новости космоса
2866 54
21 августа 2020 17:32:18

Ученые находят доказательства общей теории относительности Эйнштейна в ядрах мертвых звезд

Ученые поддержали общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, исследуя странные загадки белых карликов.

Астрономы уже давно предполагали о связи между массой и радиусом звезды белого карлика, но до сих пор не могли наблюдать связь массы и радиуса звезды, показывает новое исследование. По мере того как белые карлики набирают массу, они уменьшаются в размерах, в отличие от большинства известных небесных объектов.

В этой новой работе исследователи использовали новый метод, который включал в себя данные от тысяч белых карликов, чтобы наблюдать странное явление и предоставить дополнительные доказательства общей теории относительности.

Когда у таких звезд, как наше Солнце, заканчивается топливо, они сбрасывают свои внешние слои и обнажаются до ядра размером с Землю. Это ядро известно как белый карлик, который, как полагают, является конечным эволюционным состоянием звездного объекта.

Но эти звездные остатки таят в себе тайну, так как когда белые карлики увеличивают массу, они уменьшаются в размерах. Поэтому белые карлики в конечном итоге будут иметь массу, подобную массе Солнца, но упакованную в тело размером с Землю.

Белые карлики становятся настолько маленькими и компактными, что в конечном итоге распадаются на нейтронные звезды, очень плотные звездные тела с радиусом, который обычно не простирается дальше 30 километров.

Странное соотношение массы и радиуса внутри белых карликов было теоретизировано в 1930 годах. Причина, по которой белые карлики увеличивают массу при одновременном сжатии, как полагают, вызвана состоянием их электронов - когда белый карлик сжимается, число его электронов увеличивается.

Этот механизм представляет собой комбинацию квантовой механики - фундаментальной теории в физике о движении и взаимодействии субатомных частиц также общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которая занимается гравитационными эффектами.

"Отношение массы к радиусу - это впечатляющая комбинация квантовой механики и гравитации, но для нас это противоречит здравому смыслу", - сказала Надя Закамская, адъюнкт-профессор кафедры физики и астрономии Университета Джона Хопкинса, которая руководила новым исследованием. "Мы думаем, что по мере того, как объект набирает массу, он должен становиться больше".

В этом новом исследовании команда из Университета Джона Хопкинса разработала метод наблюдения соотношения массы и радиуса у белых карликов. Используя данные, собранные Sloan Digital Sky Survey и космической обсерваторией Gaia, исследователи изучили 3000 белых карликов.

Команда исследователей измерила гравитационный эффект красного смещения, который представляет собой влияние гравитации на свет, на звезды. Когда свет удаляется от объекта, длина волны света, исходящего от объекта, удлиняется, заставляя его казаться более красным. Изучив гравитационный эффект красного смещения, они смогли определить радиальную скорость белых карликов, имеющих одинаковый радиус.

Радиальная скорость - это расстояние от Солнца до данной звезды, которое определяет, движется ли звезда к Солнцу или от него. Определяя радиальную скорость звезд, они также могли определить изменение массы звезд.

"Теория существует уже давно, но примечательно то, что набор данных, который мы использовали, имеет беспрецедентный размер и беспрецедентную точность", - добавила Закамска. "Эти методы измерения, которые в некоторых случаях были разработаны много лет назад, внезапно работают намного лучше, и эти старые теории, наконец, могут быть исследованы".

Метод, используемый в исследовании, по существу превратил теорию в наблюдательный феномен. Кроме того, он может быть использован для изучения большего числа звезд в будущем и может помочь астрономам проанализировать химический состав белых карликов.

"Поскольку звезда становится меньше по мере того, как она становится более массивной, гравитационный эффект красного смещения также растет с массой", - сказала Закамска.


(Добавил: Nikola)

комментарии
1
Leonid3143 · 21-08-2020

"..Радиальная скорость.."
Обычно для обозначения скорости объекта по линии к наблюдателю применяется термин "лучевая скорость", который в пояснениях "что это такое" не нуждается :-)
"..Когда свет удаляется от объекта, длина волны света, исходящего от объекта, удлиняется.."
Спорное утверждение, которое невозможно доказать. Не исключён вариант, что "покраснение" происходит в момент излучения фотона, а не по пути преодоления гравитации ;-)

2
3720 · 21-08-2020

Наденька, Извините, а при чем тут Эйнштейн? Теорию сверхмассивных объектов разрабатывал Чандрасекар и Др.

