Белая дыра. Ли белые дыры существуют.

Белая дыра. Ли белые дыры существуют.

У моряков есть кракены и прочие морские чудища. У физиков есть белые дыры: космические творения, которые находятся где-то между былью и небылью. Их никто не наблюдал в реальном мире: они существуют , внимание, только в виде математических монстров. Однако новые исследования показывают, что если теория под названием петлевая квантовая гравитация окажется верной, белые дыры могут стать реальностью - возможно, мы уже наблюдаем их.

Грубо говоря, белая дыра - это противоположность черной дыры. Черная дыра, в свою очередь, - это место, куда можно попасть, но откуда нельзя выйти; белая дыра, соответственно, - это место, из которого можно выйти, но никогда нельзя вернуться. Физик калифорнийского технологического университета Шон Кэролл говорит: "Белая Дыра как Математически, так и Геометрически Является Точно Такой же, как и Черная". В частности, это сводится к двум основным аспектам: сингулярности, в которой масса сдавливается в точку с бесконечной плотностью, и горизонту событий, невидимой точке невозврата, впервые описанной математически немецким физиком Карлом шварцшильдом в 1916 году. Для черной дыры горизонт событий представляет собой точку одностороннего входа; для белой - только выхода.

Есть масса доказательств того, что черные дыры действительно существуют, и астрофизики примерно представляют, чем же они являются на самом деле. Чтобы представить, как могла образоваться белая дыра, нам нужно выйти из астрономической плоскости. Один из вариантов - вращающаяся черная дыра. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, вращение сворачивает сингулярность в кольцо, что в теории позволяет путешествовать через вращающуюся черную дыру и не быть уничтоженным. Уравнения общей теории относительности предполагают, что попавший в такую черную дыру может пройти через туннель пространства - времени (червоточину) и выйти из белой дыры, попав в совершенно другой регион пространства - времени.

Хотя математические решения для таких дыр существуют, "они не Реалистичны", говорит Эндрю Гамильтон, астрофизик из колорадского университета в боулдере. Дело в том, что они описывают вселенные, в которых содержатся только черные дыры, белые дыры и червоточины - без материи, радиации или энергии. Предыдущие исследования, включая Гамильтона, предполагают, что все, что попадает во вращающуюся черную дыру, грубо говоря, "Затыкает" червоточину, тем самым перекрывая выход в белую дыру.

Но в конце червоточины есть свет. Общая теория относительности, на основе которой Гамильтон делает свои прогнозы, ломается в сингулярности черной дыры. "Плотность Энергии и Кривизна Становятся Настолько Большими, что Классическая Гравитация Едва ли Может Описать то, что там Происходит", - говорит Стивен хсу, физик университета штата Мичиган в ист - лансинге. Возможно, более полная модель гравитации - которая хорошо работает в квантовых масштабах - смогла бы свести на нет нестабильность и дать ход белым дырам.

Единая теория, которая объединит гравитацию и квантовую механику, это святой грааль современной физики. Применив одну из таких теорий, петлевую квантовую гравитацию, к черным дырам, теоретики Хэл хаггард и Карло ровелл из экс - марсельского университета во Франции показали, что черные дыры могли бы превращаться в белые при определенных квантовых процессах.

Петлевая квантовая гравитация предполагает, что пространство - время состоит из фундаментальных строительных блоков, сформированных как петли. По мнению хаггарда и ровелли, конечный размер петель препятствует коллапсу умирающей звезды в точку с бесконечной плотностью, а вместо того превращает сжимающийся объект в белую дыру. Этот процесс занимает несколько тысячных долей секунды, но благодаря мощности участвующей в нем гравитации релятивистские эффекты позволяют наблюдать за трансформацией долгое время, если смотреть издалека. Таким образом, крошечные черные дыры, рожденные в юной вселенной, сейчас могли бы "Вспыхивать как Петарды", образуя белые дыры. Некоторые из таких взрывов, как полагают астрономы, привели к появлению не сверхновых, а белых дыр.

