RSS

Teorija masene gravitacije i tamna energija

    25. januar 2020.

    Od Velikog praska svemir se širi, ali po zakonu fizike gravitacija kao privlačna sila bi trebalo da ga uspori. U stvarnosti nije tako, svemir ubrzava.

    Kao rešenje problema hipotetizovana je tamna energija koja bi trebalo da omogućava ubrzano širenje kosmosa. Ali niko zapravo ne zna o čemu se tu radi.

    Claudia de Rham, profesor teorijske fizike na Imperial koledžu u Londonu za sebe kaže da joj stručnost leži u interfejsu između fizike čestica, gravitacije i kosmologije u kojoj razvija i testira nove modele i paradigme. Radi na razumevanju gravitacije na fundamentalnom nivou, sa naglaskom na teorijsku konzistentnost, kvantnu stabilnost i relevantnost za kosmologiju.

    De Rham Teorijom masene gravitacije modifikuje Ajnštajnovu Teoriju opšte relativnost tako što gravitonima, hipotetičkim česticama, nosiocima gravitacione sile daje masu. Po Ajnštajnu gravitoni nemaju masu.

    Ako gravitoni imaju masu, očekuje se da gravitacija ima uticaj na skalama vrlo velikih rastojanja, što bi moglo da objasni zašto širenje univerzuma nije obuzdano.

    „Jedna je mogućnost da vam možda neće trebati tamna energija, tačnije, sama gravitacija ispunjava tu ulogu“, kaže De Rham.

    De Rham ističe da je u ovoj fazi masena gravitacija još uvek samo teorija. Matematički je to proverivo, ali ne znamo da li odražava empirijsku stvarnost. Ali s pojavom astronomije gravitacionih talasa biće moguće testirati predviđanja teorije u narednoj deceniji i dalje.

     „Bilo bi neverovatno kada bi se pokazalo da je ovo ispravno“, kaže ona.“To se može ili ne mora dogoditi, ali ono što će se dogoditi je da ćemo imati mnogo bolje temeljno razumevanje gravitacije i to je nešto tako duboko, to je danas jedno od velikih pitanja.“

     De Rhama zanima brzina gravitacije koja nikada nije direktno izmerena i za koju teorija predviđa da bi u nekim okolnostima mogla biti brža od svetlosti. Ona istražuje da li se gravitacija, poput svetlosti, kreće različitim brzinama kroz različite materijale. Ako se to dogodi, postojale bi gravitacione duge koje bi se mogle videti na teleskopima sa gravitacionim talasom.

     „Ako postoji nešto što ne razumemo ili postoji neko odstupanje u podacima, to je znak – znak da moramo nešto više da naučimo“, kaže ona. „To je znak da smo na ivici otkrivanja nečeg novog.“

      De Rhama očekuje da će nova generacija opservatorija gravitacionih talasa, poput ESA-e  svemirske opservatorije Lisa, u narednoj deceniji detektovati slabe gravitacione signale iz kosmosa i podići nivo nauke koji će omogućiti kvalitetniji rad.

Izvor :
Imperial College London
The Guardian

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 6. februara 2020. in Astrofizika

 

Gravitacioni talasi i tamna materija

Ako prostor- vreme zamislimo kao dvodimenzionalno platno svaki objekat koji se nađe na njemu ga opterećuje i zakrivljuje svojom masom. Što je masa objekta veća, zakrivljenje platna je veće.

   Slično tome, po Teoriji opšte relativnosti Alberta Ajnštajna objekti u svemiru svojom masom deluju na četvorodimenzionlni prostor- vreme, deformišu ga, što se manifestuje kao gravitacija.

     Taj zakrivljeni deo prostor- vremena  oko nekog tela koje ima masu je njegovo gravitaciono polje.

Maciej Rębisz

    Gravitaciono polje jednog objekta privlačno deluje na drugi objekat koji može da padne u gravitaciono polje prvog objekta i orbitira oko njega, kao Mesec oko Zemlje ili Zemlje oko Sunca.

    Dva tela mogu da se okreću jedno oko drugog, sve bliže i bliže, dok ne padnu jedno u drugo, sudare se. Kada se to dogodi nastaju deformacije u prostor- vremenu ili gravitacioni talasi.