3
viktorchibis45 · 21-08-2020

«Причина, по которой белые карлики увеличивают массу при одновременном сжатии, как полагают, вызвана состоянием их электронов - когда белый карлик сжимается, число его электронов увеличивается».
Leonid, расшифруйте, пожалуйста, - Что за механизм имеется в виду?

4
3720 · 21-08-2020

К1. Leonid3. Влияние скорости объекта на частоту света - это эффект Доплера. Влияние гравитации на частоту - это действительно Эйнштейн. Доказано довольно давно, эксперимент проведён в земных условиях.

5
Leonid3143 · 21-08-2020

viktorchibis, полагаю, что имеется ввиду плотность электронного газа, по косноязычному изложению "количество электронов" в единице объёма :-))
"..Влияние гравитации на частоту ... Доказано довольно давно.."
37, я не утверждал, что эффект отсутствует, более того я в курсе и эффекта, и его земных проверок, даже формулу могу представить ;-)) Я выразил сомнение в механизме возникновения эффекта -- по пути в гравитационном поле или при излучении/поглощении фотона.

6
Bong58 · 21-08-2020

" по мере того, как объект набирает массу, он должен становиться больше", а с какой собственно стати.
А второе, с какой стати он набирает массу. Имеется ввиду материи не прибавляется или какую массу?
Чудеса..))
Хотя при том же кол-ве материи сила грав-взаимодействий может конечно быть больше.
Но тем не менее, если "число электронов увеличивается" это же не значит, что сама материя-вещество уплотняется?
В том смысле, что материя сама по себе не уплотняется, что-то другое сокращается.

7
postoronnim_-2 · 21-08-2020

Забавно, почему никто не обратил внимание на вот этот бред:"Белые карлики становятся настолько маленькими и компактными, что в конечном итоге распадаются на нейтронные звезды, очень плотные звездные тела с радиусом, который обычно не простирается дальше 30 километров", и не задал резонного вопроса: "На сколько нейтронных звезд распадается белый карлик?!" )))

8
nick_s65 · 21-08-2020

Очередное 1001 (тысяча первое) "доказательство" истинности теории относительности Эйнштейна....
Однако, с точки зрения методологии, для развития науки гораздо полезнее искать факты ее опровергающие. Именно такие факты двигают науку вперед. И именно этим занимаются истинно гениальные научные мужи. А остальные функционеры от науки вслед за ними занимаются доказательствами непогрешимости их, мужей, теорий)))

9
dengess197 · 21-08-2020

nick_s, полностью с вами согласен. Нужно опровергать ОТО и СТО, а не тыщный раз доказывать.
И так. Где же они, опровержения?

10
nazar24 · 21-08-2020

""Поскольку звезда становится меньше по мере того, как она становится более массивной""
"" но для нас это противоречит здравому смыслу", - сказала Надя Закамская""
.
Закамская, сама не хочет верит, но фаты налицо, не стоит беспокоится о таком парадоксе, так как контуры дают ответ на все вопросы мироздания.
Белые Карлики по своим размерам и яркости и по другим многим критериям точно соответствует новорожденной звезде. И они рождаются внутри центра контура от угасающих звезд компаньона. Они (БК) в начале своего существования находятся под мощным эл.маг полем компаньона, так как контур от угасающей звезды самый мощный и соответственно самый маленький по радиусу. Это можно сравнит, как контур из сверхпроводника, скажем диаметром 10 метр и 100 метров. В таких контурах, например в первом, где меньше диаметр, и притяжение и маг.поле и свечение и другие компоненты соответствует большим значениям, а размер новорожденной звезды наоборот маленький, так как в центре притяжение сильнее, чем в большем контуре, тем паче, если два вложенных больших контуров, карлик тоже становится больше.
Ну в общем, если контуры не из сверхпроводников, тогда в меньшем контуре меньше сопротивление скажем R=10 Ом, в другом, большом 100 Ом. Конешно в меньшем контуре самое малое будет светится ярче и притягивать сильнее , чем в большом, но слабом. Если ещё короче: " вчера были по три рубля маленькие, но сегодня по пять но, оооочень большие"

