا جمعت هذه الثقوب السوداء معًا ، وهو ما سيحدث عندما ينزف الإشعاع الثقالي من الطاقة ، فعندئذٍ يحتاج المرء للعمل مع h’_ في هذه السلسلة. سينتج عن ذلك معادلة موجية غير خطية. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان على المرء أن يتنبأ بديناميكيات الثقوب السوداء المدارية ، فإنه يحتاج إلى القيام بمزيد من العمل مع هذه السلسلة بالإضافة إلى ذلك. ثم عندما يضيق المدار ، يحتاج المرء إلى استدعاء h "_ وهكذا دواليك. تصبح الحلول التي يحصل عليها المرء مع كل سلسلة أكثر تعقيدًا ، وهناك من حيث المبدأ عدد لا حصر له من المصطلحات.
إذن ما هو مقدار المعلومات أو البيانات المتاحة من هذا الانهيار؟ من الواضح أنها ليست لانهائية. في الواقع ، لا يمكن أن يتجاوز إنتروبيا الثقوب السوداء مع S = k A / 4L_p ^ 2 ، بالنسبة إلى k = Boltzmann ، و A = 4؟ M ^ 2 مساحة الثقب الأسود بكتلة M ، و L_p Planck وحدة الطول L_p = sqrt

10 ^ <-33> سم. النسبة A / 4L_p ^ 2 هي عدد وحدات بلانك للمساحة على أفق الثقب الأسود. يمكن أن تصل كمية المعلومات الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين إلى حوالي 30٪ فقط من المعلومات المتبادلة الموجودة في الثقبين الأسودين. لذا فإن التسلسل اللانهائي في سلسلة الاضطراب لا يخبرنا "بكل شيء" ، وفي الحقيقة لا يمكن أن يكون هناك قدر غير محدود من المعلومات.
LC

في حين أنه من الجيد التكهن بشأن الثقوب السوداء التي تلتهم الكون ، إلا أنني أتساءل أكثر عن حجم الثقب الأسود الذي يقول العلم إنه أصغر من أن يتراكم. ماذا يحدث لهذه الثقوب السوداء بحجم الدبوس؟ كيف تتبدد الطاقة؟ في أي شكل من أشكال الطاقة؟ نظرًا لأن العلم يتكهن بأن هذه صغيرة جدًا بحيث لا يمكن نموها وكبيرة بما يكفي لبدء نمو الثقوب في كل مكان ، فإن كيفية زيادة حجمها أمر مهم. وهل مصدرها انفجارات نوفا؟

كتبت كاثلين: & # 8220 كيف تتبدد طاقة [الثقب الأسود]؟ & # 8221
هل تقصد غير إشعاع هوكينغ؟

هناك مجموعة من أحجام الثقوب السوداء. الثقب الأسود في حجم الذرة هو من النوع الذي يمكن لكتلة الطاقة في الداخل بطول الموجة أن تنفق. هذا هو إشعاع هوكينغ ، الذي يتسبب في تبخر الثقب الأسود. هناك تساؤلات حول الكيفية التي أصبحت بها الثقوب السوداء في مراكز المجرات كبيرة مثل مليار كتلة شمسية. من الصعب نوعًا ما الحصول على شيء ما في الثقب الأسود. إذا رميت شيئًا ما على ثقب أسود ليس صحيحًا على الهدف ، فسوف يذهب إلى مدار حول الثقب الأسود بدلاً من المرور إليه. هناك تساؤلات حول كيف يمكن لثقب أسود بحجم نجم أن يتطور إلى كتلة شمسية بملايين كتلة إلى مليار ثقب أسود شمسي.


مانع من الإشعاع

ومن المثير للاهتمام أن الثقوب السوداء ليست بالضرورة سوداء. النجوم الزائفة - أجسام في قلوب المجرات البعيدة مدعومة بالثقوب السوداء - شديدة السطوع. يمكنهم بسهولة أن يتفوقوا على بقية مجرتهم المضيفة مجتمعة. يتولد مثل هذا الإشعاع عندما يتغذى الثقب الأسود على مادة جديدة. لنكون واضحين: هذه المادة لا تزال خارج أفق الحدث ولهذا لا يزال بإمكاننا رؤيتها. تحت أفق الحدث ، حيث لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء ، الهروب. كما يتراكم كل الامر من العيد يتوهج. هذا هو التوهج الذي نراه عندما ينظر المراقبون إلى النجوم الزائفة.

لكن هذه مشكلة لأي شيء يدور (أو بالقرب) من الثقب الأسود ، لأنه حار جدًا بالفعل. قبل أن نتحول إلى معكرونة بوقت طويل ، فإن القوة المطلقة لهذا الإشعاع ستقلينا.


