Dua lubang hitam jarak dekat di galaksi 4,2 miliar tahun cahaya dari Bumi memancarkan pancaran gelombang, sementara lubang hitam ketiga sedikit lebih jauh memancarkan pancaran lurus. Studi menunjukkan bahwa sistem semacam ini lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Para ilmuwan telah menemukan galaksi yang jauh dengan tidak hanya satu, tetapi tiga lubang hitam supermasif pada intinya. Penemuan baru menunjukkan bahwa kelompok dekat lubang hitam raksasa seperti itu jauh lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya, berpotensi membuka cara baru untuk mendeteksi mereka dengan mudah, kata para peneliti.

Lubang hitam supermasif, yang bisa sebesar jutaan atau bahkan miliaran matahari, diyakini bersembunyi di jantung hampir setiap galaksi besar di alam semesta. Kebanyakan galaksi hanya memiliki satu lubang hitam supermasif di pusatnya. Namun, galaksi berevolusi dengan penggabungan, dan galaksi yang bergabung terkadang dapat memiliki banyak lubang hitam supermasif.

Para astronom telah mengamati galaksi dengan nama yang rumit SDSS J150243.09+111557.3, yang mereka pikir mungkin berisi dua lubang hitam raksasa. Itu terletak 4,2 miliar tahun cahaya dari Bumi, "sekitar sepertiga dari jalan melintasi alam semesta," kata penulis utama studi Roger Deane, seorang astronom radio di University of Cape Town di Afrika Selatan. Untuk mempelajari galaksi ini, para ilmuwan menggabungkan sinyal dari antena radio besar dengan jarak hingga 10.000 km dan menggunakan teknik yang disebut very long baseline radio interferometry (VLBI). Dengan bantuan jaringan VLBI Eropa, para peneliti mampu melihat detail 50 kali lebih halus dibandingkan dengan kemampuan Teleskop Luar Angkasa Hubble.

Para astronom secara tak terduga menemukan bahwa galaksi itu bukan rumah bagi dua lubang hitam raksasa, tetapi tiga lubang hitam sekaligus. Dua dari mereka sangat dekat satu sama lain, yang membuatnya tampak seperti satu kesatuan.

Roger Deane

Massa masing-masing dari tiga lubang hitam adalah sekitar 100 juta matahari.

Sebelum itu, para ilmuwan mengenal empat sistem rangkap tiga lubang hitam. Namun, ada sekitar 7.825 tahun cahaya antara dua objek dari pasangan terdekat. Dalam trio baru lubang hitam supermasif, jarak terdekat di antara mereka hanya sekitar 455 tahun cahaya, pasangan lubang hitam terdekat kedua.

Para peneliti menemukan sepasang lubang hitam ini setelah mempelajari hanya enam galaksi. Ini menunjukkan bahwa pasangan lubang hitam supermasif yang padat "jauh lebih umum daripada yang disarankan oleh pengamatan sebelumnya." Mengetahui seberapa sering lubang hitam supermasif bergabung, orang dapat memahami bagaimana hal ini memengaruhi galaksi mereka, catat para peneliti.

Lubang hitam supermasif dapat berkontribusi pada evolusi galaksi dengan ledakan energi yang dilepaskan oleh materi turbulen yang ditelan oleh lubang hitam. Meskipun ada kemungkinan bahwa pasangan lubang hitam supermasif yang berdekatan sebelumnya sulit untuk dipisahkan, para peneliti menemukan bahwa pasangan baru tersebut meninggalkan jejak gelombang radio seperti spiral yang dipancarkan olehnya. Ini menunjukkan bahwa jet yang berputar-putar ini bisa menjadi ciri khas pasangan dekat. Dalam hal ini, tidak perlu menggunakan pengamatan teleskopik resolusi tinggi, seperti jaringan VLBI Eropa.

Roger Deane astronom radio, Universitas Cape Town, Afrika Selatan

Pancaran radio spiral, karakteristik pasangan dekat, dapat menjadi cara yang sangat efektif untuk mengidentifikasi sistem ini, yang bahkan lebih dekat satu sama lain.

Lubang hitam yang mengorbit dekat diperkirakan menghasilkan riak dalam struktur ruang dan waktu, yang dikenal sebagai gelombang gravitasi, yang secara teoritis dapat dideteksi di seluruh alam semesta. Dengan menemukan pasangan lubang hitam yang lebih dekat, para ilmuwan dapat memperkirakan dengan lebih baik berapa banyak radiasi gravitasi yang dihasilkan oleh pasangan ini, kata Dean.

Roger Deane astronom radio, Universitas Cape Town, Afrika Selatan

Tujuan utamanya adalah pemahaman yang konsisten tentang bagaimana dua lubang hitam terpisah dari dua galaksi yang berinteraksi perlahan-lahan bergerak menuju satu sama lain, mempengaruhi galaksi mereka, memancarkan gelombang gravitasi, dan secara bertahap bergabung menjadi satu, yang diprediksi menjadi peristiwa menakutkan.

Lubang hitam adalah kembar.