11
viktorchibis45 · 21-08-2020

Leonid (ком.5), всё равно я физически не понимаю, почему у БК с бОльшей массой радиус меньше. Если без статистики Ферми, что там - больше более тяжелых ионов, и в результате электронный газ уплотняется?
.
А насчет механизма гравитационного изменения частоты фотонов «по пути в гравитационном поле или при излучении/поглощении», «которое невозможно доказать», позволю высказать KST-соображение. В основе лежат импульсы «цепляния» «гравитационными» цепочками корпускул от массивных тел за эл. и магн. моменты соответствующих вихрей фотонов. Соответственно «убегающие» фотоны теряют энергию, а приближающиеся получают доп. импульсы. Проверить (доказать) это можно с помощью прецизионных передатчиков и спектрометров в системе Земля – КА (например, на орбите вблизи Солнца).

12
itatel69 · 21-08-2020

Что-то все в кучу свалено - БК - Эйнштейн - гравитация... В БК с ростом массы идут качественные изменения и сопутствующие эффекты вторичны. Как-то неряшливо обозначен переход БК в НЗ

13
postoronnim_-2 · 21-08-2020

nick_s, нет -- это неверный посыл, надо так, как Лефорт у А. Н. Толстого говорит:
— Так ведь не завтра же, Петер... Ты спросил меня, отвечаю: замахивайся на большее, а по малому — только кулак отшибешь...
Применительно к физике, надо основу рушить -- всемирный закон тяготения сэра Исаака Ньютона!

14
Leonid3143 · 21-08-2020

postoronnim_, ну во-первых, "белые карлики" во множественном числе, значит и нейтронные звёзды должны быть во множественном числе; а во-вторых, термин "распадаются" всего лишь трудности машинного перевода, к неточностям которого и вам здесь придётся привыкать, пора бы :-))
А по сути: как вы полагаете, чем станет белый карлик когда остынет ?
.
"..именно этим занимаются истинно гениальные научные мужи.." (с)nick_s
И далеко ходить не надо, на AstroNews каждый первый :-))

15
Nablydatel97 · 21-08-2020

А мне фото Эйнштейна нравится, где язык показывает.
В культуре маори, знак устрашения.
:-)

16
Leonid3143 · 21-08-2020

viktorchibis, гравитационному давлению на сжатие в белых карликах противостоит давление горячего электронного газа (причём не как в проводниках использующих лишь электроны внешнего уровня, которые в химии называются "валентными", но ВСЕ электроны). Чтобы компенсировать вес новоприбывшего материала надо увеличить давление этого газа путём повышения температуры (а взять её неоткуда, ядерные реакции уже давно не горят) или чуть сжаться -- давление вырастет, Правда, сжиматься можно до некоего предела, пока не начнётся вдавливание электронов в протоны и далее по известному сценарию взрыва сверхновой типа Ia :-((
Но это так, на пальцах, точнее может рассчитать квантовая теория :-)

17
Leonid3143 · 21-08-2020

viktorchibis, забыл про "доказать".
Точность эталонов частоты и времени сейчас достаточна (10^(-14)), чтобы уловить этот эффект на Земле, а вот разрешение спектрометров недостаточна для земных экспериментов. Вот и предложите такой эксперимент, чтобы различить "в пути" или "во взаимодействии".

18
graviton33 · 22-08-2020

Белые кар-ли-ки! Тоже проблему мне нашли. Да решается этот феномен в два счета.