    Laserska interferometarska gravitaciono-talasna opservatorija (LIGO) je 14. septembra 2015. godine prvi put detektovala gravitacione talase koji su nastali sudarom dve crne rupe. Opservatorije LIGO i Virgo su detektovale gravitacione talase iz najmanje još 10 spajanja crnih rupa. Spajanje dve neutronske zvezde je prvi put detektovano 2017. godine.

     Posle Velikog praska novouobličena materija i prostor- vreme se šire i postaju sve veći. Ako je taj rast neujednačen, određena područja postaju gušća od ostalih. U nekom trenutku univerzuma ti džepovi guste materije se pod vlastitom gravitacijom urušavaju i formiraju rane crne rupe.

    Za razliku od crnih rupa nastalih kasnije eksplozijom masivnih zvezda, prvobitne crne rupe nemaju minimalni prag mase potreban da bi se one formirale. Ako bi LIGO i Virgo detektovali crnu rupu manje mase od mase Sunca, to bi mogla biti prvobitna crna rupa.

     Do sada hipotetička tamna materija nije otkrivena ali se smatra da je u svemiru ima 85% više od vidljive materije. Ovaj stav se zasniva na nekim gravitacionim efektima zapaženim širom svemira koji se objašnjavaju postojanjem nevidljive tamne materije.

     Čini se da tamna i normalna materija uzajamno deluju samo putem gravitacije. Moguće je da čestice tamne materije međusobno komuniciraju kao i poznate čestice i pri tome formiraju kompaktne tamne objekte.

     Jedan od kandidata za česticu tamne materije je aksion. Oni bi mogli da se kondenzuju u Boze-Ajnštajnov kondenzat ili aksionske zvezde. Moguće je da se značajan deo aksionske tamne materije nalazi u obliku tamnih aksionskih zvezda, kao neutroni u neutronskim zvezdama.Moguće je i da su prvobitne crne rupe sačinjene od tamne materije.

    Ako je svemir naseljen kompaktnim tamnim objektima neki od njih mogu da se nađu u uzajamnom gravitacionom delovanju sa zvezdama obične materije. Normalna zvezda i tamni objekat mogu mirno gravitaciono da koegzistiraju.

     Eksplozija zvezde kao supernove može da promeni odnose između novonastale neutronske zvezde i tamnog objekta. Spajanje aksionske zvezde sa neutronskom zvezdom može da izazove gravitacione talase što LIGO i Virgo  mogu da detektuju ali ne i da identifikuju učesnike događaja. Ali teleskopi koji detektuju elektromagnetne signale koji prate tako nastale gravitacione talase bi to mogli da urade.

    Od objavljivanja Teorije opše relativnosti, koja je predvidela postojanje gravitacionih talasa i njihovog otkrića prošlo je 100 godina. Ostaje nam da očekujemo da će gravitacionoj astronomiji trebati manje vremena da dođe do otkrića onoga što se danas začinje kao teorija.

   Detaljnije: Symmetry

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 2. februara 2020. in Astrofizika

 

Da li tamna materija doprinosi kosmičkom gama sjaju

    26. januar 2020.

Pozadinsko gama zračenje (žuto) se poklapa sa kosmičkim regionima koji sadrže više materije (crveno). (DES). (Daniel Gruen / SLAC / Stanford, Chihvai Chang / Universiti of Chicago, Alek Drlica-Vagner / Fermilab)

    Astrofizičari su došli korak bliže razumevanju porekla slabog sjaja gama zraka na nebu. Analize ukazuju da je ovo svetlo sjajnije u regionima koji sadrže više materije i prigušenije tamo gde materije ima manje. Sada je prvi put otkrivena ova korelacija koja može da se koristi za razumevanje uzroka pozadinskih gama zraka.

    Sjaj neobjašnjenih pozadinskih gama zraka potiče iz dalekih i bledih izvora koji se ne mogu pojedinačno identifikovati. Činjenica, da se lokacije odakle potiču gama zraci podudaraju sa mestima velike mase u dalekom svemiru mogla bi da bude ključna za identifikovanje tih izvora.

    Studija je koristila podatke jednogodišnjeg istraživanja tamne energije Dark Energy Survey (DES), koja koristi optičke slike neba, i podatke prikupljane devet godina sa Svemirskog gama teleskopa Fermi.

    Gama zračenje je najenergičniji oblik svetlosti. Nastaje u širokom rasponu kosmičkih pojava, često izuzetno nasilnih, kao što su: eksplozije zvezda, neutronske zvezde, aktivne galaksije.

