Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 26.09.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Гравитационные волны помогают открывать черные дыры

shortstoryf

Каждая большая галактика во Вселенной обладает, или должна обладать своей собственной черной дырой. Но почему черные дыры растут и достигают относительно больших размеров ученые определить не могут. Недавно, с помощью австралийского телескопа Государственного объединения научных и прикладных исследований (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO), была проверена идея о росте черных дыр на основе гравитационных волн.

Как утверждают исследователи, эти исследования были первой в мире попыткой, используя данные о гравитационных волнах, изучить совершенно не связанный с ними аспект Вселенной — рост массивных черных дыр. Черные дыры невозможно наблюдать непосредственно в видимом диапазоне, поэтому астрофизики стараются использовать в наблюдениях самые современные астрофизические приборы.

В общем случае черный дыры представляют собой область с очень сильным гравитационным притяжением, которое настолько сильно, что ее не могут покинуть даже релятивистские частицы. Граница этой области называется горизонтом событий. И, хотя ни кто ни когда не наблюдал черную дыру, современные ученые полностью уверены в их существовании, поскольку существующая теория гравитации доказывают ее существование. Считается, что черные дыры образуются в результате гравитационного коллапса массивных звезд или звездных систем, а так же в результате коллапса центральной части галактики. Другие две теории говорят, что черные дыры образовались сразу вместе с Большим Взрывом или возникли в результате ядерных реакций высоких энергий.

Закрученный газ вокруг черной дыры

Закрученный в спираль газ, вращающийся вокруг черной дыры, взгляд художника. Источник: Swinburne Astronomy Productions

Гравитационные волны представляют собой своеобразную рябь, распространяющуюся со скоростью света в ткани пространства-времени. Гравитационные волны предсказаны многими теориями гравитации, но до сих пор не были зарегистрированы. Однако, существуют косвенные признаки их присутствия. Например, совпадение наблюдений с предсказанием теории о сближении двойных звездных систем в которых темпы сближения совпадают при учете потери энергии на распространение гравитационных волн.

Австралийские астрофизики предполагают, что при столкновении галактик их центральные черные дыры обязательно должны встретиться, сначала вращаясь вокруг друг друга. По мере сближения эти объекты должны испускать гравитационные волны на частоте, которую можно зарегистрировать. С помощью радио телескопа имени Паркса были изучены двадцать пульсаров. Эти космические объекты были выбраны не случайно. Пульсары являются самыми точными космическими часами. Они испускают сигналы через равные промежутки времени, время прибытия сигнала на Землю измерено с точностью до одной десятой микросекунды. Во время распространения гравитационных волн через пространство-время, они могут раздувать или сокращать расстояние между объектами. Если рядом с пульсаром присутствует черная дыра, то обязательно можно зарегистрировать ошибки в измерении прихода сигнала от пульсара на Землю.

Две взаимодействующие черные дыры

Две взаимодействующие черные дыры, порождающие своим вращением гравитационные волны в ткани пространства-времени. Источник: Swinburne Astronomy Productions

CSIRO работает в этом направлении уже двадцать лет, используя массив радио телескопов Parkes Pulsar Timing Array (PPTA). Однако, двадцать лет это не достаточный срок для выявления гравитационных волн. Но астрономы утверждают, что они движутся в правильном направлении  Отсутствие сигналов от гравитационных волн говорит лишь о том, что наша аппаратура, на сегодняшний день, не достаточно чувствительна.

Есть и определенные достижения за эти двадцать лет исследований. С помощью PPTA были изучены все четыре теории роста черных дыр, и астрофизики выяснили, что черные дыры не могут сформироваться только за счет слияния близких звездных объектов.

Пульсар

Пульсар — слева, представление художника, и фиксируемый сигнал от него справа. Источник: Swinburne Astronomy Productions

По информации ICRAR.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google