كيف سيكون شعورك عندما تدور بالقرب من ثقب أسود مدمج؟ - الفلك

كشف بحث جديد صدر يوم الثلاثاء في مجلة الفيزياء الفلكية أن أحد الثقوب السوداء في مجرة ​​عملاقة ممتدة على بعد 750 مليون سنة ضوئية من الأرض يبدو أنه يدور حول الآخر.

سيكون أول ثنائي من الثقوب السوداء يظهر على الإطلاق أنه يتحرك فيما يتعلق ببعضهما البعض إذا تم تأكيد ذلك.

من المحتمل أنها أصغر حركة مسجلة على الإطلاق لجسم عبر السماء ، والمعروفة أيضًا باسم الحركة الزاوية.

قال روجر دبليو روماني: "إذا تخيلت حلزونًا على كوكب شبيه بالأرض تم اكتشافه مؤخرًا يدور حول كوكب Proxima Centauri ، على بعد ما يزيد قليلاً عن أربع سنوات ضوئية ، يتحرك بسرعة سنتيمتر واحد في الثانية ، هذه هي الحركة الزاوية التي نحلها هنا" ، أستاذ الفيزياء في جامعة ستانفورد والمؤلف المشارك للورقة.

التقط العلماء بقيادة جريج تايلور ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة نيومكسيكو ، لقطات من المجرة الراديوية 0402 + 379 ، التي تحتوي على ثقبين أسودين على مدار الـ 12 عامًا الماضية. اكتُشفت المجرة رسميًا في عام 1995 ، وتأكد في عام 2006 أن لديها نظامًا ثنائيًا فائق الكتلة من الثقوب السوداء بتكوين غير عادي.

يعتبر الثقبان الأسودان من بين أكبر الثقوب الموجودة على الإطلاق.

ونقلت الصحيفة عن كاريشما بانسال ، طالبة الدراسات العليا في مختبر تايلور والمؤلفة الرئيسية للورقة ، أن "الثقوب السوداء تفصل بين حوالي سبعة فرسخ ، وهي الأقرب معًا التي شوهدت من قبل ثقبين أسودين هائلين". في بيان صحفي من ستانفورد.

في الورقة البحثية الأخيرة ، أفاد الفريق أن أحد الثقوب السوداء تحرك بمعدل يزيد قليلاً عن ميكرو ثانية قوسية في السنة ، وهي زاوية أصغر بنحو مليار مرة من أصغر شيء مرئي بالعين المجردة. بناءً على هذه الحركة ، يفترض الباحثون أن أحد الثقوب السوداء قد يدور حول الآخر على مدى 30 ألف سنة.

نتيجة اندماج مجرتين؟

على الرغم من أنه ليس ثنائي الثقب الأسود الفائق الكتلة الذي تم العثور عليه على الإطلاق ، يعتقد الباحثون أن 0402 + 379 له تاريخ خاص على الأرجح. قال روماني: "لقد جادلنا بأنها كتلة أحفورية". "يبدو الأمر كما لو أن عدة مجرات اندمجت لتصبح مجرة ​​إهليلجية عملاقة مع هالة هائلة من الأشعة السينية حولها."

يعتقد الباحثون أن المجرات الكبيرة غالبًا ما تحتوي على ثقوب سوداء كبيرة في مراكزها ، وإذا اجتمعت المجرات الكبيرة ، فإن ثقوبها السوداء تحذو حذوها في النهاية. من الممكن أن يكون المدار الظاهر للثقب الأسود في 0402 + 379 هو مرحلة وسيطة في هذه العملية. قال تيلور: "لوقت طويل ، كنا نبحث في الفضاء لمحاولة العثور على زوج من هذه الثقوب السوداء الهائلة تدور في مدار نتيجة اندماج مجرتين". "على الرغم من أننا افترضنا أن هذا يجب أن يحدث ، لم يره أحد من قبل ، حتى الآن".

المجرات المتفاعلة Arp 273 في أندروميدا. / صور VCG

مزيج من اثنين من الثقوب السوداء في 0402 + 379 من شأنه أن يخلق انفجارًا من إشعاع الجاذبية. ومع ذلك ، فإن هذا التقارب النظري بين الثقوب السوداء قد لا يحدث أبدًا. نظرًا لمدى بطء دوران الزوجين في المدار ، يعتقد الباحثون أن الثقوب السوداء متباعدة جدًا بحيث لا يمكن أن تتحد معًا خلال العمر المتبقي المقدر للكون ، ما لم يكن هناك مصدر إضافي للاحتكاك.

من خلال دراسة ما يجعل هذا الزوج المتوقف فريدًا من نوعه ، يحاول الباحثون فهم أفضل للظروف التي تندمج فيها الثقوب السوداء بشكل طبيعي.


