новости космоса
10150 29
27 февраля 2015 13:04:07

Ученые разрешили фундаментальные уравнения, описывающие слияние черных дыр

Новое исследование, проведенное астрофизиком из Техасского университета в Далласе, США, позволяет глубже понять самые высокоэнергетические события во Вселенной — слияния двух черных дыр (ЧД).

В новой научной работе, проведенной доктором Майклом Кесденом, ассистент-профессором кафедры физики Техасского университета в Далласе, и его коллегами, ученые впервые нашли решения известных науке в течение нескольких десятилетий уравнений, описывающих условия, при которых две ЧД, составляющие двойную систему, обращаются по общей орбите, радиус которой постепенно уменьшается вплоть до их столкновения.

Кесден сказал, что найденные решения уравнений могут помочь не только при изучении ЧД, но также сыграют большую роль в поисках гравитационных волн в космосе. Согласно предсказаниям, сделанным Альбертом Эйнштейном в рамках его общей теории относительности, два массивных объекта, обращающихся относительно друг друга в двойной системе, должны со временем сближаться, а высвобождаемая при таком сближении энергия — выделяться в форме особого излучения, называемого гравитационными волнами.

«Заряд, движущийся с ускорением, например, электрон, испускает электромагнитные волны, включая волны оптического диапазона. Аналогично, всякий раз, когда мы имеем массу, движущуюся с ускорением, мы можем наблюдать гравитационные волны», — объяснил Кесден.

Хотя существование гравитационных волн предсказывается теорией Эйнштейна, но оно до сих пор ни разу не было подтверждено наблюдениями. Однако наблюдение гравитационных волн откроет перед исследователями широкие возможности, связанные с изучением нашей Вселенной.

Уравнения, разрешенные учеными в их новой работе, описывают направления моментов количества движения в системе, состоящей из двух ЧД. Необходимость рассчитывать направления этих моментов возникает вследствие того, что при обращении двух ЧД относительно друг друга орбитальный угловой момент всей системы и угловые моменты собственного вращения каждой из двух составляющих её ЧД непрерывно меняют направление, то есть прецессируют. Полученные исследователями решения этих уравнений позволят создать компьютерные модели, воссоздающие ход эволюции ЧД на протяжении миллиардов лет.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Гришин_С_Г150 · 27-02-2015

"Согласно предсказаниям,... сделанным в рамках общей теории
относительности, два массивных объекта, обращающихся
относительно друг друга в двойной системе, должны со временем
сближаться, а высвобождаемая при таком сближении энергия —
выделяться в форме особого излучения, называемого
гравитационными волнами"...
Не пойму, энергия чего высвобождается с усугублением
структуризация? Опять же, если дыры сближаются под действием
взаимной гравитации, то "общая энергия" тратится на увеличение
энергии элементов (сила притяжения растёт, скорость сближения -
тоже). И что освобождается при этом?... Если они падают
по спирали с ускорением в общий центр масс, то также не
понятно, какая энергия при этом может освобождаться?...
Кстати, а сама модель-то достаточно ли адекватна натуре?
Есть ли доказательство того, что дыры сближаются?
Я бы не исключал того, что они разлетаются. В соответствии
с более общим контентом, и к обнаружению желанных им гравитационных волн, вроде бы,ближе.
По крайней мере, пока не будет решён вопрос о взаимной
ориентации осей вращения элементов пары, разлёт их кажется
мне более вероятным, чем слёт. Особенно, судя по картинке.

2
новичОк146 · 27-02-2015

Возможно-ли "убегание" некоторого количества излучения при переходе от двух центров ЧД в общий центр масс?
По идее зона гравитации между двумя рядом располагающихся ЧД должна нейтрализоваться до слияния, так как каждая из "дыр" обладает своим личным центром тяготения.

3
DimitriyP164 · 27-02-2015

новичОк. Впринципе логично. Точка Лагранжа L1 между двумя ЧД должна бы существовать, ничто вроде бы этому не противоречит. Только вот чему туда убегать?
Ну, может аккреационные диски столкнутся если только. Разогнанные почти до светой скорости пыль и газ сталкиваются на встречных курсах.... Феерический джет должен получиться!

