ArtLop2 апр 2020 в 21:26

В прошлом году мы наконец-то сфотографировали черную дыру. Что теперь?

5 мин

15K

Научно-популярное

Recovery Mode

Перевод

+23

Комментарии 32

drWhy 2 апр 2020 в 22:00

Проект действительно впечатляющий, как колоссальностью поставленной задачи и кропотливостью подготовки, так и используемыми ресурсами — не каждому проекту позволят использовать восемь мощнейших телескопов, да ещё одновременно. К тому же, удавшийся, несмотря на массу возможностей срыва.

Жаль, что автор оригинальной статьи использовал в качестве иллюстраций изображение из интересного, но совсем иного проекта.

Спасибо за перевод.

Vlad800 2 апр 2020 в 22:30

не каждому проекту позволят использовать восемь мощнейших телескопов, да ещё одновременно

Смотреть на то, что нельзя увидеть — что может быть интереснее? </сарказм>

drWhy 3 апр 2020 в 08:04

Человечеству ещё ой как есть куда заглянуть — в глубины мирового океана, например (не всё же Джеймсу Кэмерону в одиночку), внутрь атомного ядра, в себя, наконец. Но как-то звёзды всегда притягивали взор, да и реализовать подобный проект пока легче и безопаснее, ~~чем строить термоядерные реакторы на лужайке~~.

Kiwiplant 3 апр 2020 в 17:48

Разработчикам еще ой как есть куда тратить рабочий ресурс — на выявление багов, на оптимизацию, на надежность и безопасность, в конце концов. Но как-то новые фичи всегда притягивали взор, да и запилить их проще и выгоднее…

Простите, не удержался

chersanya 3 апр 2020 в 21:18

Так все упомянутые вещи привлекают взор и учёных, и других людей — множество групп и институтов занимается и океаном, и элементарными частицами. Кстати, астрономия весьма помогает в изучении этого.
Из космоса приходят частицы таких энергий, до достижения которых земным коллайдерам очень и очень далеко — без астрономии их бы изучать не получилось; вдобавок приходят они с огромных расстояний, что в некоторых случаях даёт возможность намного точнее определять их массу, чем земные эксперименты. Про океан — здесь связь с астрономией более косвенная, но тоже есть: самые точные измерения координат получаются через наблюдение небесных объектов, что даёт лучшие измерения сдвигов континентов и вращения земли; это может использоваться в изучении океанических движений.

abcdsash 3 апр 2020 в 03:17

коллеги, кто в теме, может мне (и не только мне) кто то объяснить, можно с формулами, почему ЧД имеют такой вид? Я имею ввиду ярко выраженную несимметричность, диск, если хотите…

Понятно, что и вокруг некоторых планет наблюдаются диски, но тут другое… планеты все таки входят в свои планетные системы (солнечную, например)… и диски определяются наличием не только гравитации от своей планеты, но и остальной обстановкой…

Откуда диск и чем определяется плоскость у черной дыры?

gdsmiler 3 апр 2020 в 05:17

Википедия
Если кратко то потому же почему и планеты вращаются вокруг звезды +- в одной плоскости

Vlad800 3 апр 2020 в 08:01

Кратко ничего не понятно. Почему изначальный газ приобрел орбитальное движение?

gdsmiler 3 апр 2020 в 08:43

Если я все правильно помню\понимаю закон сохранения момента, так же как в фигурном катании спортсмен увеличивает скорость вращения прижимая руки к себе, так же если у частиц был хоть какой то момент то притягиваясь до гравитационного линейная скорость увеличивается и так постепенно все больше частиц «раскручивается» увлекая за собой те которые меньше. Начальные же условия по сути случайны

Shkaff 3 апр 2020 в 09:09

Изначально не просто облако газа было, а другая звезда. Вещество со звезды перетекает на ЧД, образуется аккреционный диск.

Vlad800 3 апр 2020 в 09:15

Shkaff Изначально не газ был, а другая звезда. Вещество со звезды перетекает на ЧД, образуется аккреационный диск.

Почему перетекает только в одной плоскости (ведь двух точек для плоскости мало)?

gdsmiler Если я все правильно помню\понимаю закон сохранения момента, так же как в фигурном катании спортсмен увеличивает скорость вращения прижимая руки к себе, так же если у частиц был хоть какой то момент то притягиваясь до гравитационного линейная скорость увеличивается и так постепенно все больше частиц «раскручивается» увлекая за собой те которые меньше. Начальные же условия по сути случайны

Так если бы начальные условия были случайны, то именно диск бы не образовался — было бы облако газа, состоящее из множества случайно спозиционированных орбитально-спиральных траекторий частиц вещества. В конце концов, они бы друг друга затормозили и стали падать на ЧД вертикально.