    Jedan od izvora gama zraka su blazari, aktivne galaksije sa supermasivnim crnim rupama u svom centru koje gutaju okolnu materiju i isijavaju mlazeve plazme i gama zraka. Ove mlazeve vidi svemirska opservatorija Fermi kada su oni usmereni prema nama.

       Blazari su najjednostavnija pretpostavka, ali novi podaci ukazuju da njihova populacija nije dovoljna da se objasni uočena povezanost gama zraka sa distribucijom mase.

    Kada se izuzmu poznati izvori, karta neba i dalje sadrži pozadinske gama zrake čiji sjaj varira od regiona do regiona.

Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

    Drugi potencijalni izvor je hipotetička nevidljiva tamna materija za koju se veruje da čini 85% univerzuma. Ona bi mogla proizvesti gama zrake kada se čestice tamne materije susreću, urušavaju jedna u drugu i anihiliraju.

    Vodeća teorija predviđa da slabo interaktivne čestice tamne materije, VIMP-ovi, u međusobnom sudaru anihiliraju i stvaraju gama zrake. Gama zraci iz određenih kosmičkih regiona bogatih materijom bi mogli da potiču iz interakcija tih čestica.

    Potpisi gama zraka nastalih od uništenih VIMP-ova traženi su na raznim lokacijama za koje se veruje da sadrže tamnu materiju, uključujući centar Mlečnog puta i patuljaste galaksije koje orbitiraju okolo. Ove pretrage još nisu našle prepoznatljive signale tamne materije.

    Iako je verovatnoća da je izmerena korelacija samo slučajni efekat, oko jedan prema hiljadu, istraživačima je potrebno više podataka za konačnu analizu.

    Ovi rezultati, po prvi put povezuju mape gama zraka, materije i tamne materije i puni su potencijala, ali trenutno je veza još uvek nedovoljna.

    Jedno od glavnih ograničenja trenutne analize je količina dostupnih podataka o gravitacionim sočivima. Podaci od 40 miliona galaksija nisu dovoljni. Kada kroz objektive teleskopa prođu podaci milijardu galaksija, iz mnogo većeg nebeskog regiona podaci će biti pouzdaniji.

    Studija pokazuje da korelacija distribucije materije i gama zraka može da se koristi  kako bi se saznalo više o tome šta izaziva pozadinu gama zraka. Sa više podataka sa DES, LSST i drugih projekata poput budućeg Svemirskog teleskopa Euclid, produbiće se razumevanje potencijalnih izvora.

    Tek tada bi moglo da se utvrdi da li ovaj sjaj gama zraka potiče od samouništenja tamne materije. Biće to i dokaz postojanja tamne materije.

Izvor: SLAC National accelerator laboratory

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 30. januara 2020. in Astrofizika

 

Teški metali u zvezdama ukazuju na istoriju galaksija

(Credit: NAOJ, University of Tokyo)

9. januar 2020.
   Različiti teški metali nastaju u eksplozijama prilikom spajanja binarnih neutronskih zvezda. Oni se zatim inkonporiraju u novonastale zvezde gde se po karakterističnim talasnim dužinama kao potpisima mogu prepoznati.

    Astronomi su katalogizovali potpise 9 teških metala u infracrvenom svetlu džinovskih i superdžinovskih zvezda. Ova zapažanja će pomoći istraživačima da shvate kako su spajanja binarnih neutronskih zvezda uticala na hemijski sastav i evoluciju Mlečnog puta i drugih galaksija.

    Odmah nakon Velikog praska, u svemiru su postojali samo vodonik i helijum. Ostali elementi su formirani kasnije u procesu nuklearne fuzije u zvezdama ili u supernovama ili u spajanju neutronskih zvezda. Detalji različitih procesa i njihovi relativni doprinosi još uvek se malo razumeju. Bolje razumevanje hemijske evolucije galaksija važno je za razumevanje nastanka okruženja bogatim elementima oko planeta poput Zemlje. Posebno se metali teži od nikla mogu koristiti za praćenje spajanja neutronskih zvezda.