4
новичОк146 · 27-02-2015

-Бонба!
Всё мысль покоя не даёт о получении возможности хоть что-то урвать у ЧД, а тут как-бы случай представился.
Не считая гипотетического Хокингского испарения.

5
Sqwair777104 · 27-02-2015

Хм... Должны излучать гравиволны... А есть хотя б малейшее представление, что за частица "гравитон"? Если нет, то как их фиксировать? Имхо, пресловутый гравитон, есть субатомная частица, ибо гравитация связана с массой, и чем более второй, тем больше и первой. А масса зависит от количества атомов/молекул... Стало быть гравичастицы есть составные части атомов/молекул. Вот только какие...

6
Inoletyanin9 · 27-02-2015

Помница в описаниях этих Чдырок такой термин, как спагетизация придумали. Да это при падении которое длится ого-го сколько.
Какая нибудь из этих двух Чдыр хоть на один электрон окажется легче, тогда она заспагетизированная потянется в другую Чдыру, у которой этот самый электрон флуктационно по Хокингски не испарился...
А вы взрыв, разбегание чдырок... Не будет этого, оба ответа не правильные!
Они, эти две Чдыры начнут спагетиться друг вокруг друга, навешивая лапшу на джеты друг другу. Такой космический лапшевесный клубок получится.
Это вам не кубик-рубик, а шарик-лапшарик будет, причём двойной.
А бородолысики будут всё в формулах испражняться, пытаясь распутать эту лапшу.

7
Inoletyanin9 · 27-02-2015

Да, ну а лапша будет всё больше и больше наматываться, впрочем как и извилины лысобродиков вокруг какого нибудь гипоталамуса.
Закончится тем, что вскоре будет объявлено о вновь открытых космических субстанциях ТЛ и ТС!
Ну думаю уже догадались - Тёмная Лапша, которая прижимает две Чдыры друг к другу, и Тёмная Спагетина, которая отталкивает их друг от друга.
Очколысики конечно же разделятся на два противоборствующих лагеря: ТЛцы против ТСцов.
Так сойдутся две Чдыры, или разойдутся, вот в чём вопрос?

8
новичОк146 · 27-02-2015

Inoletyanin, "...при падении которое длится ого-го сколько".
В тамошних условиях падение бесконечно.

"Какая нибудь из этих двух Чдыр хоть на один электрон окажется легче, тогда она... "
По законам физики дыра без электрона получит отрицательный заряд, а с лишним положительный, а в итоге они ощютят взаимовлечение.
А скопление таких дыр на макроуровне образует чернодырочный ток.

9
Leonid3181 · 27-02-2015

Гришин_С_Г, чуть-чуть наоборот :-)
Если гравитационые волны существуют, то любые вращающиеся вокруг друг друга тела будут их (волны) излучать, теряя на это свою кинетическую энергию и, соответственно, сближаться до полного соприкосновения.
Правда мощность этих волн мала (вы её можете и сами подсчитать по Ньютоновскому закону) и процесс получается очень длительный, в большинстве случаев выходящий за триллионы лет. Единственое исключение -- нейтронные звёзды и чёрные дыры звёздных масс, из-за небольшого размера скорости вращения их на последнем этапе приближаются к световым, период уменьшается, частота и энергия колебаний растёт, что позволяет надеяться на их обнаружение.
Но такое вращение событие редкое, и вероятность того что именно сейчас по нам проходят эти волны ничтожно мала :-(

10
Inoletyanin9 · 27-02-2015

Скажу свою позицию по этим надоевшим уже всем гравитационным волнам.
Она есть, это точно, но она одна.
Когда произошёл БВ, вот тогда одна гравитационная волна образовалась и улетела. Всё, больше волн гравитации нет, ну период такой у них, бесконечный.
Правда будет ещё одна волна, когда всё чдырки обвешанные лапшой собратьев соберутся в одну кучу и схлопнутся - гравитационная волна возратится обратно.

11
DimitriyP164 · 27-02-2015

Leonid3. "...нейтронные звёзды и чёрные дыры звёздных масс, из-за небольшого размера скорости вращения их на последнем этапе приближаются к световым, период уменьшается, частота и энергия колебаний растёт, что позволяет надеяться на их обнаружение"

Во! Родилась мысль! При приближении к световым скоростям растёт масса объекта. И чем ближе, тем больше. Стало быть незадолго до столкновения масса сливающихся ЧД скачкообразно возрастёт. Что приведёт к их скорейшему слипанию. Другими словами, чем быстрее они крутсятся -> тем больше весят -> тем больше сближаются -> тем быстрее крутятся... и так "до результата"!
Это я к чему... Порождённая в этот момент гравитационная волна должна быть очень... большой. Короче, вот тут то бы её хватать и колоть!

