Позвольте пригласить вас к решению простенькой задачи.
Условия.
Над поверхностью планеты, не имеющей атмосферы, на орбите, кружит её спутник, по правильной окружности.
В каком направлении следует приложить силу к спутнику, чтобы он быстрее упал на планету?
Перпендикулярно траектории, толкающей спутник к планете?
Против движения спутника?
Мне стало интересно вдруг!
Вот мы, планета, притягиваемся к Солнцу...
Солнце нас мчит по галактике.
А ЧТО притягивает солнце?!
Вселенная — захватывающее место, наполненное небесными телами, находящимися в постоянном движении. В этом видео мы исследуем удивительный мир негравитационных сил, которые играют ключевую роль в формировании планетных систем. Узнайте, как давление излучения, сублимационная отдача и эффект Пойнтинга-Робертсона влияют на движение комет, астероидов и экзопланет. Узнайте, как эти скрытые факторы влияния формируют динамику и свойства малых небесных тел. Мы так же поговорим о последствиях для нашего понимания Солнечной системы и за ее пределами и посмотрите, как эти силы могут бросить вызов традиционным законам гравитации.
В этом исследовании мы узнаем, как эти гигантские черные дыры образовались сразу после Большого взрыва, бросая вызов нашему предыдущему пониманию космической эволюции. Могут ли изначальные семена стать ключом к разгадке этой тайны? Мы обсудим новаторские исследования, предполагающие, что эти сверхмассивные черные дыры возникли вместе с первыми звездами и галактиками во Вселенной, потенциально изменяя наш взгляд на космическую историю.
В самом сердце галактик, среди звездных вихрей и облаков космической пыли, скрываются объекты невообразимой мощи – сверхмассивные черные дыры. Но что происходит, когда два таких космических монстра сближаются и начинают свой последний танец перед слиянием? Давайте погрузимся в захватывающий мир экстремальной астрофизики.
© syfy.com
Слияние сверхмассивных черных дыр – это кульминация длительных космических процессов, связанных со столкновением галактик. Гравитационное взаимодействие сближающихся галактик приводит к тому, что их центральные черные дыры начинают неумолимо притягиваться друг к другу, запуская процесс, который может длиться миллиарды лет.
Сближение: на первом этапе черные дыры медленно приближаются друг к другу, преодолевая огромные расстояния за миллионы или даже миллиарды лет.
Гравитационный танец: когда расстояние между ними сокращается до нескольких световых лет, черные дыры начинают вращаться друг вокруг друга, формируя двойную систему.
Финальное пике: на последних этапах, когда расстояние между черными дырами сокращается до нескольких радиусов Шварцшильда (граница, за которой даже свет не может покинуть черную дыру), орбитальная скорость достигает значительной доли скорости света. Черные дыры вращаются друг вокруг друга с частотой до нескольких оборотов в секунду, порождая мощные гравитационные волны.
Слияние: в последние мгновения черные дыры сливаются, высвобождая колоссальное количество энергии в виде гравитационных волн.
Телескопические наблюдения сверхмассивных черных дыр (белые пятна) на пути к столкновению. Они находятся в галактике, представляющей собой "смесь" двух слившихся галактик / © simonsfoundation.org
Одно из самых захватывающих последствий слияния сверхмассивных черных дыр – это генерация мощных гравитационных волн. Эти волны в пространстве-времени распространяются со скоростью света, неся информацию о самом катаклизмическом событии во Вселенной.
В 2015 году детекторы LIGO впервые зарегистрировали* гравитационные волны от слияния черных дыр звездной массы. Однако обнаружение волн от слияния сверхмассивных черных дыр остается одной из главных целей современной астрофизики.
*Это историческое открытие стало триумфальным подтверждением предсказания Эйнштейна, сделанного им в рамках общей теории относительности еще в 1916 году.
Слияние сверхмассивных черных дыр имеет далеко идущие последствия:
Формирование еще более массивной черной дыры: результатом слияния становится образование черной дыры, масса которой немного меньше, чем сумма масс исходных объектов. Значительная часть энергии (до нескольких процентов от общей массы системы) излучается в виде гравитационных волн в процессе слияния. Точная доля потерянной массы зависит от параметров сливающихся черных дыр, таких как их относительные массы и скорости вращения.
Трансформация галактической среды: процесс слияния сверхмассивных черных дыр кардинально меняет окружающее пространство. Усиленная аккреция вещества приводит к мощным выбросам энергии и материи из активного ядра галактики. Одновременно, гравитационные возмущения перестраивают орбиты звезд и распределение газа. Эти процессы могут иметь противоречивые последствия для звездообразования: в одних регионах, где происходит сжатие газовых облаков, формирование новых звезд ускоряется. В других областях, напротив, звездообразование может подавляться из-за рассеивания газа и/или интенсивного излучения.
Изменение химического состава: выбросы материи из активного ядра галактики обогащают межзвездную среду тяжелыми элементами. Это влияет на химический состав будущих поколений звезд и планетных систем.
Реструктуризация галактики: Слияние сверхмассивных черных дыр может кардинально изменить форму и структуру всей галактики, влияя на распределение видимой и темной материи.
Симуляция слияния сверхмассивных черных дыр / © NASA
Изучение слияний сверхмассивных черных дыр имеет огромное значение для астрофизики:
Это позволяет проверить общую теорию относительности Эйнштейна в экстремальных условиях.
Помогает понять процессы формирования и эволюции галактик.
Дает ключи к разгадке тайн темной материи и темной энергии.
Открывает новые горизонты в изучении ранней Вселенной.
Исследования показывают, что галактика NGC 4656, известная как "Хоккейная клюшка", обрела свою необычную изогнутую форму в результате гравитационного взаимодействия с соседней галактикой NGC 4631 — их "космический танец" продолжался сотни миллионов лет.
При этом деформация — не единственное последствие этого взаимодействия. В изогнутых областях галактики наблюдается интенсивное звездообразование, создающее характерное голубое свечение молодых звезд, а общая протяженность этой космической "клюшки" составляет более 100 000 световых лет.
Объект находится на расстоянии около 30 миллионов световых лет от Земли.
Мы погружаемся в захватывающую теорию, которая может перевернуть наше понимание Вселенной! Мы исследуем гипотезу о втором Большом Взрыве, произошедшем в темном секторе космоса, который мог стать источником темной материи и гравитационных волн. Узнайте, как фазовый переход первого порядка в темной материи мог бы вызвать формирование этих невидимых и загадочных частиц, которые составляют большую часть нашего космоса. Мы также рассмотрим, как гравитационные волны, обнаруженные благодаря пульсарным массивам, могут стать ключом к разгадке этих тайных процессов. Понять, как темная материя и гравитационные волны могут быть связаны с формированием структуры Вселенной, станет важным шагом на пути к революционному открытию в астрофизике.
В центре этого массивного скопления находится около 500 галактик, погруженных в огромное облако темной материи. Общая масса скопления превышает квадриллион масс нашего Солнца, а расстояние до него составляет примерно четыре миллиарда световых лет.
© NASA
Синее свечение на снимке — это раскаленный до миллионов градусов межгалактический газ. Гравитация скопления настолько сильна, что искривляет пространство-время, действуя как гигантская космическая линза и усиливая свет далеких галактик на заднем плане.