هل من الممكن أن يدور ثقب أسود في أفق الحدث؟ [مغلق]

تريد تحسين هذا السؤال؟ قم بتحديث السؤال بحيث يكون موضوعًا لـ Space Exploration Stack Exchange.

يبدو أن ISCO هو الحد النظري الحالي للدوران حول الثقوب السوداء (كما هو مصدرها ويكيبيديا).

السؤال الأصلي:

كنت أقرأ هذا السؤال واستعصت العديد من الإجابات المختلفة على أن أفق الحدث هو الحد النظري للدوران حول ثقب أسود وأن "الأشياء السيئة تحدث" عندما تراجع وراء أفق الحدث. هل هذا شامل أم حصري؟ شريطة أن نكون قادرين على الوصول إلى السرعة المدارية المطلوبة للدوران حول ثقب أسود على بعد ميل واحد من أفق الحدث (باستثناء الانجراف المداري) ، ماذا سيحدث إذا قمنا بتعديل المدار إلى أفق الحدث المتساوي ، ولكن لم نتجاوزه؟

أفهم أن الاحتمال العلمي (مع التكنولوجيا الحالية) هو 0٪ ، لكن نظريًا ماذا سيحدث إذا حاولنا أن ندور حول ثقب أسود في أفق الحدث؟

بناءً على الإجابات الحالية ، أود تحويل الإجابات المستقبلية إلى عالم أكثر نظرية. أفهم الآن أن الدوران حول ثقب أسود في أفق الحدث هو نفس الشيء كما هو وراءه. نظريًا ، إلى أي مدى يمكن أن نقترب من أفق الحدث إذا افترضنا أن مركبتنا غير قابلة للتدمير وفقًا لما يمليه فهمنا الحالي للفيزياء (أدركت أن دراسة ثقب أسود عن قرب من المرجح أن تعيد تعريف الفيزياء إلى الأبد).


فتحتان في المجرة القديمة

على الرغم من أن القياس المباشر للحركة المدارية للثقب الأسود قد يكون الأول ، إلا أن هذا ليس الثقب الأسود الفائق الكتلة الوحيد الذي تم العثور عليه على الإطلاق. ومع ذلك ، يعتقد الباحثون أن 0402 + 379 له تاريخ خاص على الأرجح.

قال روماني: "لقد ناقشنا أنه & # 8217s مجموعة أحفورية". "يبدو الأمر كما لو أن العديد من المجرات اندمجت لتصبح مجرة ​​إهليلجية عملاقة مع هالة هائلة من الأشعة السينية حولها."

يعتقد الباحثون أن المجرات الكبيرة غالبًا ما تحتوي على ثقوب سوداء كبيرة في مراكزها ، وإذا اجتمعت المجرات الكبيرة ، فإن ثقوبها السوداء تحذو حذوها في النهاية. من الممكن أن يكون المدار الظاهر للثقب الأسود في 0402 + 379 هو مرحلة وسيطة في هذه العملية.

قال تيلور: "لفترة طويلة ، كنا نبحث في الفضاء لمحاولة العثور على زوج من هذه الثقوب السوداء الهائلة تدور في مدار نتيجة اندماج مجرتين". "على الرغم من أننا افترضنا أن هذا يجب أن يحدث ، لم يره أحد من قبل ، حتى الآن."

مزيج من اثنين من الثقوب السوداء في 0402 + 379 من شأنه أن يخلق انفجارًا من إشعاع الجاذبية ، مثل الدفقات الشهيرة التي اكتشفها مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية ، ولكن تم توسيعها بمقدار مليار. قال روماني إنه سيكون أقوى انفجار جاذبية في الكون. تصادف أن هذا النوع من الانفجار الإشعاعي هو ما كتب أول ورقة بحثية له على الإطلاق عندما كان طالبًا جامعيًا.


الكشف عن تفسير محتمل جديد للاندماج الغريب للثقب الأسود

كشف علماء من مركز التميز في ARC لاكتشاف الموجات الثقالية (OzGrav) عن تفسير بديل للاندماج الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا للثقب الأسود. تم قبول الورقة للتو من قبل رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

في 12 أبريل 2019 ، اكتشف مرصد LIGO و Virgo موجات الجاذبية - تموجات في المكان والزمان - من حدث كوني غير عادي لدمج ثقبين أسودين. على عكس الاندماجات العشر التي تم الإبلاغ عنها سابقًا ، والتي قد يكون للثقوب السوداء كتل متساوية أو متساوية تقريبًا ، فإن هذا الحدث ، المسمى GW190412 ، يحتوي بالتأكيد على اثنين من الثقوب السوداء غير المتكافئة للغاية ، مع الثقب الأثقل ربما يكون أكبر بثلاث أو أربع مرات من الأخف وزنا.