12
DimitriyP164 · 27-02-2015

Inoletyanin. А гравитация тогда что? Ну, если волна улетела, то кто тогда, так сказать, И.О. гравитации?

13
Leonid3181 · 27-02-2015

Inoletyanin, возмите бумагу, карандашик и вспомните заком тяготения Ньютона. Посчитайте силу, действущую на тело массой m находящемся на растоянии A от двух тел массой M вращающихся вокруг друг друга на растоянии D при разных положениях (см. аватарку).
По получении вами результатов можно и продолжить разговор о гравитационных волнах.

14
Leonid3181 · 27-02-2015

".. При приближении к световым скоростям растёт масса объекта.." (с)DimitriyP
Немного не так: растёт ИНЕРЦИОННАЯ масса, гравитационная не изменяется :-(

15
geolux129 · 27-02-2015

Всё это - упражнения в математике, которым безосновательно пытаются придать хоть какой-то физический смысл, которого в них нет.
Во-первых, не доказано ни разу и нигде сама возможность образования и существования "чёрных дыр" - всё это постулировано и распиарено без доказательств.
Во-вторых, никто не знает, что такое гравитация физически, реальный механизм гравитации. Снова одни надуманные предположения и постулаты, мифические гравитоны и грав. волны.
А если неизвестна физическая сущность процессов - то что реально можно исследовать?

16
Sqwair777104 · 27-02-2015

"Немного не так: растёт ИНЕРЦИОННАЯ масса, гравитационная не изменяется" А что есть инерционная масса? И почему она растет-то? Как скорость/ускорение влияет на рост массы, в чем секрет-то? Да, масса зависит от скорости, точнее от ускорения. Ибо при прямолинейном равномерном движении, тело/объект имеет такую же массу как и в неподвижном состоянии. Тогда вопрос, как ускорение придает доп.массу? Ибо, что скорость, что ускорение - это всего лишь вектор, то бишь нечто абстрактное, измерить/вычислить можно, но увидеть/потрогать никак!

17
Petr_1 · 27-02-2015

geolux, расшифруйте пожалуйста понятие "реально можно исследовать".
Существует ли электрон ? Его можно исследовать ? Пощупать то его нельзя. Можно только судить о нем, как о неком мифическом объекте только косвенно - по его взаимодействию с другими столь же неосязаемыми объектами. С грав. волнами аналогично - это "нечто", обладающее некими свойствами. Тогда в чем разница между электроном и грав. волной ?
Только если и электрона нет - тогда да, все логично.
Есть только большая черепаха и 3 слона.....

18
Leonid3181 · 27-02-2015

"..Ибо, что скорость, что ускорение - это всего лишь вектор, то бишь нечто абстрактное, измерить/вычислить можно, но увидеть/потрогать никак!.." (с)Sqwair777
Зашёл уважаемый Sqwair777 в лифт на верхнем этаже, нажал кнопку и поехал вниз с постоянной скоростью 2м/сек. Но произошла неиспраность: пускатель двгателя залип и не реагирует на управление :-( Лифт опускается до окончания шахты и очень резко тормозится о бетонное дно, т. е. испытывает "абстрактное" отрицательное ускорение. Уважаемый Sqwair777 падает и собственным копчиком больно трогает этот самый вектор и убеждается, что он таки осязаем, даже очень :-)