Ini adalah salah satu misteri utama kosmologi dan perkembangan bintang. Bagaimana lubang hitam supermasif menjadi begitu supermasif di awal alam semesta? Lagi pula, mereka tidak punya cukup waktu untuk mengumpulkan massa mereka melalui proses pertumbuhan yang stabil saja.

Dua lubang hitam yang baru lahir, terbentuk sebagai akibat dari kematian satu bintang super raksasa. Representasi artistik.

Pertama, Anda perlu "memakan" zat satu miliar matahari, bahkan dengan nafsu makan yang sehat dan adanya gaya gravitasi yang baik, ini membutuhkan waktu jauh dari beberapa ratus tahun. Tapi tetap saja mereka, lubang hitam raksasa yang muncul di galaksi jauh, di mana mereka sudah menunjukkan ukurannya ketika alam semesta merayakan ulang tahunnya yang ke-sejuta.

Penelitian terbaru di California Institute of Technology telah menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif ini terbentuk dari kematian beberapa jenis bintang yang awalnya raksasa, dinosaurus bintang eksotis yang mati muda. Selama kehancuran mereka, bukan hanya satu, tetapi dua lubang hitam terbentuk sekaligus, masing-masing mendapatkan massanya sendiri, kemudian mereka bergabung menjadi satu monster supermasif.

Untuk memahami asal usul lubang hitam supermasif muda, Christian Reisswig, rekan pascadoktoral dalam astrofisika di Institut Teknologi California, dan Christian Ott, asisten profesor astrofisika teoretis, beralih ke model yang menggunakan bintang supermasif. Bintang-bintang raksasa yang relatif eksotis ini diyakini telah ada untuk waktu yang singkat di alam semesta awal.

Tidak seperti bintang biasa, bintang supermasif stabil melawan gravitasi, terutama karena radiasi foton mereka sendiri.

Dalam bintang yang sangat masif, radiasi foton (aliran luar foton karena suhu internal bintang yang sangat tinggi) mendorong gas menjauh dari bintang, dan gaya gravitasi, sebaliknya, mengarahkannya ke arahnya.

Bintang supermasif perlahan mendingin karena kehilangan energi dari emisi radiasi foton. Saat suhu menurun, ia menjadi lebih padat, dan kepadatannya di tengah meningkat secara bertahap. Proses ini berlangsung selama beberapa juta tahun, sampai bintang menjadi tidak stabil secara gravitasi karena kekompakannya, kemudian mulai runtuh.

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa ketika bintang supermasif runtuh, mereka menjadi berbentuk bulat, yang menjadi kabur karena rotasi yang cepat. Bentuk ini disebut konfigurasi sumbu simetris.

Mengingat fakta bahwa bintang yang berotasi sangat cepat rentan terhadap gangguan minimal, Reisswig dan rekan-rekannya berpikir bahwa gangguan ini dapat menyebabkan bintang menyimpang ke bentuk non-aksisimetris selama kematiannya. Fluktuasi kecil mulai tumbuh sangat cepat, akibatnya, gas bintang membentuk fragmen kepadatan tinggi.

Christian Reisswig rekan postdoctoral di Caltech

Pertumbuhan lubang hitam ke skala supermasif di alam semesta muda tampaknya sangat mungkin jika massa "benih" itu cukup besar.

Gambar dari Chandra dan Hubble menunjukkan lubang hitam supermasif di alam semesta awal.

Fragmen-fragmen ini berputar di sekitar pusat bintang dan, saat mengumpulkan materi, menjadi semakin padat dan panas.

Kemudian "sesuatu yang sangat menarik" terjadi.

Pada suhu yang cukup tinggi, energi dihasilkan yang memungkinkan elektron dan antipartikelnya, positron, untuk membuat pasangan elektron-positron. Penciptaan uap ini menyebabkan hilangnya tekanan, mempercepat proses penghancuran. Akibatnya, dua fragmen orbital menjadi sangat padat sehingga membentuk dua lubang hitam. Selanjutnya, terus tumbuh, mereka bergabung menjadi satu lubang hitam besar.

Lubang hitam adalah tiket sekali jalan. Menurut relativitas umum, apa pun yang melintasi batasnya, cakrawala peristiwa, tidak akan pernah kembali. Untuk partikel, lubang hitam akan menjadi masa depan. Kita tidak akan pernah bisa melihat apa yang terjadi pada partikel yang masuk ke corong. Cahaya yang dipancarkan partikel (dan ini adalah satu-satunya cara untuk mengamati langkah terakhirnya) akan meregang, menjadi redup, hingga menghilang.

Bahkan, ceritanya jauh lebih aneh. Jika kita menyaksikan sebuah partikel jatuh, kita mungkin tidak akan pernah hidup untuk melihatnya melintasi cakrawala peristiwa. Gravitasi ekstrim lubang hitam "memakan" waktu, jadi bagi pengamat luar, waktu di sekitarnya akan berjalan jauh lebih lambat. Tampaknya bagi kita bahwa partikel bergerak menuju cakrawala peristiwa tanpa batas. Dari sudut pandang partikel, ini akan terjadi tanpa terlihat, tanpa fenomena yang tidak biasa dalam ruang dan waktu.

Jika lubang hitam adalah pintu ke mana-mana, maka logis untuk bertanya, apakah ada jalan keluar?