Превращение черной дыры в белую могло бы разрешить старую головоломку, известную как информационный парадокс черной дыры. Физики предают анафеме любого, кто считает, что информация может быть уничтожена, но общая теория относительности гласит, что все, включая информацию, падая в черную дыру, не может вернуться. Эти два заявления долгое время конфликтовали, пока Стивен хокинг 40 лет назад не показал, что черные дыры испаряются со временем. Идея того, что информация в черной дыре может пропадать навсегда, вызвала дискуссию, которая продолжается по сей день.

Но что, если черная дыра превращается в белую, а "вся Информация Восстанавливается", спрашивает хаггард? "Нас Очень Волнует Этот Механизм, Поскольку он Позволяет Решить Слишком Много Острых Вопросов".

Новая работа пока остается сырой и уж точно не дает стопроцентных гарантий на то, что петлевая квантовая гравитация точно опишет реальность. Единственное доказательство существования белых дыр мы можем получить только в лаборатории, а это практически невозможно. Но Кэролл говорит, что все в порядке. Лишь в том случае, если эти мифические космические существа смогут улучшить интуицию физиков, это может быть крайне полезным для развития науки.

Что будет если черная дыра столкнется с БЕЛОЙ дырой. Что такое черная дыра

Черная дыра – это то, что осталось после смерти звезды. Но не любой звезды, а только той, масса которой составляет не менее 1,4 от массы солнца. Именно масса звезды определяет, во что она превратиться после того, как сбросит оболочку. Итак, если масса звезды достаточно велика, она снимет с себя одежду и сожмется до точки. При этом в этой точке будет заключена колоссальная мощь. Таким образом, черная дыра представляет собой некую пространственно-временную область, в которой очень большая гравитация.

Черная дыра в космическом пространстве

Конечно, если предположить, что черные дыры вообще существуют. Многие ученые склонны полагать, что черные дыры – это фантазия физиков и астрономов, которые пытаются притянуть за уши несколько теорий, совершенно неработающих друг с другом. Черные дыры никак не вписываются в общую теорию относительности, хотя бы потому, что они находятся в состоянии, которое противоречит всем законам физики. Казалось бы, если противоречат – значит, их существование невозможно. Но нет, все объясняет сингулярность, которая позволила описать свойства черных дыр. Или она была придумана специально для корректировки теории относительности?

Астрономы повсеместно наблюдают за звездами и иными небесными телами, траектория которых проходит вблизи черных дыр. Имея сильное воздействие на эти объекты, черные дыры способны искривлять пространство и менять траекторию проходящих мимо звезд. При этом самих черных дыр увидеть в телескоп не получится. Черная дыра получила свое название благодаря тому, что ни одно вещество, даже свет не может ее покинуть. Поэтому при попытке обнаружить черную дыру мы будем смотреть на нее и ничего не увидим.

Хорошее объяснение доказать, что что-то реально когда на самом деле это не так, не правда ли? Но мы знаем, что черные дыры существуют. Чтобы понять принцип их взаимодействия с окружающим пространством достаточно представить себе мягкий матрац с имеющимся на нем шаром. Шар совершает вращательные движения и продавливает матрац под своим весом. Это проявление гравитации. Когда говорят о черной дыре, то имеют в виду искривление пространства и времени. Вмятины на матраце от шара будут настолько глубокими, что можно подумать, будто это чья-то нора. Именно поэтому черную дыру иногда называют кротовой норой, предполагая, что она может вести в определенный пункт.

Белая дыра в центре Земли. Ученые: Земля находится внутри черной дыры с выходом в белую

Американский физик Никодим Поплавский уточнил свою теорию о том, что мы живем внутри черной дыры.

Американский физик-теоретик Никодем Поплавски из Университета Индианы является отцом теоретической модели, в которой наша Вселенная находится внутри гигантской Черной дыры, расположенной в супер-пра-Вселенной. Эту идею он презентовал еще год назад, а теперь значительно расширил, пишут Аргументы.ру.

В модели Поплавски за постулат взято предположение, что черные дыры – это входы в кротовые норы Эйнштейна — Розена, то есть туннели, соединяющие разные участки четырехмерного пространства-времени. Модель показывает, что при таких иебуюшжш начальных условиях, черная дыра соединена другим концом туннеля с Белой дырой, собственным антиподом, то есть таким объектом. В который попасть невозможно. Внутри кротовой норы наблюдается, согласно выводам, вытекающим из модели Поплавски, явление постоянного расширения.