بالإضافة إلى ذلك ، ذكرت ورقة الاكتشاف (الصادرة في أستراليا في 19 أبريل 2020) أن واحدًا على الأقل من الثقوب السوداء المندمجة كان يجب أن يدور: يدور حول محوره. ومع ذلك ، فإن موجات الجاذبية لا تسمح بقياس دقيق لللفات الفردية. يمكن قياس تركيبة الدوران المحددة فقط. لذلك ، لاستنتاج الدورات الفردية ، يجب وضع الافتراضات على أساس النماذج العلمية. افترض تعاون LIGO و Virgo أن الثقب الأسود البكر الأثقل يمكن أن يدور ، وأفاد أنه كان لديه دوران معتدل في ورقة اكتشاف الموجات الثقالية.

في غضون 24 ساعة من إعلان الاكتشاف ، كتب كبير محققي أوزجراف إيليا ماندل ، من جامعة موناش ، والمتعاون تاسوس فراجوس ، من جامعة جنيف ، ورقة متابعة تم قبولها للتو من قبل مجلة Astrophysical Journal Letters. بدافع من أفضل النماذج الحالية لتطور النجوم الضخمة في الثنائيات ، جادل ماندل وفراجوس بأن الثقب الأسود الأكثر ضخامة أو `` الأثقل '' في الحدث يدور ببطء شديد بينما الثقب الأسود `` الأخف '' يدور بسرعة كبيرة ، في نفس اتجاه الحركة المدارية.

يوضح الشكل التوزيع الاحتمالي للدوران عديم الأبعاد للثقب الأسود الأخف على طول الاتجاه المداري (المحور الأفقي) ونسبة الكتلة (المحور الرأسي) التي وجدها ماندل وفراجوس. الائتمان: OzGrav

يذكر ماندل وفراجوس أنه إذا ولدت أزواج من النجوم المعزولة التي تدور حول بعضها البعض ثقوبًا سوداء مدمجة ، فإنها بشكل طبيعي تخلق ثقوبًا سوداء أثقل ولادتها وتدور ببطء شديد. قبل أن يشكل النجم ثقبًا أسود ، يتطور إلى عملاق بغلاف غازي. عندما تفعل ذلك ، فإنها تبطئ ، مثل متزلج على شكل غزل يمد ذراعيها. عندما يتم تجريد هذا الغلاف بفعل قوى المد الشديدة التي يمارسها النجم الآخر في الثنائي ، يتم ترك قلب مركزي يدور ببطء ، والذي ينهار في النهاية إلى ثقب أسود يدور ببطء.

يجب أن تنطبق نفس العملية عادةً على النجم الثاني ، وهو أخف وزناً ، والذي ينهار في النهاية في الثقب الأسود الأخف. ومع ذلك ، عندما يفقد النجم الثاني غلافه الغازي ، يمكن أن يكون الفصل الثنائي صغيرًا بما يكفي للسماح لنواة النجم العارية بالدوران من خلال "قفل المد والجزر".

يوضح ماندل: "قفل المد والجزر يحدث عندما تجبر المد والجزر من رفيق في المدار فترة دوران الجسم - الوقت الذي يستغرقه للدوران حول محوره - لتساوي الوقت الذي يستغرقه المدار الكامل للنظام الثنائي. على سبيل المثال ، يؤدي قفل المد والجزر للقمر إلى الأرض إلى جعل القمر يدور في نفس الـ 28 يومًا التي تساوي الفترة المدارية حول الأرض. وهذا يفسر سبب عدم قدرتنا على رؤية الجانب المظلم من القمر - إلا عند الاستماع إلى بينك فلويد.

لذلك ، في بعض الأحيان يمكن للثقب الأسود الثاني أن يدور ويدور بسرعة. وجد ماندل وفراجوس أن هذا هو الحال في حدث GW190412. يجب أيضًا دمج هذه الأنظمة بعد فترة وجيزة من تكوينها ، نظرًا لأن قفل المد والجزر لن يحدث إلا في ثنائيات ضيقة جدًا.

على الرغم من صعوبة تأكيد هذا التفسير ، فإن الاكتشافات المستقبلية لعمليات اندماج الثقوب السوداء ستسمح باختبار أكثر دقة لهذا النموذج.

المراجع: & # 8220 تفسير بديل لـ GW190412 على أنه اندماج ثنائي للثقب الأسود مع ثانوي سريع الدوران & # 8221 بواسطة إيليا ماندل وتاسوس فراجوس ، 20 أبريل 2020 ، مقبول رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
arXiv: 2004.09288


شاهد الفيديو: عمل ثقب اسود في بلندر. الثقوب السوداء. make a black hole in blender. black hole. The first shape (شهر اكتوبر 2021).