Relativitas umum, yang telah menjadi teori gravitasi standar selama 100 tahun, tidak membedakan antara masa lalu dan masa depan, waktu maju dan waktu mundur. Fisika Newton juga simetris terhadap waktu. Dengan demikian, gagasan tentang keberadaan "lubang putih" sebagai refleksi dari lubang hitam memiliki makna teoretisnya sendiri. Lubang putih juga memiliki cakrawala peristiwanya sendiri, yang tidak dapat dilintasi dalam arah yang berlawanan. Namun, cakrawalanya terletak di masa lalu. Partikel yang muncul di dalamnya akan mendapatkan energi dan memperkuat cahayanya. Jika partikel entah bagaimana muncul di cakrawala peristiwa, tetapi "didorong" keluar.

Pada dasarnya, lubang putih adalah lubang hitam terbalik. Sebuah teori umum relatif mampu memprediksi objek seperti itu dan menggambarkannya secara matematis.

Tapi apakah lubang putih itu ada? Dan jika demikian, apa yang dikatakan tentang simetri waktu?

Tidak ada dan sesuatu

Lubang hitam adalah pemandangan umum di luar angkasa, dan di pusat hampir setiap galaksi besar ada lubang besar, belum lagi yang kecil. Namun, para astronom belum menemukan satu lubang putih pun. Namun, bukan berarti mereka tidak ada, mungkin hanya perlu dicari. Jika mereka menolak partikel, ada kemungkinan kecil bahwa mereka tidak terlihat.

Pertanyaan lain: bagaimana lubang putih terbentuk? Lubang hitam adalah hasil dari keruntuhan gravitasi. Ketika sebuah bintang yang berukuran setidaknya 8 hingga 20 kali ukuran Matahari kehabisan bahan bakar nuklirnya, ia tidak dapat lagi menghasilkan energi yang cukup untuk menjaga keseimbangan gaya gravitasi internal. Inti meledak, kepadatan meningkat, dan gravitasi menjadi begitu kuat sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat menghindarinya. Hasilnya adalah lubang hitam yang sebanding dengan bintang besar.

Lubang hitam supermasif, yang jutaan atau miliaran kali lebih berat, terbentuk dengan cara yang tidak diketahui. Bagaimanapun, mereka juga merupakan hasil dari keruntuhan gravitasi, apakah itu superstar besar yang muncul di masa-masa awal alam semesta, awan gas besar di jantung galaksi primitif, atau fenomena lainnya.

Pembentukan lubang putih juga menyiratkan sesuatu yang mirip dengan ledakan gravitasi, tetapi belum jelas bagaimana tepatnya mereka terjadi. Salah satu pilihannya adalah lubang putih dapat "direkatkan" ke lubang hitam. Dari sudut pandang ini, lubang hitam dan putih adalah dua sisi dari objek yang sama, terhubung lubang cacing(seperti dalam banyak cerita fiksi ilmiah). Sayangnya, opsi ini tidak menyelesaikan satu masalah: menurut teori, jika materi masuk ke lubang cacing, ini akan menyebabkan keruntuhannya, akibatnya bagian antara lubang hitam dan putih akan ditutup. (Secara teknis, adalah mungkin untuk membuat lubang cacing yang stabil jika ada "zat eksotis" dengan energi negatif, tetapi zat ini belum ditemukan).

Ini masalah waktu

Jadi, kami sampai pada kesimpulan bahwa di alam semesta kita ada banyak lubang hitam, tetapi tidak ada lubang putih. Namun, ini tidak berarti bahwa waktu tidak simetris. Relativitas umum masih bekerja, tetapi sifat keruntuhan gravitasi sedemikian rupa sehingga waktu hanya mengalir dalam satu arah. Ini sesuai dengan situasi dengan ruang secara keseluruhan.

Suatu ketika ada Big Bang, akibatnya ekspansi cepat dimulai, tampaknya dari satu titik. Pada saat yang sama, semuanya berbicara menentang kemungkinan adanya Kompresi Besar, pemulihan segala sesuatu yang ada menjadi satu titik di masa depan yang jauh. Jika tren saat ini berlanjut (misalnya, jika energi gelap tidak secara dramatis mengubah sifat-sifatnya), Alam Semesta akan terus mengembang dengan kecepatan yang dipercepat. Dalam hal ini, simetri alam semesta jelas tidak ada.

Dalam beberapa hal, Big Bang mirip dengan lubang putih. Bagi semua pengamat, itu adalah masa lalu, dan partikel-partikel keluar. Namun, itu tidak memiliki cakrawala peristiwa (yang berarti kita sedang berhadapan dengan "singularitas telanjang", yang terdengar jauh lebih aneh daripada yang sebenarnya). Meskipun demikian, itu masih menyerupai keruntuhan gravitasi dalam arah yang berlawanan. Hanya karena persamaan relativitas umum memprediksi lubang putih, keruntuhan besar, dan lubang cacing tidak berarti mereka benar-benar ada. Asimetri waktu gravitasi tidak melekat, tetapi muncul dari perilaku materi dan energi. Fisikawan belum mengetahuinya.