Теперь он сделал вывод, что вся наша Вселенная есть не что иное, как внутренность туннеля, соединяющего Черную и Белую дыры. Данная модель объясняет целый ряд проблем современной космологии – темную энергию, темную материю, квантовые эффекты при анализе гравитации в космических масштабах.

Автор теории использует для создания модели специальный математический аппарат – теорию кручения, в которой пространство-время предстает в виде единого луча, который закручивается в соответствии с гравитационным искривлением пространства-времени, обнаруживаемым нашими несовершенными средствами наблюдений. Поэтому каждый видит только то, что ему доступно – букашке, ползущей по летящему воздушному шарику, он кажется плоским и бесконечным. Поэтому и закручивание гибкого пространства-времени обнаружить не так просто, особенно если вы живёте внутри этого пространства-времени.

Конечно, такая модель предполагает, что каждая черная дыра нашей Вселенной является сама по себе другой вселенной — точнее, воротами в неё. Не совсем ясен статус испарившихся черных: что там случилось с их вселенными? Ещё менее ясно, что же там, в пра-Вселенной, и сколько же «слоёв», как называет их Никодем Поплавски, имеет пра-пра-n-раз-пра-Вселенная, в которой находится черная дыра, в которой находится n-1-раз-пра-Вселенная, уточняет «Компьюлента».

Как же мы можем подтвердить такую теорию? Поплавски считает, что способ есть. Все звезды и черные дыры в нашей Вселенной вращаются. Логично предположить, что так же дело обстоит в пра-Вселенной (правселенных). Значит, вся наша Вселенная должна иметь параметры вращения черной дыры, в которой она находится. Часть спиральных галактик при этом должна быть закручена влево, а часть (пространственно противоположная) — вправо. По данным современных наблюдений, включающим обзор более чем 15 тыс. галактик, в одном «полушарии» нашей Вселенной бóльшая часть спиральных галактик действительно закручена в одну сторону («левши»), а в противоположной части наблюдаемой Вселенной дело обстоит наоборот: численно доминируют галактики-«правши».

Чёрная дыра звёздной массы. Черная дыра звездной массы впервые обнаружена по ее гравитационному притяжению

Открытие является важным для понимания процессов формирования шаровых скоплений, эволюции черных дыр и двойных систем, а также источников гравитационных волн.

Используя приемник MUSE, смонтированный на Очень Большом Телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), международная команда астрономов обнаружила в звездном скоплении NGC 3201 в созвездии Парусов звезду с очень странным поведением. Оказалось, что она вращается вокруг невидимой черной дыры, превосходящей по массе Солнце примерно в четыре раза. Это первый случай регистрации неактивной черной дыры звездной массы в шаровом скоплении и первое прямое обнаружение черной дыры по ее гравитационному притяжению. Результаты исследования представлены в  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Шаровые звездные скопления представляют собой гигантские семейства из десятков и сотен тысяч звезд, расположенные на окраинах большинства галактик. Они возникли в начальную эпоху образования и эволюции галактик и поэтому являются одними из самых старых звездных систем во Вселенной.  На данный момент в Млечном Пути известно более 150 таких объектов.

Одно из таких скоплений, NGC 3201, было подробно исследовано с приемником MUSE, который способен одновременно измерять движения тысяч далеких звезд. В полученных данных команда астрономов обнаружила очень странную звезду – она колеблется со скоростью в несколько сотен тысяч километров в час, двигаясь то вперед, то назад с периодом в 167 земных дней.

Шаровое звездное скопление NGC 3201 глазами космического телескопа «Hubble». Звезда, обращающаяся вокруг черной дыры, отмечена синим кругом. Credit: ESA/NASA

Измерив движения звезды, захваченной мощным гравитационным притяжением, астрономы смогли оценить ее массу, которая оказалась равной примерно 0,8 солнечных, а также массу таинственного компаньона, составившую 4,36 солнечных. Полученные результаты согласуются с предположением, что вторым членом системы является черная дыра.