Shkaff Ну точки же вращаются, вот в плоскости вращения и перетекают

Почему они вращаются?

UPD

Shkaff 3 апр 2020 в 09:18

Почему перетекает только в одной плоскости (ведь двух точек для плоскости мало)?

Ну точки же вращаются, вот в плоскости вращения и перетекают. Это же просто падение вещества с одной звезды на другую. Импульс должен сохраняться.

Shkaff 4 апр 2020 в 18:38

У вас две звезды, которые вращаются друг вокруг друга. Вещество может перетекать только в плоскости их обращения друг вокруг друга (чтобы момент сохранялся).

Vlad800 5 апр 2020 в 00:58

Почему эти две звезды вращаются друг вокруг друга? Это всегда так?

drWhy 5 апр 2020 в 07:00

Если два тела находятся достаточно близко для гравитационного захвата, они начинают вращаться относительно общего центра масс, постепенно сближаясь до расстояния, на котором достигается баланс, определяемый их массами и скоростью вращения.

Vlad800 5 апр 2020 в 20:36

А почему они не могут просто сближаться? Откуда появляется круговое вращение?

chersanya 6 апр 2020 в 01:03

Если у тел есть хоть какая-то ненулевая относительная скорость, не направленная точно по соединяющей их линии, то есть момент вращения. Он не может просто исчезнуть, поэтому будет некое вращение.

Vlad800 6 апр 2020 в 08:28

И какова вероятность, что это вращение не будет просто спиралевидным падением друг на друга (всё более ускоряющимся, так как r^2)? Ну, а если принять во внимание захват вещества от звезды к ЧД, то эта система вообще становится неустойчивой.

chersanya 7 апр 2020 в 00:53

Если нет трения, то движение вечно будет по эллипсу/параболе/гиперболе в зависиомости от начальной скорости. То есть, никакого особого совпадения не нужно — для вращения достаточно, чтобы относительная начальная скорость была меньше скорости убегания.
В случае, когда один из объектов не твёрдый, а например облако газа, разные его части будут попадут на разные «орбиты» вокруг второго тела, и будет что-то вроде кольца. Затем как раз будет играть роль трение — момент будет передавать от внутренних слоёв к внешним, и весь этот газ потихоньку (или не потихоньку) будет падать на второе тело.
При этом всё движение — вращение, падение — остаётся более-менее в одной плоскости: той, которая определяется начальным относительным положением двух тел, и их относительной скоростью. Ведь никакого момента в других направлениях нет.

Shkaff 7 апр 2020 в 08:12

Если нет трения, то движение вечно будет по эллипсу/параболе/гиперболе в зависиомости от начальной скорости.

Формально, не совсем: объекты излучают гравитационные волны, теряют энергию, и в итоге столкнутся, даже если нет трения.

chersanya 7 апр 2020 в 12:33

Да, на самом деле конечно по этой причине и орбит эллиптических не бывает :) Просто в данном случае посчитал разумным упрощением.

SoSed0000 3 апр 2020 в 06:44

"Интерстеллар. Наука за кадром." Кип Торн.
Очень рекомендую!
Довольно подробно и понятно описывается, в том числе и то, почему чёрные дыры выглядят так, как выглядят.

drWhy 3 апр 2020 в 07:53

И КДПВ именно оттуда.

Color 5 апр 2020 в 12:34

То, что на картинке — это аккреционный диск вид сбоку.

То есть впереди черной дыры мы видим ближнюю к нам половину диска, а сверху и снизу — две стороны диска, который за черной дырой. Из-за гравитационного линзирования мы видим их одновременно, хотя по факту вторая половина находится ровно с обратной стороны, и закрыта самой черной дырой, как диски у Сатурна, например.

(Вот длинная, но просто офигительная статья на тему "почему это выглядит именно так" и про механизм гравитационного линзирования.)

Почему диск? Емнип, не обязательно диск, это может быть просто аккреционный поток (который обычно "стекает" с какого-то соседнего тела, вроде газового гиганта), но в этом случае (и, наверно, чаще всего) закрутился в диск по спирали, то есть отдельная частица подлетает к черной дыре и начинает на нее "падать" по спиральной траектории. При этом частицы летят все плотнее и плотнее, из-за чего начинают люто разогреваться и излучать.

Вот картинка откуда-то из гугла:

Тут еще джеты сверху и снизу видны, но я, если честно, не помню, что нужно для их формирования (скорее всего очень много аккреционного материала в единицу времени).

Arxitektor 3 апр 2020 в 04:33

Есть хорошая статья в которой говориться о том почему изображение именно такое
habr.com/ru/post/423993.
Все дело только в гравитации и искривлении пространства.