sumber

http://www.qwrt.ru/news/2274

http://www.qwrt.ru/news/1029

http://www.qwrt.ru/news/2024

http://www.qwrt.ru/news/1462

http://www.qwrt.ru/news/757

Secara umum, kami sudah membicarakannya secara rinci. Disini juga . Berikut tampilan lain Artikel asli ada di website InfoGlaz.rf Tautan ke artikel dari mana salinan ini dibuat -

Jika Anda membuat sesuatu seperti "peringkat kesepian" langit, dan tidak hanya benda langit, bintang-bintang akan berada di tempat pertama dengan selisih yang lebar. Dengan ukuran khas sekitar satu juta kilometer, mereka berada pada jarak karakteristik triliunan dan puluhan triliun kilometer. Jika bintang berukuran manusia, dalam skala, para pahlawan ini akan hidup pada jarak ribuan dan puluhan ribu kilometer dari satu sama lain, dan hanya beberapa tokoh yang akan muat di seluruh Bumi kita.

Cobalah untuk menyamakan orang dengan planet-planet tata surya, dan mereka hanya akan dipisahkan oleh kilometer dan puluhan kilometer. Bukan komunitas yang berkembang, tetapi sesuatu seperti kepadatan penduduk rata-rata di Siberia Rusia di atas paralel ke-55 atau di Australia jauh dari pantai timur benua yang berpenduduk.

Tetapi sebagian besar galaksi di alam semesta hidup dalam kerumunan yang jujur.

Jarak rata-rata antara galaksi hanya satu atau dua urutan besarnya lebih besar dari ukurannya sendiri. Ini adalah kepadatan kota. Misalnya, di Moskow, rata-rata orang hanya memiliki luas 100 meter persegi - bukan tempat tinggal, tetapi umum, bersama dengan pabrik, kantor, zona industri, jalan, dan taman hijau; jelas bahwa dalam kasus seperti itu tidak ada jalan keluar dari perumahan bertingkat tinggi.

Pertumbuhan melalui merger

Pada kepadatan ini, galaksi harus terus bertabrakan di ruang angkasa, dan para astronom mengamati banyak tabrakan semacam itu. Benar, pada kenyataannya, hanya gas antarbintang galaksi yang terkena - awan yang saling merasakan dengan sempurna karena medan magnet yang menahannya. Bintang hampir tidak bertabrakan (mereka sangat jarang tersebar di ruang angkasa), dan materi gelap tidak bertabrakan - partikelnya, mungkin dan tidak saling memperhatikan sama sekali.

Namun demikian, ketertarikan antar galaksi membuat mereka, setelah pendekatan pertama, berulang kali kembali dan jatuh satu sama lain. Sebagai aturan, setelah puluhan dan ratusan juta tahun, setelah beberapa "penerbangan" timbal balik seperti itu, keadaan keseimbangan baru muncul, dan alih-alih dua galaksi, kita melihat satu, sistem bintang yang lebih besar.

Sekarang para ilmuwan percaya bahwa ini adalah bagaimana sebagian besar galaksi besar tumbuh, dengan satu klarifikasi - sebagai aturan, ada pemain dominan dalam penggabungan yang menyerap pemain subdominan. Tetapi ada pengecualian - misalnya, dalam beberapa miliar tahun, Bima Sakti kita sendiri akan bergabung dengan Nebula Andromeda. Kedua galaksi ini adalah raksasa yang menguasai pertunjukan di Grup Lokal, dan sulit untuk memilih yang utama di sini.

Tapi apa yang terjadi ketika Anda bergabung dengan lubang hitam supermasif, yang terletak di pusat setiap galaksi besar yang menghargai diri sendiri?

Jika Anda percaya teorinya, mereka akan tenggelam ke satu pusat galaksi yang muncul dan, seiring waktu, juga bergabung. Selain itu, mereka tumbuh ke ukuran raksasa mereka tidak hanya dengan melahap bintang dan gas dari ruang sekitarnya, tetapi juga dengan penggabungan (kontribusi relatif dari dua proses tetap menjadi masalah perselisihan). Ini hanya lubang supermasif ganda, yang siap bergabung di masa mendatang menurut standar astronomi, yang hampir tidak kita lihat.

pasangan lubang

Pasangan lubang hitam supermasif yang diketahui para astronom umumnya dapat dihitung dengan jari satu tangan, bahkan jika Anda kehilangan salah satunya dalam produksi. Sinar-X ini terlihat inti biner aktif dari galaksi NGC6240 dan 3C75, blazar OJ 287 (komponen utama dari pasangan ini, mungkin adalah yang paling masif lubang hitam yang dikenal), serta quasar SDSS J0927+2943.

Semua objek ini adalah inti galaksi aktif yang bersinar terang dengan memanaskan gas yang jatuh ke dalam lubang hitam supermasif hingga suhu yang sangat tinggi. Jadi lubang hitam pasti ada. Namun, jika dalam jarak yang relatif dekat (400 juta tahun cahaya) NGC6240 kita secara langsung melihat dua inti, maka kesimpulan tentang bineritas pada blazar OJ287 yang jauh lebih jauh dan quasar SDSS J0927+2943 dibuat dari efek yang cukup halus. Jadi bahkan penulis sendiri tidak mungkin memberikan setidaknya satu jari untuk memotong interpretasi semacam itu.