    Istraživački tim sa Univerziteta u Tokiju, Univerziteta Kjoto Sangio i NAOJ koristio je VINERED infracrveni spektrograf na 1,3m teleskopu Araki u Astronomskoj opservatoriji Kojama u Kjotou u Japanu da potraži „potpise“ teških metala u 13 džinovskih i superdžinovskih zvezda. Njih je lako posmatrati, čak i ako su daleko, a infracrvena svetlost ima prednost jer može da se vidi u regionima gde međuzvezdana materija blokira vidljivu svetlost.

    Svaki element u zvezdi stvara poseban „potpis“ apsorbujući određene talasne dužine njene svetlosti. Tim je uporedio spektar, detaljne informacije o talasnoj dužini svake zvezde sa bibliotekama koje sadrže desetine teoretski predviđenih apsorpcionih linija i našao 23 linije proizvedene od 9 elemenata od cinka do disprozijuma.

    Ovi rezultati su astronomima omogućili merenje nivoa tih teških metala u drugim zvezdama, mapiranje hemijske raznolikosti i određivanje evolucije Mlečnog puta i drugih galaksija.

Izvor: NAOJ

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 10. januara 2020. in Astrofizika

 

Isak Asimov, 100 godina


     Pre 100 godina, 2. januara 1920. godine rodio se Isak Asimov.

 

    Dok sam se ovih dana pripremao da nešto napišem o Isaku Asimovu, povodom stogodišnjice njegovog rođenja naišao sam na pesmu Vasionac Tina Ujevića.

    Ne znam da li su oni čuli jedan za drugog, delom svojih života bili su savremenici, možda su, a verovatno nisu. Da li bi se dopali jedno drugom? Tinu se Isak, moguće ne bi dopao, a Isaku bi se samo posle čitanja Pobratimstvo lica u svemiru Tin dopao.

    Dok sam čitao Tinovog Vasionca sve vreme sam imao asocijaciju na Isaka. Moguće da je to samo moj lični doživljaj, kao u snu, kao kada sanjaš ono o čemu si razmišljao. Moguće je, da je Isak čitao Vasionca, da bi kao u ogledalu, video sebe u njemu.

 

“Sto glasova iz stotine grla,
iz dubina stostruke mi svijesti,
grmi, kliče: Još me nije strla
teška žalost zatajanih vijesti.

Sto pjesama iz sto mojih vrela,
iz dubljine stostruke mi vode,
šiknu, viknu: Nije me raspela
zarobljena boginja slobode.

Kliče, vapi duša mnogim umom,
buni se u grudi srce šire.
Dokle hodam pogaženim humom,
uskrsnut ću Asir i Misire.

Struje misli kao vir zelenca.
Pomiče se moja mrtva snaga.
Sebe motrim usred svoga zdenca,
uspravljam se usred sarkofaga.

Uske su mi ove male zemlje.
Kratke su mi moje bijele ruke.
Gorke su mi ove suhe žemlje.
Ja bih mogo, Svjetlo, u hajduke.

Kroz ocean neba ja sam ronac
i u mrežu lovim mliječne staze,
Mjesečić i Sunčić, Vasionac.
Mene pravo samo zvijezde paze.

Borci viču: Konja! A mornari: Jedra!
A ja, opit glasom pomorkinja vila,
žudim samo plavet, Vasiona Njedra,
i ja vičem: Krila! – krila, krila!”

 

    Isak Asimov je jedan od najvećih i najplodnijih autora naučne fantastike, uz Artura Klarka i Roberta Hajnlajna. On je kodirao SF žanr. Na nekoj SF katedri, kao kultnog pisca naučne fantastike Isaka Asimova bi proučavali bar jedan semestar.

    Kratke priče, romani, čitavi epovi, o drugim i budućim svetovima su naslikani u njegovim delima. Ono što nam egzatna nauka predstavlja brojkama i matematičkim formulama on nam predstavlja literarnim opisima, monolozima i dijalozima junaka i likova u svojim pripovetkama i romanima. SF piscima je bio motivator, uzor. Teško ga je svrstavati u žanrove SF literature, oprobao se u svemu.


     Posebno bi bio proučavan kao popularizator nauke. Vodič kroz nauku,  Razumeti fiziku,u tri toma, Hronologija nauke i otkrića i mnogi drugi radovi na temu astronomije, matematike, hemije i istorije stajali bi u fusnotama i popisu korištene literature mnogih naučnih radova.