19
Inoletyanin9 · 28-02-2015

"...возмите бумагу, карандашик и вспомните заком тяготения Ньютона..."
Когда то ещё в школе, любил математику, помню как меня например, очень удивили мнимые числа...
Но я не буду брать карандашик и считать, потому что вы предлагаете идти по старой колее, то есть по Ньютону.
Если до сих пор не обнаружили эти так называемые гравитационные волны, то здесть что то фундаментальное.
Человечество землетян пока не готово комплексно к этому. Дело не в умах и идеях об этой гравитации, а о том, что эти идеи человечество не способно "переварить" в связи с болезнью роста. Ну если проще, то нет ресурсов на технические средства, что бы решить этот вопрос. И это потому, что оно (человекчество) пока самобичующее, самоистребляющееся, и поэтому очень слабое.
Здесь уже был разговор о пассионарности цивилизации: пока что она стремительно прожирает "поверхностные" ресурсы и неизбежно приближает свою кончину. Когда расходы на космос, на то что вне Земли, превысят расходы на милитаризм, который направлен для избиения и выматывание друг друга на Земле, вот тогда можно серьёзно говорить о состоявшемся человекчестве землетян.
Всё выше изложенное непосредственно имеет отношение к фундаментальным исследованиям, к которым относится и гравитация. Вопрос даже и не в том, есть эта волна или её нет, это вообще не принципиально. Вопрос в том, что землетяне не готовы к решению таких вопросов, они ещё не состоялись как самоосознающая и не самоубийственная цивилизация.
Ну по существу, то гравитацию нельзя изучать, всякие гипотетические волны, в отрыве от времени. Сам человек непосредственно может воспринимать время по иному, чем это привычно для большинства, а приборы, сделанные людьми, пока нет.
И ещё тезис, тела двигаются всегда по самому короткому пути друг к другу в свете гравитации. Но стереотипно это считается прямая физическая линия, но это не так. Вращение - это тоже наиболее короткий путь, но не физически короткий.... Гравитация всегда связана с вращением, но придуманные землетянами, так называеые кротовые норы, это тоже кратчайший путь, но противоположный вращению...
И последнее, гравитация это не совсем взаимодействие как таковое, ну относительно трёх других видов взаимодействий, а стереотипы принятого в науке не позволяют осознать этот нюанс...

20
dilettant162 · 28-02-2015

Помогите пожалуйста, объясните неразумному, какую систему уравнеий они решили. Задолбался искать в и-нете что они там вычислили. Пожалуйста, помогите.

21
Inoletyanin9 · 28-02-2015

"Задолбался искать в и-нете..."
А вы не там ищете. Надо обратиться к лысочкарикам бородородистым, они помогут. У них море всяких формул и псинусных корней, да котангенсов с собакгенсами. А уж какие то уравне-Ия, тем более системные, это им раз плюнуть.
Вот то-то у нас весь космос уже оплёван формулами да УраМнениями.

22
qk128 · 28-02-2015

Математика - инструмент, но не физика.Про глобальные нравоучения, где то идёт война - люди убивают друг друга, но это не значит у всех отключились мозги и не надо заниматься исследованиями.

23
elena183 · 28-02-2015

Наверное одно из моих.Шутка,а.может и нет.

24
Sqwair777104 · 28-02-2015

Leonid3, вот то-то и оно, что в момент удара лифта скорость изменилась до нуля - было торможение (ускорение со знаком "-") - И перегрузки, и соответственно изменение массы/импульса, происходит во время ускорений/Торможений. А количество атомов и молекул какое было в объекте под кодовым названием Sqwair777, таким и осталось. Не ну в самом деле - прилепилось чтоль откуда-то несколько кг? а потом после остановки, куда делись мои килограммы?

25
geolux129 · 28-02-2015

Уваж. Petr_ . Вопросы - сущестует ли электрон, существуют ли чёрные дыры - это вопросы критериев правильности или нет различных теорий и гипотез. Решаться они должны в рамках прежде всего разделов философии, относящихся к теориям познания - эпистемологии и гносеологии. В их рамках давно уже установлены критерии истинности или ложности научных й и теорий; если гипотеза или теория отвечает критериям их фальсифицируемости и верифицируемости - значит, она научна и имеет право на существование в рамках науки. Если же не отвечает - значит, она ненаучна. Не буду вдаваться в подробности, но - гипотеза существования электрона отвечает обоим этим критериям, а гипотеза чёрных дыр - ни одному; значит, она ненаучна.
Это - в рамках классической философии (гносеологии). К сожалению, в последние несколько десятков лет философия как основа научного познания мира из науки фактически исчезла; для хоть какого-то благообразия и внутреннего пользования она подменена т.наз. неклассической философией. Основой её применительно к данному вопросу (неклассическая эпистемология-гносеология) является то, что истинность теорий (ныне любой даже бред сразу называют теорией- исчезла граница между теорией и гипотезой) определяется не какими-то независимыми от учёных критериями, а - консенсусом между научными сообществами. Если англосаксонская наука полностью контролирует научные журналы и вообще СМИ, международные научные организации, финансирование многих научных проектов и пр. - то в чью пользу всегда будет этот консенсус ?. Поэтому им можно публиковать что угодно, называя это теорией и пресекая при необходимости любую критику. Кроме того, из науки ныне полностью изгнан материализм и подменён разными вариантами субъективнго идеализма, основная догма которого - "реально существует только то, что ощущаю, а что не ощущаю - не существует (часто применяется термин - размазано по всей вселенной). Отсюда появляющиеся ныне во всё большем количестве статьи о материальности уравнений физики, котов Шредингера, телепортации фотонов и частиц, сверхсветовых скоростях передачи информации и пр. Про то, что физические и космологические теории сейчас - это чистая математика, не имеющая отношения к реальности, можно уже и не говорить: данная статья пример этого.