Sekarang Anda dapat dengan aman menekuk jari kelima - untuk quasar SDSS J1537 + 0441.

Menurut Todd Boroson dan Tod Lauer dari US National Optical Astronomical Observatory, sepasang lubang hitam ini jauh lebih rapat, lebih andal, dan lebih menarik. SDSS J1537+0441 berjarak 4,1 miliar tahun cahaya (z=0,38) menuju konstelasi Serpens. Quasar terdiri dari dua lubang hitam yang mengorbit tidak lebih dari 1 tahun cahaya. Ilmuwan terkait diterbitkan dalam edisi terbaru Nature.

Boroson dan Lauer mengembangkan teknik mereka sendiri untuk mencari objek "mencurigakan", yang secara otomatis mengidentifikasi quasar dengan spektrum yang tidak seperti semua anggota sampel lainnya. Para astronom menerapkan metode ini pada satu set 17.500 spektrum berkualitas tinggi yang diambil dari objek yang relatif dekat tidak lebih dari setengah jalan ke tepi alam semesta yang terlihat (6,3 miliar tahun cahaya, z=0,7). Perhitungan menunjukkan hanya dua objek yang berbeda tajam dari yang lainnya.

Setelah itu, para astronom mempelajari secara rinci spektrum objek ini dan menemukan apa yang membuatnya menonjol begitu tajam dari yang lain.

Sekali sempit, dua kali lebar

Quasar memiliki dua jenis garis spektral - sempit dan lebar. Yang sempit muncul jauh dari lubang hitam, pada jarak beberapa tahun cahaya karena pemanasan gas di sekitarnya oleh radiasi kuat quasar. Yang lebar terbentuk lebih dekat ke lubang, pada jarak seperseratus tahun cahaya. Suhu di sini bahkan lebih tinggi, dan partikel bergerak lebih cepat, yang memperluas garis karena memengaruhi Doppler (setiap atom memancarkan dan menyerap pada panjang gelombangnya sendiri, sedikit bergeser, sehingga garis secara keseluruhan tercoreng).

Quasar SDSS J1537+0441 ternyata memiliki dua sistem garis lebar, bergeser relatif satu sama lain dalam spektrum dengan jarak yang sesuai dengan kecepatan relatif 3600 km/s. Tetapi sistem garis sempit adalah satu. Semuanya tampak seolah-olah di pusat galaksi, dalam satu area garis sempit berukuran beberapa tahun cahaya, dua lubang hitam bergerak di sekitar pusat massa yang sama, masing-masing dengan area garis lebarnya sendiri. SDSS J0927+2943 memiliki dua sistem garis sempit yang saling mengimbangi, sehingga komponen biner ini jauh terpisah daripada di SDSS J1537+0441.

Karena efek Doppler tidak dapat mengukur kecepatan total, tetapi hanya komponennya di sepanjang garis pandang, 3600 km/s hanyalah batas bawah dari kecepatan spasial total nyata. Nilai yang paling mungkin dari yang terakhir adalah sekitar 6 ribu km / s, meskipun mungkin lebih. Para ilmuwan memperkirakan massa dua lubang hitam dengan ukuran garis lebar H ; ternyata 800 juta dan 20 juta massa matahari.

Mengetahui massa lubang hitam dan kecepatan total, dimungkinkan untuk menentukan semua parameter lain dari sistem - jarak antara komponen dan periode revolusi sistem. Karena kecepatan berkurang dengan jarak, kecepatan minimum (diamati oleh efek Doppler) sesuai dengan jarak maksimum yang mungkin.

Ternyata sekitar 1 tahun cahaya - empat kali lebih dekat dari Matahari ke bintang terdekat (dan 4 kali lebih jauh dari jarak antara komponen OJ287, menurut itu interpretasi flare blazar, seperti yang diusulkan oleh Mauri Valtonen). Untuk kecepatan 6000 km/s ternyata sudah 0,3 tahun cahaya. Dan mungkin lebih sedikit lagi jika orbit biner lebih dekat ke bidang gambar.

Ini berarti bahwa periode orbit dua lubang hitam adalah sekitar 100 tahun. Mungkin kurang, tapi pasti tidak lebih dari 500 tahun. Bagaimanapun

sudah di tahun-tahun mendatang, para astronom harus memperhatikan pergerakan relatif garis-garis dalam spektrum karena perubahan vektor kecepatan selama rotasi orbit sistem.

Ini akan menjadi pengujian yang sangat ketat terhadap interpretasi data yang diusulkan oleh Boroson dan Lauer dan, jika dikonfirmasi, akan memungkinkan untuk menetapkan parameter sistem biner dengan sangat tepat. Sejauh ini, interpretasi alternatif masih dimungkinkan: misalnya, penulis memperkirakan peluang tumpang tindih spektrum dua quasar yang kebetulan berada pada garis pandang yang sama dengan 1:300 (dalam keseluruhan sampel). Bukan peristiwa yang mustahil, meskipun tidak adanya sistem kedua dari garis sempit dalam hal ini akan membutuhkan penjelasan tambahan.