     Neverovatna produkcija od preko 500 knjiga je navela neke njegove fanove da misle da je i on sam vanzemaljac. Govorilo se da iza sebe ima armiju pisaca- klonova koji po dogovoru pišu na zadatu temu ili koriste njegovo ime da bi zaradili za život.

     Najmanje je poznat po tome što je radio kao profesor biohemije na Univerzitetu u Bostonu.

     Kolko je filmova snimljeno u kojima se pojavljiju raznoliki roboti koji su ustrojeni i ponašaju se po zakonima robotike koje je dao Isak Asimov:

  1. Robot ne sme da povredi ljudsko biće, niti da, uzdržavanjem od delanja, dopusti da ljudsko biće bude povređeno.
  2. Robot mora da izvršava naređenja koja mu daju ljudska bića, osim ako se to ne kosi sa I zakonom.
  3. Robot mora da zaštiti svoju egzistenciju, osim ako se to ne kosi sa I i II zakonom.

     Kao u nekom od svojih romana umro je od HIV-a, koji je dobio transfuzijom zaražene krvi tokom operacije srca 6. aprila 1992. godine,.

     Pa izvolte. Najpe će te se izgubiti u prostoru i vremenu njegovih dela. Ko želi da se nađe u njegovim delima trebaće mu puno vremena.

 


     U periodu od kraja 60-ti do 90-tih, 20 veka, u časopisima Kosmoplov, Galaksija i Sirijus štampane su mnoge njegove pripovetke i eseji.

Pripovetke objavljene u Kosmoplovu

Pripovetke objavljene u Sirijusu

Sirijus je objavio još dvadesetak priča Isaka Asimova.

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 7. januara 2020. in SF- Naučna fantastika

 

Otkriće ugljenika oko mladih galaksija

Atakama veliki milimetarski/submilimetarski niz- ALMA- Babak Tafreshi

      Radio teleskop Atakama veliki milimetarsko/submilimetarski niz (ALMA) detektovao je gigantske oblake gasovitog ugljenika u prečniku većem od 30 000 svetlosnih godina oko mladih galaksija. Ovo je prva potvrda da su se atomi ugljenika, nastali u zvezdama u ranom univerzumu proširili dalje od galaksija. Nijedna teorijska studija nije predvidela ugljenik oko rastućih galaksija, što dovodi u pitanje naše trenutno razumevanje evolucije kosmosa.

     „Mi smo detaljno pregledali naučnu arhivu ALMA i prikupili podatke koji sadrže radio signale jona ugljenika u galaksijama u ranom univerzumu, milijardu godina nakon Velikog praska“, kaže Seiji Fujimoto, astronom sa Univerziteta u Kopenhagenu i Tokiju, vodeći autor istraživačkog rada. „Kombinovanjem svih podataka postigli smo neviđenu osetljivost. Dobijanje podataka istog kvaliteta sa jednim posmatranjem trajalo bi 20 puta duže od uobičajenih opažanja ALMA-e, što je gotovo nemoguće postići.“

     Elementi, ugljenik i kiseonik nisu postojali u univerzumu u vreme Velikog praska. Nastali su kasnije nuklearnom fuzijom u zvezdama. Još uvek nije jasno kako se ti elementi šire po univerzumu. Do sada su pronađeni teški elemente u mladim galaksijama, ali ne i izvan njih. Ovaj istraživački tim je sumirao slabe signale pohranjene u arhivi podataka i pri tom pomerio granice.
        Mlada galaksija okružena gasovitim ugljenikom. Crvena boja prikazuje raspodelu ugljenika. Slika predstavlja rastojanje od 70 000 svetlosnih godina. Udaljenost galaksije je 12,8 milijardi svetlosnih godina.
 Credit: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NASA/ESA-in ST Habl.

    „Oblaci gasovitog ugljenika su pet puta veći od rasporeda zvezda u galaksijama, primećeno je pomoću ST Habla “, objašnjava Masami Ouchi, profesor Nacionalne astronomske opservatorije Japana i Univerziteta u Tokiju. „Primetili smo difuzne, ogromne oblake ugljenika koji su plutali u mračnom Univerzumu.“
 
    Kako su nastale ove čaure ugljenika? „Eksplozije supernovih u završnoj fazi života zvezda izbacuju teške elemente formirane u zvezdama“, kaže profesor Rob Ivison, naučni rukovodioc u Evropskoj južnoj opservatoriji. „Mlazovi visokoenergetskog zračenja iz supermasivne crne rupe u centrima galaksija bi mogli da prenose ugljenik izvan galaksija u svemir. “

      Istraživački tim napominje da trenutni teorijski modeli ne mogu da objasne tako velike oblake ugljenika oko mladih galaksija, što ukazuje da neki novi fizički procesi trebaju da budu uključeni u kosmološke simulacije.

