Обсуждаем недавние идеи Лиоры Шамира о распределенном генераторе галактик, и как они согласуются с Фундаментальной теорией плотности (FDT). Выясняется, почему черные дыры могут создавать новые вселенные, и как освещение космоса в их недрах меняет наше понимание. Раз беременность, как наблюдения JWST, подтверждают эти гипотезы и что это важно для будущих исследований в области астрономии и физики.
Черные дыры могут быть не просто останками звезд! В этом видео мы разберем три гипотезы: дефекты пространства-времени, возникающие из-за космических струн, сверхплотные сгустки темной материи и объекты, рождающиеся из флуктуаций квантового вакуума. Как эти теории меняют наше представление о Вселенной? Какие наблюдения подтверждают или опровергают их? Поговорим о гравитационном линзировании, квантовых эффектах и возможных научных прорывах!
В этом видео мы объединяем три захватывающие темы: природу квазаров как самых ярких маяков Вселенной, сверхмассивные черные дыры, питающие их энергию, и их влияние на формирование и эволюцию галактик. Вы узнаете, как квазары — одни из самых мощных источников энергии во Вселенной — излучают свет, превышающий светимость триллиона Солнц. Мы расскажем об истории их открытия, уникальной анатомии и том, как сверхмассивные черные дыры превращают аккреционные диски в гигантские космические электростанции. Затем мы углубимся в загадочный мир сверхмассивных черных дыр, скрывающихся в центрах галактик. Узнаем, как они формируются, каким образом их мощные релятивистские струи пронизывают космос и как они связаны с эволюцией галактик. Наконец, мы рассмотрим роль квазаров в формировании Вселенной. Как их активность в ранние эпохи определяла будущее галактик? Как они влияют на звездообразование и распределение материи? Эти вопросы остаются ключевыми для понимания нашей космической истории.
В 2019 году команда ученых из Университета Кагосимы в Японии, возглавляемая астрофизиком Кэйити Вада, представила революционную гипотезу: планеты могут формироваться и существовать не только вокруг звезд, но и вокруг сверхмассивных черных дыр.
Вид сверхмассивной черной дыры с поверхности бланеты в представлении художника / © x.com/FarLife1
Эти гипотетические объекты получили название "бланеты" — от английских слов "black hole" (черная дыра) и "planet" (планета). Возможность их существования бросает вызов традиционным представлениям о формировании планетных систем и открывает новые горизонты в понимании устройства Вселенной.
Концепция планет, обращающихся вокруг черных дыр, может показаться фантастической, но она имеет серьезные научные основания. Современные исследования показывают, что вокруг сверхмассивных черных дыр существуют все необходимые условия для формирования планет: достаточное количество материала в аккреционных дисках и стабильные орбиты на безопасном расстоянии от горизонта событий.
Черная дыра, вопреки распространенному заблуждению, не представляет собой гигантский пылесос, засасывающий все вокруг. Любая черная дыра обладает конечной массой, а значит у ее "гравитационных полномочий" есть предел. По этой причине вокруг черных дыр могут вращаться (и вращаются!) космические тела. Более того, орбиты вокруг черной дыры могут быть даже более стабильными, чем вокруг звезд, поскольку черные дыры не испытывают таких драматических изменений как звезды.
Главное отличие бланет от обычных планет — это источник освещения. Вместо света родительской звезды такой мир освещало бы свечение аккреционного диска черной дыры. На стабильной орбите гравитация на поверхности бланеты могла бы быть вполне комфортной для жизни, однако близость черной дыры создавала бы уникальные условия. Из-за релятивистских эффектов наблюдатель на поверхности бланеты видел бы сильно искаженное звездное небо, а свет бы причудливо изгибался из-за искривления пространства-времени.
Бланеты на орбите вокруг сверхмассивной черной дыры в представлении художника / © mungfali.com
Основной вопрос — откуда бланеты могут получать энергию? Главным и наиболее мощным источником энергии для них мог бы служить аккреционный диск черной дыры, представляющий собой гигантскую структуру из раскаленных газа и пыли, вращающихся вокруг черной дыры на огромных скоростях. При движении вещества в аккреционном диске выделяется колоссальное количество энергии - до 40% массы вещества превращается в излучение. Для сравнения: термоядерные реакции в звездах переводят в энергию менее 1% массы.
Дополнительным источником тепла могла бы служить внутренняя энергия самой бланеты — геотермальная активность, подобная той, что мы наблюдаем на Земле. Особенно если учесть, что приливные силы со стороны черной дыры могли бы усиливать эти процессы.
Вопрос о возможности существования жизни на бланетах особенно интересен с научной точки зрения. Если такая жизнь существует, она должна обладать уникальными адаптациями к специфическим условиям своей среды.
Главным вызовом для жизни стало бы излучение от аккреционного диска черной дыры. На Земле от подобного — но несоизмеримо менее интенсивного — излучения нас защищают:
Магнитное поле планеты, отклоняющее заряженные частицы;
Атмосфера, поглощающая большую часть вредного излучения;
Озоновый слой, блокирующий ультрафиолет.