Di zona mati

Sistem biner SDSS J1537+0441 akan sangat menarik bagi para astronom, karena berada pada tahap yang sangat menarik dalam perkembangannya - dalam semacam "zona mati" evolusi orbital. Lubang hitam ini sudah cukup dekat satu sama lain sehingga tidak ada cukup bintang di sekitarnya untuk memastikan konvergensi lebih lanjut karena gesekan dinamis. Pada saat yang sama, mereka masih terlalu jauh untuk kehilangan sejumlah besar energi dan mendekat karena emisi gelombang gravitasi.

Bagaimana lubang hitam bisa lebih dekat dan bergabung lebih jauh? Ada kemungkinan bahwa gas yang jatuh pada dua lubang memainkan peran penting. Ada kemungkinan energi gerak orbital terbawa oleh bintang biner yang mendekat terlalu dekat, yang, tergantung pada konfigurasi awal, sepasang lubang hitam tidak hanya dapat menangkap dan menelan, tetapi juga melontarkan diri dengan kecepatan tinggi. Pemeriksaan SDSS J1537+0441 akan membantu memperjelas masalah ini.

Dan dengan cara yang baik untuk memahami evolusi lubang hitam, untuk mengetahui seberapa sering mereka bergabung dan apa yang terjadi ketika ini terjadi, kita mungkin akan dapat melakukannya tidak lebih awal dari observatorium laser LISA masuk ke orbit untuk mengamati gelombang gravitasi. Lubang hitam biner mereka harus secara aktif memancarkan di semua tahap evolusi - termasuk penggabungan langsung. Namun, tampaknya kita akan melihat LISA di orbit tidak lebih awal dari 15-20 tahun mendatang. Dan angka ini menjadi konstan selama 8 tahun - periode setelah itu kita dijanjikan untuk mencatat gelombang gravitasi di Bumi. Untuk beberapa alasan, itu tidak menurun dari tahun ke tahun.

Untuk waktu yang lama, para astronom berasumsi bahwa bencana yang terjadi ketika dua lubang hitam bertabrakan disertai dengan pelepasan energi kolosal, yang menghasilkan gelombang gravitasi. Dan baru belakangan ini teori ini menerima konfirmasi praktis pertama. Menurut perhitungan, energi tumbukan sama dengan energi yang dilepaskan ke luar angkasa oleh 10^23 bintang, setara dalam semua parameter dengan Matahari. Bayangkan saja - energi 100.000,000,000,000,000,000,000,000,000 bintang! Dan hal terpenting dalam hal ini adalah bahwa semua massa energi ini dilepaskan selama periode waktu yang sangat singkat, selama beberapa putaran terakhir dari lubang hitam yang bertabrakan, yang sebagai hasilnya bergabung dan membentuk satu lubang hitam besar yang berputar.

Jadi, sistem dua lubang hitam adalah bom waktu kosmik yang nyata. Pengatur waktu bom ini bergantung pada banyak parameter, pada ukuran dan massa lubang hitam, pada kecepatan dan ukuran orbit awal pergerakannya. Dan ketika pengatur waktu ini berbunyi, ledakan gravitasi yang kuat terjadi, gema yang menyebar ke seluruh Semesta, memberi tahu semua orang yang dapat "mendengar" gelombang gravitasi tentang peristiwa ini.

Sistem biner (ganda) lubang hitam dapat terbentuk dalam dua cara berbeda. Cara pertama adalah kelahiran dua bintang supermasif yang saling berdekatan. Bintang biner seperti itu cukup umum, terhitung sepertiga hingga setengah dari jumlah total bintang di alam semesta. Diketahui bahwa bintang masif seperti itu juga berumur sangat pendek, mereka dengan cepat "membakar" kehidupan mereka yang bergejolak, meledak dan mati pada usia satu juta tahun, "muda" untuk bintang, meninggalkan sepasang lubang hitam.

Cara kedua untuk pembentukan pasangan lubang hitam adalah pertemuan dua lubang hitam, lahir terpisah di bagian ruang yang berbeda. Hal ini biasanya disebabkan oleh proses hilangnya energi potensial aslinya oleh lubang hitam, yang dihabiskan untuk mempercepat bintang-bintang di dekatnya karena efek ketapel "gravitasi", dalam menarik materi dari ruang sekitarnya, dan proses serupa lainnya. Akibat hilangnya energi, lubang hitam mulai bergerak menuju pusat galaksi atau gugusan galaksi, di mana ia bertemu dengan lubang hitam yang sudah ada di sana.

Dua lubang hitam yang terhubung lebih aktif di luar angkasa daripada satu lubang hitam. Dalam kebanyakan kasus, lubang hitam semacam itu memiliki massa 20 hingga 100 kali massa matahari. Namun, mereka sangat efektif dalam membersihkan ruang sekitar bintang baik dengan menyerap materi mereka atau "melemparkan" mereka lebih jauh ke luar angkasa dengan gangguan gravitasi mereka. Karena aktivitas tinggi, sistem biner berkembang pesat, lubang hitamnya bertambah massa, yang mengarah pada perubahan kecepatan dan lintasan gerakannya.

Setiap langkah dalam evolusi sistem biner lubang hitam menyebabkan hilangnya energi kinetik dan potensialnya, yang menyebabkan lubang hitam semakin dekat satu sama lain. Dan sebagai hasilnya, proses ini menjadi lebih cepat dan lebih cepat, yang mengarah pada tabrakan yang tak terhindarkan. Proses konvergensi bisa sangat dipercepat ketika salah satu teman lubang hitam menerima "tendangan" gravitasi tambahan dari bintang atau kelompok materi lain yang bergerak di ruang di dekatnya.

Rotasi dua lubang hitam, terlepas dari alasan pembentukan pasangan, sudah dengan sendirinya menciptakan gelombang gravitasi kecil. Dan miliaran pasangan semacam itu menciptakan latar belakang konstan gelombang gravitasi di Semesta, yang sinyalnya benar-benar acak. Namun, penggabungan terakhir dari dua lubang hitam menghasilkan gelombang gravitasi seperti itu, yang, pada latar belakang umum, sebanding dengan gelombang tsunami dalam kaitannya dengan gelombang laut biasa.

Saat ini, hanya sistem biner lubang hitam dan gelombang gravitasi yang dihasilkannya yang menarik bagi para ilmuwan. Mereka seperti semacam "kapsul waktu" kosmik yang ledakan gravitasinya membawa banyak informasi berguna tentang masa lalu yang dapat diuraikan dan yang dapat menjelaskan beberapa misteri fundamental alam semesta. Dan baru-baru ini, umat manusia telah menerima sebuah instrumen, observatorium gravitasi LIGO, yang memungkinkan

Pertanyaan Anda menyentuh fondasi fisik yang dalam. Anda tidak dapat menjawabnya secara singkat, akan ada banyak hal yang tidak dapat dipahami. Tetapi saya akan mencoba menjawab secara populer, seperti yang saya pahami. Ini bukan penjelasan yang diterima secara umum. Saya akan menjelaskan mengapa.

1. Sains menganggap kecepatan cahaya semaksimal mungkin. Ya, signifikan, sebanyak tiga ratus ribu kilometer per detik, tetapi dapat diabaikan untuk skala kosmik. Misalnya, kuantum cahaya dari permukaan Matahari terbang ke kita selama delapan menit penuh. Tapi kita adalah planet ketiga dari Matahari, dan bagaimana dengan planet-planet raksasa, yang letaknya lebih jauh? Jadi ternyata cahaya bisa mencapai planet-planet dalam hitungan menit dan jam. Selama waktu ini, planet-planet, yang melaju dengan kecepatan puluhan dan ratusan kilometer per detik, punya waktu untuk bergeser secara signifikan di orbit. Ini tidak jauh dibandingkan dengan jarak dari bintang, tetapi cukup untuk mempengaruhi gaya gravitasi, yang seharusnya bergerak dengan kecepatan yang sama dengan cahaya. Jadi, jika ini masalahnya, maka tata surya akan hancur tanpa pernah ada bahkan selama ratusan tahun. Ada perdebatan tentang ini sejak zaman Newton. Bagaimanapun, hukum gravitasinya menunjukkan bahwa gaya gravitasi bekerja secara instan, dan bukan dengan kecepatan cahaya! Ini adalah kontradiksi pertama antara teori dan praktik.

2. Kontradiksi kedua terletak pada sifat lubang hitam. Ya, lubang hitam bukan fiksi, ini dikonfirmasi oleh dinamika pergerakan bintang di Sagitarius *. Di sini bintang-bintang (di pusat Bima Sakti - galaksi kita) bergerak dengan kecepatan tinggi di sekitar pusat tak terlihat, yang dianggap sebagai lubang hitam. Pusat, inti dari setiap galaksi adalah lubang hitam. Tapi bagaimana lubang hitam bisa memiliki gaya gravitasi jika tidak ada energi, termasuk gravitasi, yang bisa lepas dari batas benda ini?

Untuk alasan ini dan alasan serupa lainnya (dan masih banyak lagi), kita harus mencari pendekatan yang berbeda, “pemahaman yang berbeda” tentang gravitasi. Dan ternyata gravitasi adalah konsekuensi dari penyebab lain yang tidak ada hubungannya dengan massa benda. Sebaliknya, massa benda (termasuk lubang hitam) adalah akibat dari penyebab tersebut. Singkatnya, apa yang dimaksud dengan gravitasi adalah tekanan aliran medium ke suatu titik di ruang angkasa, yang bisa disebut singularitas. Singularitas adalah "kelengkungan" ruang dan waktu yang sedemikian signifikan sehingga mereka mengubahnya menjadi jurang tak berdasar di mana medium mengalir deras karena perbedaan kepadatannya di luar singularitas dan di dalam singularitas. Jadi lubang hitam adalah singularitas di mana lingkungan diarahkan, menarik segala sesuatu di jalurnya. Inilah yang dianggap sebagai gaya gravitasi.