    Tim koristi ALMA i druge teleskope širom sveta kako bi dodatno istražio implikacije otkrića ovih odliva iz galaksija i njihove oreole bogate ugljenikom.

    Rezultati su objavljeni u Astrophysical Journal-u  pod nazivom S. Fujimoto et al. “First Identification of 10 kpc [CII] Halo around Star-Forming Galaxies at z=5-7”, 16. decembra 2019.
Izvor: ALMA

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 17. decembra 2019. in Astrofizika

 

  Može da bude da Mlečni put ima dve supermasivne crne rupe

Gravitacioni ples dve crne rupe…NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Christopher Go

   14. 12. 2019.

    Izvori gravitacionih talasa koje su detektovale interferometarske laserske gravitacione opservatorije LIGO i Virgo, od 2015. godine do danas, su sudari crnih rupa, neutronskih zvezda i sudari crnih rupa i neutronskih zvezda. Svi ovi događaji dogodili su se na prilično velikim udaljenostima od više miliona do više milijardi svetlosnih godina.

     Danas znamo da se u centru Mlečnog puta nalazi supermasivna crna rupa koja pod gravitacionim ključem drži gotovo sva tela koja čine našu galaksiju. Ima indicija da tamo postoji bar još jedna a moguće je i više crnih rupa, manje mase. To otvara pitanja: Da li u centru Mlečnog puta postoji više crnih rupa? Šta bi se dogodilo ako se one jednog dana sudare? Kakav bi gravitacioni talas nastao i kakvu bi buru u tkivu prostora- vremena izazvao, obzirom na blizinu?

     Smadar Naoz, vanredna  profesorica na katedri za fiziku i astronomiju, UCLA, na odseku za astronomiju i astrofiziku i član izvršnog odbora Instituta za teorijsku fiziku Bhaumik piše u svom radu o traženju crne rupe, mogućeg pratioca supermasivne crne rupe u centru Mlečnog puta.

    Crne rupe su intrigantni sistemi a supermasivne crne rupe i njihova gusta zvezdana okruženja predstavljaju jedno od najekstremnijih mesta u našem univerzumu.

    Supermasivna crna rupa Sgr A * u centru naše galaksije ima masu oko 4 miliona puta veću od mase našeg Sunca. Crna rupa je mesto u prostoru u kome je gravitacija toliko jaka da iz nje ne mogu pobeći ni čestice svetlost. Okolo Sgr A * je gust niz zvezda. Precizna merenja orbita ovih zvezda omogućila su astronomima da potvrde postojanje ove supermasivne crne rupe i da izmere njenu masu. Više od 20 godina naučnici prate orbite ovih zvezda oko supermasivne crne rupe. Na osnovu onoga što smo videli, moje kolege i ja ukazujemo da ako tamo postoji pratioc, to bi mogla biti druga crna rupa čija je masa najmanje 100 000 veća od mase Sunca.

    Skoro svaka galaksija ima supermasivnu crnu rupu u svom jezgru, sa masama od milion do milijardi puta većim od mase Sunca. Astronomi još uvek proučavaju zašto jezgra galaksija imaju supermasivnu crnu rupu. Ali, čini se da crne rupe vole da budu u parovima.

    Da bismo razumeli ovu ideju moramo se vratiti u vreme kada je svemir bio star oko 100 miliona godina do pojave prvih galaksija koje su bile mnogo manje od današnjih galaksija, oko 10 000 ili više puta manje od Mlečnog puta. Unutar tih ranih galaksija od prvih zvezda su nastale crne rupe, sa masom desetak do hiljadu puta većom od mase Sunca. Te crne rupe su potonule do težišta, centra njihove galaksije. Budući da se galaksije razvijaju spajanjem i sudaranjem jedna s drugom, to će rezultirati pojavom parova supermasivnih crnih rupa.Te crne rupe se zatim sudaraju i povećavaju. Crna rupa sa masom koja je više od milion puta veća od mase našeg Sunca smatra se supermasivnom.