В Японии есть даже тематический напиток / © x.com/jmz
Бланетам понадобились бы схожие защитные механизмы, но более мощные. Мы знаем, что некоторые земные организмы, например, тихоходки или бактерии Deinococcus radiodurans, способны выживать при очень высоких дозах радиации. На бланетах могли бы появиться организмы с еще более эффективными механизмами защиты.
Земная жизнь научилась использовать солнечный свет через фотосинтез. Аналогично, организмы на бланетах теоретически могли бы развить механизмы улавливания и преобразования излучения аккреционного диска. Это могло бы быть что-то похожее на фотосинтез, но адаптированное к другому спектру излучения.
Из-за особенностей орбитального движения вокруг черной дыры, смена дня и ночи на бланете могла бы существенно отличаться от земной. Это потребовало бы от живых организмов иных циклов активности и отдыха, возможно, более длительных или, наоборот, более коротких, чем у обитателей Земли.
На сегодняшний день бланеты остаются гипотетическими объектами, но изучение этой возможности имеет важное научное значение. Исследование условий формирования и существования планет в экстремальных условиях помогает нам лучше понять фундаментальные принципы планетообразования и пределы условий, в которых возможно существование материи в планетарной форме. Эти знания могут быть применены не только к гипотетическим бланетам, но и к изучению экзопланет в необычных звездных системах. В будущем, с развитием наблюдательных технологий, астрономы смогут проверить эту гипотезу и, возможно, обнаружить первые свидетельства существования планет у сверхмассивных черных дыр.
Как могли сформироваться сверхмассивные черные дыры, которые весят миллиарды солнечных масс? Этот вопрос остаётся одной из самых захватывающих загадок космоса. Многие из этих гигантских объектов появились, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет, и учёные до сих пор пытаются разгадать тайны их стремительного роста. Мы поговорим о роли звёздных скоплений в этом процессе и о том, как хаотические слияния скоплений и галактик могли ускорять образование космических монстров. Узнаем, как первые лучи света, испускаемые звёздами, изменили ход событий, и почему телескоп Джеймса Уэбба стал революционным инструментом в поиске ответов. Существует множество гипотез: от пожирания огромных количеств вещества до экзотических процессов в ранней Вселенной. В этом видео мы погрузимся в самые горячие научные дебаты, чтобы приоткрыть завесу над историей Вселенной, в которой хаос породил порядок.
На расстоянии 53,5 миллиона световых лет от Земли расположена сверхгигантская эллиптическая галактика M 87 (Messier 87). При диаметре в 132 000 световых лет M 87 является домом для более чем триллиона звезд! Для сравнения, диаметр Млечного Пути около 100 000 световых лет, а количество звезд, проживающих в нашей Галактике, составляет от 200 до 400 миллиардов.
Космическая рентгеновская обсерватория NASA "Чандра", наблюдая за этим космическим гигантом в июле 2000 года, показала нам нечто поистине впечатляющее.
Галактика M 87 "глазами" космического телескопа NASA "Чандра" / © NASA/CXC/W. Forman et al.
В центре изображения виден яркий "столб" — это гигантская струя (джет) раскаленного газа с температурой в миллионы градусов Цельсия. Ее длина поражает воображение — более 50 000 световых лет.
Источником этого космического фейерверка служит сверхмассивная черная дыра в центре M 87. Она выделяется среди своих "сородичей" необычайной активностью, вызванной обилием окружающей материи. Именно эта особенность сделала ее идеальной целью для исторического события — получения первого в истории человечества изображения тени черной дыры в 2019 году.
Тень сверхмассивной черной дыры, скрывающейся в сердце M 87 / © EHT
Этот революционный снимок был сделан с помощью уникального инструмента — телескопа Event Horizon Telescope (EHT). По сути, это целая сеть радиотелескопов по всей планете, работающих как единый инструмент размером с Землю. Результат их работы — оранжево-желтое кольцо света вокруг темного центра — подтвердил существование черных дыр, превратив их из теоретических объектов Эйнштейна в доказанную реальность. Темный силуэт в центре — тень черной дыры, окруженная ярким кольцом света от раскаленной материи, вращающейся вокруг нее на околосветовых скоростях.
Интересно, что такое буйное поведение характерно и для некоторых других сверхмассивных черных дыр в крупных галактиках, например, в Персее A.
Персей A (NGC 1275) — сверхгигантская эллиптическая галактика с "прожорливой" сверхмассивной черной дырой в центре, наблюдаемая "Чандрой" / © NASA/CXC/IoA/A.Fabian et al.
Эти гравитационные монстры своими вспышками не только демонстрируют собственный рост, но и рассказывают об эволюции своих галактик (ранее было установлено, что сверхмассивные черные дыры формируют химический состав своих галактик).
Жителям Земли невероятно повезло — сверхмассивная черная дыра Стрелец A*, скрывающаяся в центре Млечного Пути, отличается спокойным характером. Возможно, именно это спокойствие позволило развиться жизни в нашей Галактике.
На этих кадрах запечатлено движение звезд вокруг центральной черной дыры нашей галактики в течение 20 лет.
Примечательно, как растягиваются звезды по мере приближения к черной дыре.