Sebuah lubang hitam terbentuk karena penghalusan lokal dari kepadatan medium. Saya tidak akan membahas alasannya, saya hanya akan mengatakan bahwa fenomena ini tidak jarang terjadi. Karena lingkungan adalah ruang hampa fisik yang mengisi semua ruang. Pada saat yang sama, ia sangat gelisah karena fluktuasi dan penghancuran partikel virtual dan antipartikel di dalamnya. Kita hidup di lingkungan ini, itu merasuki kita, tetapi kita tidak merasakan semua ini, karena semuanya terjadi pada tingkat mikroskopis partikel elementer. Tapi lubang hitam adalah orang-orang dari dunia ini yang telah berkembang ke dimensi kosmik.

Inilah jawaban "singkat" untuk pertanyaan tentang gravitasi. Saya telah menjawab di sini di situs ini berkali-kali. Anda dapat mencari bahan lain jika Anda tertarik.
P.S. Ini adalah jawaban untuk pertanyaan zeta. saya salah posting, maaf...

Para peneliti di University of California, Santa Cruz (UCSC) percaya bahwa awan debu, bukan lubang hitam biner, dapat menjelaskan fitur yang ditemukan di inti galaksi aktif (AGNs). Mereka mempublikasikan hasil pekerjaan mereka di Catatan Bulanan Royal Astronomical Society.

Banyak galaksi besar memiliki AGN, wilayah pusat terang kecil yang ditenagai oleh materi yang berputar-putar dalam lubang hitam supermasif. Ketika lubang hitam ini menyerap materi dengan kuat, mereka dikelilingi oleh gas panas yang bergerak cepat, yang dikenal sebagai "wilayah garis lebar" (disebut demikian karena garis spektral dari wilayah ini diperluas oleh pergerakan gas yang cepat).

Semburan dari gas ini adalah salah satu sumber informasi terbaik tentang massa lubang hitam pusat dan bagaimana ia tumbuh. Namun, sifat gas ini masih kurang dipahami. Kompilasi model yang cukup sederhana mengarahkan beberapa astrofisikawan pada gagasan bahwa banyak AGN mungkin tidak hanya memiliki satu, tetapi dua lubang hitam.

Studi baru ini dipimpin oleh Martin Gaskell, seorang peneliti di bidang astronomi dan astrofisika di UCSC. Alih-alih mengacu pada dua lubang hitam, dia menjelaskan banyak kerumitan dan variabilitas yang tampak dari emisi broadband sebagai akibat dari awan debu kecil yang mungkin mengaburkan sebagian wilayah dalam AGN.

“Kami telah menunjukkan bahwa banyak sifat misterius inti galaksi aktif dapat dijelaskan oleh awan kecil berdebu ini, yang secara signifikan mengubah gambaran apa yang kita lihat,” kata Gaskell.

Rekan penulis studi Peter Harrington, seorang mahasiswa pascasarjana UCSC yang mulai mengerjakan proyek ini sebagai sarjana, menjelaskan bahwa gas yang berputar menuju lubang hitam pusat galaksi membentuk "cakram akresi" datar, dan gas super panas dalam cakram akresi pada gilirannya memancarkan panas yang intens. radiasi. Beberapa dari cahaya ini "didaur ulang" (radiasi yang diserap dan diubah) oleh hidrogen dan gas lain yang beredar di atas piringan akresi di wilayah garis lebar. Di atas dan di luar adalah area debu.

“Begitu debu melewati ambang batas tertentu, debu tersebut terkena radiasi kuat dari piringan akresi,” kata Harrington.

Para ilmuwan percaya bahwa radiasi ini sangat kuat sehingga menghilangkan debu dari disk, yang mengarah ke aliran keluar awan debu secara kompulsif mulai dari tepi luar wilayah broadband.

Efek awan debu pada cahaya yang dipancarkan adalah membuat cahaya yang datang dari belakangnya terlihat lebih redup dan lebih merah, seperti halnya atmosfer Bumi yang membuat Matahari terlihat lebih halus dan lebih merah saat matahari terbenam. Gaskell dan Harrington mengembangkan kode komputer untuk mensimulasikan efek dari awan debu ini untuk mengamati wilayah broadband.

Kedua ilmuwan juga menunjukkan bahwa dengan memasukkan awan debu ke dalam model mereka, dimungkinkan untuk mereproduksi banyak fitur radiasi dari wilayah broadband yang telah lama mengkhawatirkan para astrofisikawan. Alih-alih gas memiliki distribusi asimetris yang bervariasi yang sulit dijelaskan, gas hanya berada dalam piringan turbulen yang seragam, simetris, di sekitar lubang hitam. Asimetri dan perubahan yang tampak disebabkan oleh fakta bahwa awan debu lewat di depan garis lebar dan membuat daerah di belakangnya terlihat lebih redup dan lebih merah.

“Kami pikir ini adalah penjelasan yang jauh lebih alami untuk asimetri dan perubahan daripada teori lain yang lebih eksotis, seperti lubang hitam biner, yang telah dijelaskan oleh para ilmuwan tentang fenomena ini di masa lalu,” Gaskell menyimpulkan. "Penjelasan kami memungkinkan kami untuk mempertahankan kesederhanaan model materi AGN standar yang mengorbit satu lubang hitam."

Suka( 0 ) Saya tidak suka( 0 )