    Ako se dve supermasivne crne rupe okreću oko sebe u bliskoj orbiti, centar galaksije je zaključan u složenom gravitacionom plesu. Dok orbituju jedna oko druge, u isto vreme, svaka povlači svoje zvezde oko sebe. One će kao gravitacioni tegljači povući okolne zvezde ometajući pri tome njihove orbite. Nakon jedne revolucije oko supermasivnog para crnih rupa, zvezda se neće tačno vratiti na tačku u kojoj je započela kretanje.

    Koristeći naše razumevanje gravitacione interakcije između mogućeg supermasivnog para crnih rupa i okolnih zvezda, astronomi mogu predvideti šta će se dogoditi sa zvezdama. Astrofizičari poput mojih kolega i mene mogu uporediti naša predviđanja sa opažanjima, a zatim mogu odrediti moguće orbite zvezda i ustanoviti da li supermasivna crna rupa ima saputnika koji vrši gravitacioni uticaj.

     Pomoću dobro proučene zvezde S0-2, koja orbitira oko supermasivne crne rupe u centru naše galaksije svakih 16 godina, možemo isključiti ideju da postoji druga supermasivna crna rupa sa masom preko 100 000 puta većom od mase Sunca i oko 200 puta veće udaljenosti Sunca i Zemlje. Da je postojao takav pratioc, mi bismo otkrili njegove efekte na orbitu SO-2.

    To ne znači da neka manja crna rupa ipak nije sakrivena tamo. Takav objekat ne može izmeniti orbitu SO-2 na način koji mi za sada možemo da izmerimo.

    Supermasivne crne rupe u posljednje vreme privlače veliku pažnju. Nedavna slika takvog giganta u centru galaksije M87 otvorila je novi prozor za razumevanje fizike crnih rupa.

    Centar Mlečnog puta udaljen samo 24 000 svetlosnih godina je jedinstvena laboratorija za rešavanje problema fizike supermasivnih crnih rupa. Astrofizičari žele da razumeju njihov uticaj na centralne oblasti galaksija i njihovu ulogu u formiranju i evolucije galaksija. Otkrivanje para supermasivnih crnih rupa u centru galaksije ukazalo bi na to da se Mlečni put u nekom vremenu u prošlosti spojio sa drugom, verovatno malom galaksijom.

    Merenja zvezde S0-2 omogućila su da se izvrši jedinstven test Ajnštajnove Opšte teorije relativnosti. Maja 2018. godine S0-2 je prošla pored supermasivne crne rupe na udaljenosti od oko 130 puta većoj od Zemljine udaljenosti od Sunca. Prema Ajnštajnovoj teoriji, talasna dužina svetlosti koju emituje zvezda trebalo bi da se isteže dok se penje iz dubokog gravitacionog bunara supermasivne crne rupe.

    Otkriveno je istezanje talasne dužine koju je Ajnštajn predviđao, zbog čega se zvezda čini crvenijom. To je dokazalo da teorija Opšte relativnosti tačno opisuje fiziku u ovoj ekstremnoj gravitacionoj zoni.    

     Nestrpljivo očekujem drugi najbliži pristup S0-2, koji će se dogoditi za oko 16 godina, jer će astrofizičari moći da testiraju više Ajnštajnovih predviđanja o opštoj relativnosti, uključujući promenu orijentacije izdužene orbite zvezda. Ako supermasivna crna rupa ima partnera, to bi moglo promeniti očekivani rezultat.

     Ako se u galaktičkom centru vrte dve ogromne crne rupe one će emitovati gravitacione talase. Od 2015. godine, opservatorije LIGO i Virgo otkrivaju gravitaciono talasno zračenje koje dolazi iz spajanja crnih rupa i neutronskih zvezda. Ove revolucionarne detekcije otvorile su novi put za percepcju univerzuma.

    Talasi koje emituje naš hipotetički par crnih rupa imali bi niske frekvencije, preniske da bi ih LIGO i Virgo detektovali. Svemirski detektor LISA, koji je u pripremi možda će moći da otkrije ove talase što će pomoći astrofizičarima da shvate da li je crna rupa u našem galaktičkom centru sama ili ima partnera.

Izvor: Astronomy

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 14. decembra 2019. in Astrofizika

 

Oznake:

 
%d bloggers like this: