Тема недели: #ЧернаяДыра.
Пару дней назад сын меня спросил: «если мысль быстрее света, значит её не поглотит чёрная дыра?». И я подумала, что давно у нас не было обсуждения таких естественнонаучных феноменов!
Чёрные дыры – это одно из самых таинственных явлений, известных людям. Начиная с начала XX века их существование доказывалось лишь теоретически в рамках теории гравитации. Впервые «увидеть» чёрную дыру людям удалось только 10 апреля 2019. Это была сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики Messier 87 (54 миллиона световых лет от нас).
🌀Что представляют собой чёрные дыры? Простым, человеческим языком. Какие они бывают?
🌀Как представление о них менялось с начала XX века до сегодняшнего дня?
🌀 Почему нам, обыкновенным не-учёным людям с Земли, вообще стоит о них знать?
Эти и другие вопросы мы обсудим на неделе! Пишите ваши вопросы (мысли, рассуждения, догадки) в комментариях! А я соберу для вас самые интересные научные данные и постараюсь рассказать их максимально доступно и увлекательно. 😜
#физика
Пару дней назад сын меня спросил: «если мысль быстрее света, значит её не поглотит чёрная дыра?». И я подумала, что давно у нас не было обсуждения таких естественнонаучных феноменов!
Чёрные дыры – это одно из самых таинственных явлений, известных людям. Начиная с начала XX века их существование доказывалось лишь теоретически в рамках теории гравитации. Впервые «увидеть» чёрную дыру людям удалось только 10 апреля 2019. Это была сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики Messier 87 (54 миллиона световых лет от нас).
🌀Что представляют собой чёрные дыры? Простым, человеческим языком. Какие они бывают?
🌀Как представление о них менялось с начала XX века до сегодняшнего дня?
🌀 Почему нам, обыкновенным не-учёным людям с Земли, вообще стоит о них знать?
Эти и другие вопросы мы обсудим на неделе! Пишите ваши вопросы (мысли, рассуждения, догадки) в комментариях! А я соберу для вас самые интересные научные данные и постараюсь рассказать их максимально доступно и увлекательно. 😜
#физика
Wikipedia
M 87 (галактика)
гигантская эллиптическая галактика
Чёрная дыра – главный хищник космического пространства. И одна из главных тайн.
В космосе есть немало «чёрных» тел и явлений: чёрная планета (экзопланета TrES-2b, которая почти не отражает свет), чёрный материал (вантаблэк, который поглощает 99,96% света). Но самое чёрное – это, конечно, #ЧернаяДыра, которая полностью поглощает любой свет. Частицы, попадающие в неё, навсегда исчезают.
При этом на фотографиях чёрные дыры святятся, иногда ярче звёзд. Это хитрый космический обман: когда в дыру попадает, например, межзвездный газ, его частицы нагреваются в полёте и излучают своё последнее яркое сияние. 💫
Я называю чёрные дыры хищниками именно за это их умение – поглощать всё, что оказывается поблизости благодаря очень мощному гравитационному полю.
Край чёрной дыры называют «горизонтом событий», потому что, когда объект оказывается «проглочен», исчезает любая информация о нем. В каком-то смысле всё живое – это информация или событие: порядок нуклеотидов, инструкция для жизни клеток, движение частиц. Вместе с информацией навсегда уходит и жизнь объекта.
И даже память о нём. Если разобрать чёрную дыру по кусочкам (теоретически), то узнать, что в неё прежде попало, не получится. Информации о том, из чего состоит чёрная дыра, нет. Это явление объясняется теоремой об отсутствии волос (волосы – как метафора информации.😜 То ли это придумал физик Джон Уилер, то ли Яков Бекенштейн).
Суть теоремы такова. Охарактеризовать чёрную дыру можно только тремя величинами: массой, электрическим зарядом и угловым моментом (характеризует количество вращательного движения).
То есть, для наблюдателя извне горизонта событий одинаково выглядят и чёрная дыра из обычной материи, и из антиматерии.
Впрочем, математики называют теорию лишь гипотезой – чёткого математического доказательства нет. Хотя частично теорема и была доказана в работах отдельных физиков.
Так что чёрная дыра и горизонт событий – это пока большая загадка для человечества.
#физика #ЭтоИнтересно
В космосе есть немало «чёрных» тел и явлений: чёрная планета (экзопланета TrES-2b, которая почти не отражает свет), чёрный материал (вантаблэк, который поглощает 99,96% света). Но самое чёрное – это, конечно, #ЧернаяДыра, которая полностью поглощает любой свет. Частицы, попадающие в неё, навсегда исчезают.
При этом на фотографиях чёрные дыры святятся, иногда ярче звёзд. Это хитрый космический обман: когда в дыру попадает, например, межзвездный газ, его частицы нагреваются в полёте и излучают своё последнее яркое сияние. 💫
Я называю чёрные дыры хищниками именно за это их умение – поглощать всё, что оказывается поблизости благодаря очень мощному гравитационному полю.
Край чёрной дыры называют «горизонтом событий», потому что, когда объект оказывается «проглочен», исчезает любая информация о нем. В каком-то смысле всё живое – это информация или событие: порядок нуклеотидов, инструкция для жизни клеток, движение частиц. Вместе с информацией навсегда уходит и жизнь объекта.
И даже память о нём. Если разобрать чёрную дыру по кусочкам (теоретически), то узнать, что в неё прежде попало, не получится. Информации о том, из чего состоит чёрная дыра, нет. Это явление объясняется теоремой об отсутствии волос (волосы – как метафора информации.😜 То ли это придумал физик Джон Уилер, то ли Яков Бекенштейн).
Суть теоремы такова. Охарактеризовать чёрную дыру можно только тремя величинами: массой, электрическим зарядом и угловым моментом (характеризует количество вращательного движения).
То есть, для наблюдателя извне горизонта событий одинаково выглядят и чёрная дыра из обычной материи, и из антиматерии.
Впрочем, математики называют теорию лишь гипотезой – чёткого математического доказательства нет. Хотя частично теорема и была доказана в работах отдельных физиков.
Так что чёрная дыра и горизонт событий – это пока большая загадка для человечества.
#физика #ЭтоИнтересно
В фильме «Интерстеллар» главный герой попадает в чёрную дыру и остаётся жив.
Как такое возможно?
Ведь чёрная дыра «сьедает» всю информацию о живом? 🤔 Разберёмся, что тут правда, а что ложь.
🌀 Над сценарием фильма работал не только Кристофер Нолан, но и знаменитый физик Кип Торн. Он требовал от киностудии, чтобы всё, что происходит в фильме было научно достоверно. В основном, так и вышло, хотя не обошлось и без художественных преувеличений. Прыжок в чёрную дыру и жизнь за пределами горизонта событий – один из ярких примеров такого «синтеза» науки и фантазии.
🌀 К чёрной дыре можно подобраться!
Чёрная дыра, фигурирующая в фильме, называется Гаргантюа. Последние звёзды она «заглатывала» миллионы лет назад, так что героя фильма не ждали ни убийство радиацией, ни смерть от температур аккреционного диска (10-40 триллионов Кельвинов). Гаргантюа в этом смысле безопасна для контакта. Герой так же был застрахован и от эффекта спагеттификации (это когда объект превращается в «ниточку» из-за разницы в притяжении к дыре разных его частей). Потому что Гаргантюа – это быстро вращающаяся и большая чёрная дыра. Крупный размер и скорость устраняют эффект спагеттификации.
Так что теоретически герой фильма мог подлететь к чёрной дыре и безопасно в неё нырнуть. Но мог ли он остаться жив после попадания за горизонт событий?
НЕТ.
🌀 Попав за горизонт событий, выжить нельзя.
Всё, что происходит в фильме после попадания в чёрную дыру – выдумка режиссера.
‼️ Для тех, кто не смотрел фильм – осторожно! Сейчас будет спойлер!
Попав за край чёрной дыры, герой оказывается в тессеракте – четырёхмерном кубе, где время – это обычная линейная величина. То есть, Купер (герой фильма) смог спокойно перемещаться по ней и видеть любой отрезок своей жизни.
В основе этой фантазии лежит научная идея о том, что, помимо нашего, есть и другие измерения. Где время и пространство работают совсем иначе. Но обычный человек не может исследовать их из нашего, трехмерного пространства.🤷🏼♀️
Кристофер Нолан грациозно обьясняет все неточности существованием неких существ/сознаний/их из пятимерного пространства. Возможно, подразумевая идею Бога или высшего сознания. Так что в фильме есть занимательные и глубокомысленные идеи, но вот строго научного соответствия – нет!
Чёрная дыра, как я уже писала в прошлом посте, это действительно загадка для человека. Но она никак не связана с порталами в другие миры.
#ЧернаяДыра #физика #мифы #ЭтоИнтересно
Как такое возможно?
Ведь чёрная дыра «сьедает» всю информацию о живом? 🤔 Разберёмся, что тут правда, а что ложь.
🌀 Над сценарием фильма работал не только Кристофер Нолан, но и знаменитый физик Кип Торн. Он требовал от киностудии, чтобы всё, что происходит в фильме было научно достоверно. В основном, так и вышло, хотя не обошлось и без художественных преувеличений. Прыжок в чёрную дыру и жизнь за пределами горизонта событий – один из ярких примеров такого «синтеза» науки и фантазии.
🌀 К чёрной дыре можно подобраться!
Чёрная дыра, фигурирующая в фильме, называется Гаргантюа. Последние звёзды она «заглатывала» миллионы лет назад, так что героя фильма не ждали ни убийство радиацией, ни смерть от температур аккреционного диска (10-40 триллионов Кельвинов). Гаргантюа в этом смысле безопасна для контакта. Герой так же был застрахован и от эффекта спагеттификации (это когда объект превращается в «ниточку» из-за разницы в притяжении к дыре разных его частей). Потому что Гаргантюа – это быстро вращающаяся и большая чёрная дыра. Крупный размер и скорость устраняют эффект спагеттификации.
Так что теоретически герой фильма мог подлететь к чёрной дыре и безопасно в неё нырнуть. Но мог ли он остаться жив после попадания за горизонт событий?
НЕТ.
🌀 Попав за горизонт событий, выжить нельзя.
Всё, что происходит в фильме после попадания в чёрную дыру – выдумка режиссера.
‼️ Для тех, кто не смотрел фильм – осторожно! Сейчас будет спойлер!
Попав за край чёрной дыры, герой оказывается в тессеракте – четырёхмерном кубе, где время – это обычная линейная величина. То есть, Купер (герой фильма) смог спокойно перемещаться по ней и видеть любой отрезок своей жизни.
В основе этой фантазии лежит научная идея о том, что, помимо нашего, есть и другие измерения. Где время и пространство работают совсем иначе. Но обычный человек не может исследовать их из нашего, трехмерного пространства.🤷🏼♀️
Кристофер Нолан грациозно обьясняет все неточности существованием неких существ/сознаний/их из пятимерного пространства. Возможно, подразумевая идею Бога или высшего сознания. Так что в фильме есть занимательные и глубокомысленные идеи, но вот строго научного соответствия – нет!
Чёрная дыра, как я уже писала в прошлом посте, это действительно загадка для человека. Но она никак не связана с порталами в другие миры.
#ЧернаяДыра #физика #мифы #ЭтоИнтересно
Разгадка истинной природы реальности кроется в чёрных дырах
В посте выше мы разбирали фильм «Интерстеллар», где главный герой ныряет в чёрную дыру и попадает в иное пространство. С точки зрения физики, это невозможно, ведь чёрная дыра поглощает любую информацию об объекте. Однако здесь есть одно НО. Вот уже 100 лет у нас есть не одна физика!
Я говорю о большом споре квантовой физики и теории относительности. Посмотрим на чёрные дыры с точки зрения их обеих. Итак, вы приближаетесь к чёрной дыре и готовитесь исчезнуть на горизонте событий. При этом:
🌀 Законы квантовой физики гласят, что пересечь горизонт событий нельзя, потому что информация не может совсем исчезнуть.
🌀 Законы теории относительности требуют, чтобы объект спокойно преодолевал горизонт событий.
Выходит, что законы физики требуют, чтобы вы одновременно и умерли на горизонте событий, и залетели внутрь чёрной дыры. Решение предполагается только одно – быть одновременно в двух местах. Но согласно законам квантовой механики, это невозможно! Вы не можете одновременно и умереть, и выжить!
Если вам кажется, что вы запутались, то не пугайтесь. Физики тоже долго не могли разобраться с этой проблемой (она называется парадоксом исчезновения информации в чёрной дыре). И только в 1990-х годах физик Леонард Зюсскинд разрешил это противоречие.
Он понял, что на самом деле парадокса не существует, потому что внутри чёрной дыры уже не будет наблюдателя, который увидит информационное исчезновение. Для всего существующего вовне вы, залетев в чёрную дыру, умрете. В реальности! Но при этом внутри дыры, для самого себя, – продолжите существовать.
Но тогда кто из этих двоих будете вы? Окажитесь ли вы живы или мертвы? Кто из вас двоих будет реальным? Ответа на эти вопросы нет!
Допустим, наблюдатель извне все-таки «заглянет» за горизонт событий. Это невозможно с точки зрения теории относительности, но допустимо в рамках квантовой механики, где существует понятие квантовой запутанности. Оно гласит, что частицы, разделённые в пространстве, взаимосвязаны и формируют целое. И значит, информация о каждой из них заключена в этой самой взаимосвязи.
Возьмем частицу снаружи чёрной дыры. Согласно квантовой механике, у неё должна быть пара, причём только одна. И она либо снаружи чёрной дыры (и тогда вы мертвы), либо внутри (и тогда вы живы). Но, увы, какой из ответов правильный, никто не знает. Интересно, что так или иначе нарушатся или законы теории относительности, или законы квантовой механики. И вот уже более 100 лет ученые по всему миру пытаются их примирить. И, конечно, найти ответ на вопрос: что же такое реальность?
#ЧернаяДыра #ЭтоИнтересно #физика
В посте выше мы разбирали фильм «Интерстеллар», где главный герой ныряет в чёрную дыру и попадает в иное пространство. С точки зрения физики, это невозможно, ведь чёрная дыра поглощает любую информацию об объекте. Однако здесь есть одно НО. Вот уже 100 лет у нас есть не одна физика!
Я говорю о большом споре квантовой физики и теории относительности. Посмотрим на чёрные дыры с точки зрения их обеих. Итак, вы приближаетесь к чёрной дыре и готовитесь исчезнуть на горизонте событий. При этом:
🌀 Законы квантовой физики гласят, что пересечь горизонт событий нельзя, потому что информация не может совсем исчезнуть.
🌀 Законы теории относительности требуют, чтобы объект спокойно преодолевал горизонт событий.
Выходит, что законы физики требуют, чтобы вы одновременно и умерли на горизонте событий, и залетели внутрь чёрной дыры. Решение предполагается только одно – быть одновременно в двух местах. Но согласно законам квантовой механики, это невозможно! Вы не можете одновременно и умереть, и выжить!
Если вам кажется, что вы запутались, то не пугайтесь. Физики тоже долго не могли разобраться с этой проблемой (она называется парадоксом исчезновения информации в чёрной дыре). И только в 1990-х годах физик Леонард Зюсскинд разрешил это противоречие.
Он понял, что на самом деле парадокса не существует, потому что внутри чёрной дыры уже не будет наблюдателя, который увидит информационное исчезновение. Для всего существующего вовне вы, залетев в чёрную дыру, умрете. В реальности! Но при этом внутри дыры, для самого себя, – продолжите существовать.
Но тогда кто из этих двоих будете вы? Окажитесь ли вы живы или мертвы? Кто из вас двоих будет реальным? Ответа на эти вопросы нет!
Допустим, наблюдатель извне все-таки «заглянет» за горизонт событий. Это невозможно с точки зрения теории относительности, но допустимо в рамках квантовой механики, где существует понятие квантовой запутанности. Оно гласит, что частицы, разделённые в пространстве, взаимосвязаны и формируют целое. И значит, информация о каждой из них заключена в этой самой взаимосвязи.
Возьмем частицу снаружи чёрной дыры. Согласно квантовой механике, у неё должна быть пара, причём только одна. И она либо снаружи чёрной дыры (и тогда вы мертвы), либо внутри (и тогда вы живы). Но, увы, какой из ответов правильный, никто не знает. Интересно, что так или иначе нарушатся или законы теории относительности, или законы квантовой механики. И вот уже более 100 лет ученые по всему миру пытаются их примирить. И, конечно, найти ответ на вопрос: что же такое реальность?