26
Inoletyanin9 · 01-03-2015

geolux6, обстоятельный ответ Petr_2у, было интересно почитать.
Ваш ответ в частности отвечат на возникновение и моей гепотизории о "Гомо Наукиус":
все эти лысочкарики, бородолысики, бородочкисты и учмоные возникают именно из их амбиций подменить реальность на их величайшие полёты мысли. А свои гипотезы представлять теориями.
Именно поэтому им посвящена порция смехокритики от "Гомо Наукиус".

27
Petr_1 · 01-03-2015

Geolux, Спасибо за ответ! Но тут я укажу на другой, достаточно тонкий момент.
Во первых есть еще такая вещь, как жизнь теории (ее история).
Т.е. электрон также изначально был теорией (возникшей как потребность объяснить некие наблюдаемые факты). Также изначально были критики и людей лишали научных званий (чуть не лишили) за поддержку этой теории (есть в вики). Но далее появилось много подтверждающих фактов и эта теория перешла в разряд твердо доказанных.
Как Вы и указали в своем ответе.
А теперь перейдем к неприятному моменту номер два.
Во времена открытия электрона сумма знаний ученого примерно соответствовала
знаниям старшеклассника. И ныне люди с высшим образованием с учетом позабытого (я о нас с Вами) четко понимают теорию электрона, методы доказательств его существования и т.д.
Мы даже четко понимаем как работает магнетрон в микроволновке,
что окончательно снимает сомнения в существовании электрона.
Но теория (пока !! не доказанная) существования черных дыр, темной материи и т.п. стала существенно ! сложнее. Лишь для понимания сути предложенной теории, которая возникла в ответ на некие непонятные факты наблюдений нужно обладать большим багажом знаний, чем есть у среднего человека с высшим образованием.
И этот разрыв существенен. Я это говорю не просто так - со многим приходилось работать.
Например понимание общей теории относительности (там где искривляется пространство) требует существенного понимания современной математики (не школьной и даже институтской).
Т.е. Вам не очень понятно зачем ! потребовалась теория относительности и что ! она объясняет. Но она подтверждена также четко, как и электрон. Например система Глонасс не сможет работать,
если не учитывать при формировании сигнала и расчетах координат
в приемнике частных случаев применения систем уравнений ТО.
Так же и с черными дырами и ТМ. Для того, чтобы понять зачем и почему появилась эта теория нужно усвоить значительный обьем знаний,
которого у Вас нет. Также, чтобы понять имеющиеся доказательства данной теории требуется тоже самое...
Я порекомендую книгу Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр Хокинга. Там очень много интересных исторических фактов о развитии науки. Очень познавательно.

28
Petr_1 · 01-03-2015

Забыл добавить. О англосаксонском шовинизме в науке :-)
В упомянутой мной книге Хокинга масса интересных исторических
фактов о Советских Ученых. И многие теории (очень многие!!) современной физики
в части ЧД и ТМ были впервые предложены именно ими!
И сам Хокинг знал и был другом многих их наших ученых.
К сожалению это все в прошлом....

29
Reject6668 · 03-03-2015

"мы можем наблюдать гравитационные волны"
А правильно писать "мы НЕ можем наблюдать "гравитационные волны" (тоже в кавычках)".

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.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!