19
postoronnim_-2 · 22-08-2020

Nablydatel: "А мне фото Эйнштейна нравится, где язык показывает. В культуре маори, знак устрашения".
Гарри Гаррисон: «Текс прибегнул к соленым морским выражениям, но ему не удалось преодолеть лингвистический барьер. Тогда он обратился к латинскому языку жестов, которым овладел еще в юности, и с помощью быстрых движений пальцев и рук сравнил викинга с рогоносцем, кастратом, приписал ему кое-какие грязные привычки и закончил Предельным Оскорблением — его левая рука ударила по правому бицепсу, отчего правый кулак подпрыгнул вверх. Очевидно, какое-то одно — а может быть, и не одно — из этих оскорблений имело свои корни в одиннадцатом веке, потому что викинг заревел от ярости и с трудом поднялся на ноги».
Все-таки, прав А. П. Чехов: «Краткость — сестра таланта».

20
postoronnim_-2 · 22-08-2020

Leonid3, "Сам вижу, что Тетчер, но написано-то Ханди!" То бишь "распадаются...", а не "превращаются", что в русском языке предполагает в каждом случае умножение количества объектов свыше одного первоначального. )))

21
postoronnim_-2 · 22-08-2020

"...как вы полагаете, чем станет белый карлик когда остынет ?"
Вослед за сэром Исааком, гипотез не строю. :-) А вот машинный перевод, оставленный без редактирования, ругал, ругаю и ругать буду. "На том стою и не могу иначе!")))

22
3720 · 22-08-2020

А знаю, что будет с Белым карликом, когда он остынет. Будет остывший Белый Карлик.

23
nick_s65 · 22-08-2020

Leonid3 (14). "..И далеко ходить не надо, на AstroNews каждый первый.."
--
Что поделать. Для получения граммов драгоценного вещества порой приходится переработать тонны руды ))

24
nick_s65 · 22-08-2020

Насчет механизма гравитационного изменения частоты фотонов:
С точки зрения эфирной материальной светоносной среды - покидание фотоном массивного тела есть процесс перехода фотона из мене плотной светоносной среды в более плотную. При этом частота фотона не меняется, но увеличивается его скорость и длина волны. Т.е. удлинение волны происходит в процессе движения, а не в процессе излучения.

25
nazar24 · 22-08-2020

///что будет с Белым карликом///
После завершения рождения новой звезды БК-а, расформированная система в течении нескольких десятков тысячелетий проходит определенные процессы, начиная от видов ъгалактик до формирования новой гармоничной системы со своей планетной системой. То есть,после завершения стадии двойной системы с БК-ом, планеты
находящейся в расформированной системе начинают присоединятся вокруг Белого карлика с уже угасшим компаньоном. Присоединение других планет происходит по принципу кто сильнее тот первый, то есть по возрасту планет, к примеру, как в нашей системе, Венера самая молодая, Земля старше на поколение, Марс ещё старше(слабее) и т.д. После каждого присоединения новых планет к новообразованной системе, Белый Карлик и диаметры орбит планет растут по правилу Т-Боде.
По этим соображениям, можно сказать, что БК тоже далее будет проходит все стадии звезды от БК, ЖК, КК, ...и.т.д.. /ятд/

26
Bong58 · 22-08-2020

(24), это если исходить из того, что фотон самостоятельная частица, а не волновое возмущение в среде? ;)
--
Если таки возмущение в среде, то при изменении массы и в особенности силы как бы меняется и состояние среды,
со всеми вытекающими. Поэтому, собственно, и возникает эффект линзования, среда вокруг объекта боле плотная,
волна по другому идет.

27
Leonid3143 · 22-08-2020

"..При этом частота фотона не меняется.." (с)nick_s
Гравитационное покраснение -- это не просто изменение длины волны из-за изменения скорости в среде, но именно потеря энергии и связанное с ней уменьшение частоты!
И остывающий белый карлик с уменьшающимся давлением электронного газа сжимается вплоть до нейтронной звезды. Процесс постепенный и очень медленный.

28
3720 · 22-08-2020

К 27. Leonid У него давления не хватит. Это в центре у него - может и будет, а может и есть нейтронная плазма. Крупные космические тела по глубине неоднородные.

29
postoronnim_-2 · 22-08-2020

"Крупные космические тела по глубине неоднородные". Это избыточное обобщение. Почему же градиент атмосферы Марса намного меньше, чем у земной?