#ЧернаяДыра #ЭтоИнтересно #физика
Как делают фотографии чёрных дыр?
Напомню, что первый снимок ученые получили только в 2019 году. Все изображения, сделанные до этого, были лишь моделями и гипотетическими наблюдениями.
🔭 Первое изображение чёрной дыры появилось ещё в 1979 году. Это было именно изображение, а не фотография. На нем есть свечение аккреционного диска и темнота на месте самой дыры. Эту довольно примерную картинку сделал астрофизик Жан-Пьер Люмине с помощью математики, расчётов на допотопном компьютере IBM и туши.
🔭 С тех пор технологическая и научная мощь сильно возросла, но изображения дыр так и оставались компьютерными симуляциями. Сделать настоящий снимок все ещё было чрезвычайно сложно. Как минимум потому, что черные дыры довольно маленькие, а расположены очень, очень далеко. Ещё сигнал, преодолевая космос, рассеивается, а изображение – искажается. Это надо учитывать. Как и то, что наблюдения осложняют другие объекты поблизости.
🔭 Обычные телескопы не подходят для фотографирования чёрных дыр. Они фиксируют лишь мелкую зону электромагнитного спектра. К тому же, устройства, которые работают в разных диапазонах, сильно различаются по оптическим параметрам.
🔭 Единственным подходящим «фотографом» чёрных дыр оказался радиотелескоп. На нём можно подобрать частоту, а приборы обьединить в единую сеть. Такая группа совместно работающих радиотелескопов называется интерферометр.
🔭 Интерферометр – это множество радиотелескопов, которые наблюдают один объект. Учёные берут данные от них с указанием точного времени и сводят их вместе. И так несколько раз с разными расстояниями. В итоге, у них получается довольно точное изображение объекта.
🔭 В 2019 году учёным удалось сделать снимок чёрной дыры (а точнее, её тени) именно с помощью интерферометра. И не какого-нибудь, а самого крупного, который собирает данные с радиотелескопов по всему миру – Телескопа горизонта событий.
#физика #ЧернаяДыра #ЭтоИнтересно
Напомню, что первый снимок ученые получили только в 2019 году. Все изображения, сделанные до этого, были лишь моделями и гипотетическими наблюдениями.
🔭 Первое изображение чёрной дыры появилось ещё в 1979 году. Это было именно изображение, а не фотография. На нем есть свечение аккреционного диска и темнота на месте самой дыры. Эту довольно примерную картинку сделал астрофизик Жан-Пьер Люмине с помощью математики, расчётов на допотопном компьютере IBM и туши.
🔭 С тех пор технологическая и научная мощь сильно возросла, но изображения дыр так и оставались компьютерными симуляциями. Сделать настоящий снимок все ещё было чрезвычайно сложно. Как минимум потому, что черные дыры довольно маленькие, а расположены очень, очень далеко. Ещё сигнал, преодолевая космос, рассеивается, а изображение – искажается. Это надо учитывать. Как и то, что наблюдения осложняют другие объекты поблизости.
🔭 Обычные телескопы не подходят для фотографирования чёрных дыр. Они фиксируют лишь мелкую зону электромагнитного спектра. К тому же, устройства, которые работают в разных диапазонах, сильно различаются по оптическим параметрам.
🔭 Единственным подходящим «фотографом» чёрных дыр оказался радиотелескоп. На нём можно подобрать частоту, а приборы обьединить в единую сеть. Такая группа совместно работающих радиотелескопов называется интерферометр.
🔭 Интерферометр – это множество радиотелескопов, которые наблюдают один объект. Учёные берут данные от них с указанием точного времени и сводят их вместе. И так несколько раз с разными расстояниями. В итоге, у них получается довольно точное изображение объекта.
🔭 В 2019 году учёным удалось сделать снимок чёрной дыры (а точнее, её тени) именно с помощью интерферометра. И не какого-нибудь, а самого крупного, который собирает данные с радиотелескопов по всему миру – Телескопа горизонта событий.
#физика #ЧернаяДыра #ЭтоИнтересно
Wikipedia
Радиоинтерферометр
инструмент для радиоастрономических наблюдений с высоким угловым разрешением