30
viktorchibis45 · 22-08-2020

Leonid (16, 17),
Вопрос трансформации КГ в БК и НЗ слишком многовариантный. У меня в планах есть, разобрать их на уровне симплов. Но не знаю, когда руки дойдут.
А вот по вопросу космических экспериментов, сейчас веду переписку с NASA на предмет программы исследований JWST, в части поиска тяжелых элементов в ранних галактиках. Если контакт получится, то можно будет расширить круг вопросов.

31
Leonid3143 · 22-08-2020

Полагаю, что переписка будет в одну сторону :-((
В принципе вам необходим инструментально снятый спектр реликтового фона и искать на нём линии "металлов". С 1992 года было несколько обзоров, вот к ним-то и надо обращаться. Но если бы там были следы "металлов", они не ускользнули от внимания исследователей, ведь это сенсация!
(Изобретатели медного ведра под названием EmDrive арендовали у НАСА сарай для своих опытов и в отчёте десять раз упомянули "НАСА" для создания впечатления будто эта самая НАСА в курсе и одобряет.)

32
postoronnim_-2 · 22-08-2020

Некоторые умудряются не такие уж малые денюжки на подобную ерунду у государственных органов отсасывать: по публикации презираемой Леонидом (и не без оснований!) "Вики" Плимутский университет от УПИП МО США получил аж "$ 1,3 млн на изучение и создание «двигателя бестопливного типа» на базе «квантованной инерции»". И кто знает, сколько млрд рублей выделяет ведомство Кужегетовича на такую же бредятину из напрочь засекреченного бюджета МО РФ?!

33
viktorchibis45 · 23-08-2020

Leonid, насчет односторонней переписки Вы уже ошибаетесь, точно также, как и в аналогии моих действий с «намереньем создать впечатление изобретателями EmDrive». Мои посылы адресованы специалистам, а не «на публику».
Насчет «поиска линий металлов в спектре реликтового излучения» мы с Вами уже как-то дискутировали. Тот раз Вы меня «убедили», что искать линейный спектр отдельных процессов в сплошном спектре РИ бессмысленно, а сейчас вдруг толкаете меня в эту сторону. Что изменилось в «технологии анализа» в данной области?

34
JamesWebb45 · 23-08-2020

Самое интересное в этой статье, что белые карлики оказывается РАСПАДАЮТСЯ на нейтронные звёзды))
Ну вообще логика в этом есть. Ведь белые карлики большие, как Земля, а нейтронные звёзды маленькие, всего-то 30 км в радиусе. Значит большой белый карлик просто распадается на 9.5 млн маленьких шариков - нейтронных звёзд :D

35
dengess197 · 23-08-2020

JamesWebb, а как там на счёт плотности НЗ в сравнении с БК?
Может лучше не мерить размер БК Нейтронными Звёздами, а массы сопоставить.
Проще конечно в попугаях, я понимаю :-)

36
Bong58 · 23-08-2020

(35), а как "мерить"? Есть чем?))

37
Nablydatel97 · 23-08-2020

К. 19.
Ага. Повадки для какчественной работы, знать необходимо.
:)

38
Nablydatel97 · 23-08-2020

К.36.
Измерять необходимо соразмерно, согласно ОТО.
Правила которой, наблюдаются.
Свойства линеечки, при переходе в другие условия, меняются.
От ею и мерить...

39
Leonid3143 · 23-08-2020

viktorchibis, да не мог я сказать такое: "искать линейный спектр отдельных процессов в сплошном спектре РИ бессмысленно", это противоречит и науке и моим убеждениям 8-)
Полагаю, что в данном конкретном случае с реликтовым фоном такое высказывание верно, так как убеждён что "металлов" в том супе не было. Буду только рад, если окажусь не прав, т. к. чуть облегчится понимание дальнейших процессов :-))

40
JamesWebb45 · 23-08-2020

dengess1, да я просто шучу над употреблённым в статье словом "распадаются" ;)
Если начать считать плотности и массы, то получится что один белый карлик "распадается" на одну нейтронную звезду. Как же он тогда распадается? Распадаться надо хотя бы на две части :)

41
dengess197 · 23-08-2020

JamesWebb :-)

42
postoronnim_-2 · 23-08-2020

JamesWebb, dengess1, что же вы чужие реплики под заметками не читаете... Мы с Leonid3 на тему "распада белых карликов в нейтронные звезды уже первыми отшутили выше. :-)

43
dengess197 · 23-08-2020

Вам мона, а нам незя? :-(

44
postoronnim_-2 · 23-08-2020

dengess1, почему нельзя?! Я просто указал на наш с Leonid3 приоритет в обсуждении... :-)

45
Leonid3143 · 23-08-2020

postoronnim_, вы меня с коллегой graviton-ом не путайте, мне-то приоритет до лампочки, не гонюсь :-)))

46
postoronnim_-2 · 24-08-2020

Leonid3, не зацикливайтесь на gravitonе, тем более, что между вами существенная стилистическая разница. И еще, на мой личный взгляд, успеть сказануть первым в трёпе бескорыстнее научного приоритета! :-)))

47
Leonid3143 · 24-08-2020

Караул!, я под колпаком у Мюл.., ой, у postoronnim_-го!
Кроме того у Яндекса, у Google, у Microsoft-а, и все анализируют и пытаются угадать с рекламой :-))

48
nick_s65 · 24-08-2020

Leonid3 (27). Леонид, простите за задержку. У меня в связи с обсуждаемой темой вопрос. Точнее - несколько вопросов.
1. Красное смещение - это увеличение длины волны или уменьшение её частоты?
2. Что человеческий глаз воспринимает в качестве цвета: длину волны или частоту?
3. Что происходит со светом при переходе в среду с иным коэффициентом преломления (иной скоростью света): изменяется длина волны или изменяется длина волны?
4. Что берется за основу построения спектра: длина волны или частота?

49
nick_s65 · 24-08-2020

Исправление:
3. Что происходит со светом при переходе в среду с иным коэффициентом преломления (иной скоростью света): изменяется длина волны или изменяется частота волны?

50
pervokursnik49 · 24-08-2020

Сегодня впервые обратил внимание на Сатурн. Он на расстоянии ширины ладони вытянутой вперед руки левее и выше юпитера. Я раньше думал, что Сатурн должен быть ну хотя бы таким же по размеру как Юпитер. Но он такой микроскопический. Я, честно говоря, вообще сначала не понял, что это Сатурн. Приложение Sky Map показала, что эта звездочка - Сатурн. Приспособив бинокль, чтобы он не дергался к окну я нашел пару спутников по бокам. Но вот у Сатурна ничего не нашел. Маловато 20 крат. Может это не Сатурн? Но приложение показывает, что это Сатурн.

51
Leonid3143 · 24-08-2020

nick_s, какая задержка, мы же никуда не опаздываем :-))
1. Красное (синие) смещение это изменение частоты фотона. А длина волны -- следствие изменения частоты.
2. Полагаю, что глаза реагируют на ЭНЕРГИЮ фотона, которая пропорциональна частоте. Не исключено, что в фотоприёмниках глаза имеются фильтры, на определённые цвета.
3. Частота не изменяется, Меняется скорость от свойств среды, соответственно и длина волны.
4. Ось X обычно градуируется в длинах волн, это нагляднее, чем частота, хотя дело привычки.
.
pervokursnik, лет через пять противостояние Земля -- Юпитер будет в зимние месяцы и из северного полушария он будет высоко над горизонтом, более удобен для наблюдения. Поживём увидим :-))

52
Nablydatel97 · 25-08-2020

К.50.
При 36Х, уже ни с чем не спутаешь.

53
nick_s65 · 25-08-2020

Leonid3 (51). Все верно. Определяющей характеристикой фотона является его частота. Скорость и длина волны зависят от свойств среды.
Что касается моего комментария 24 - признаю, недодумал. На самом деле вокруг гравитирующего объекта имеется не только градиент плотности материальной среды, но и поток самой среды в направлении объекта. Полагаю, что именно преодоление этого потока и является причиной потери фотоном энергии.

54
MP171 · 28-08-2020

nick_s у вас физики не было в школе?

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!