«До недавнего времени предполагалось, что почти все черные дыры должны были за короткое время исчезнуть из шаровых скоплений и, следовательно, таких систем, как обнаруженная нами, вообще не должно быть! Теперь ясно, что это не так. Наше открытие — первая прямая регистрация гравитационного притяжения черной дыры звездной массы в шаровом скоплении. Это очень важно для понимания процессов формирования шаровых скоплений, эволюции черных дыр и двойных систем, и особенно источников гравитационных волн», – рассказывает Бенжамин Гизерс, ведущий автор исследования из Университета Георга-Августа (Германия).

Недавние обнаружения в шаровых скоплениях источников радиоволн и рентгеновского излучения, а также регистрация в 2016 году гравитационно-волновых сигналов, порожденных слиянием двух черных дыр звездных масс, свидетельствуют о том, что эти сравнительно небольшие черные дыры, возможно, встречаются в шаровых скоплениях чаще, чем считалось ранее.

Взрыв черной дыры. 6 удивительных фактов о чёрных дырах

Чёрные дыры, пожалуй, одно из самых удивительных и пугающих явлений в нашей Вселенной. Они возникают, когда термоядерное топливо в звёздах огромной массы полностью выгорает и реакция прекращается. Звёзды начинают остывать, что приводит к уменьшению внутреннего давления и сжатию тела под действием гравитации, а потом этот объект начинает притягивать и другие объекты, помельче. Эксперты полагают, что с чёрными дырами связано множество самых поразительных эффектов и явлений, многие из которых мы даже не можем себе вообразить.

Сила гравитации внутри чёрной дыры настолько велика, что оттуда не может вырваться даже свет, следовательно, дыра должна быть вообще неразличима на небе. Но не стоит забывать, что кроме «горизонта событий», границы, после пересечения которой свет вырваться обратно уже не может, вокруг есть ещё много непоглощённых объектов. Когда вращающаяся чёрная дыра поглощает облако межзвездного газа, вещество приближается к ней по спирали, закручиваясь, как вода, стекающая в сливное отверстие. И тогда эти объекты начинают светиться.

Загораются настоящие метеоры, потому что тонкий слой газа сжимается от резкого падения и неимоверно быстрого движения космических твёрдых тел и дополнительно нагревается от трения. Когда облако газа падает непосредственно в чёрную дыру, все частицы сжимаются и несутся к её центру, всё больше нагреваясь за счёт трения. Частицы становятся настолько горячими, что не просто светятся ярким белым светом: они уже излучают в рентгеновском диапазоне, и 10% от их массы преобразуется в чистую энергию. Для сравнения: при взрыве боеголовки только 0,5% от их её массы конвертируется в энергию. Понимаете? Чёрная дыра — это область, при попадании в которую даже мельчайших частиц выделяется в 20 раз больше энергии, чем при ядерном взрыве.

Чёрные дыры могут светиться настолько ярко, что побеждают собственную гравитацию. Сверхмассивная чёрная дыра может достигать предела Эддингтона, когда сила непрерывного излучения побеждает непреодолимое притяжение. Излучение становится настолько интенсивным, что возникает настоящий звёздный ветер, за счёт чего часть притягивающего материала отталкивается. Да-да: свет может быть настолько интенсивным, что вытолкнет себя даже из чёрной дыры.

2. Чёрные дыры породили галактические взрывы в нашей галактике

Чёрные дыры создают самое мощное гравитационное ускорение. Кроме того, они — самые тяжёлые объекты во Вселенной. Соедините одно с другим — и получите мощнейший взрыв. Кстати, такое уже случалось, и не где-нибудь, а в нашей галактике.

Благодаря этим двум космическим взрывам в пространство устремилось колоссальное количество «пузырей», состоящих из частиц с высоким зарядом энергии. Средняя величина такого «пузыря» — 25 000 световых лет в поперечнике. Пройдя через середину галактики, они стали больше похожи на «чешуйку», то есть, приобрели плоскую форму. Сейчас эти пузыри видны в большей части известного нам космоса и, вероятно, расширяются в течение уже миллионов лет.

Учёные полагают, что это космическое светопреставление было вызвано столкновением карликовой галактики с нашим Млечным Путём. В этот момент её центральная чёрная дыра столкнулась с нашим Стрельцом, А и была частично поглощена вместе, впрочем, со всей галактикой. Правда, прежде чем быть окончательно «съеденной» местным сверхгигантом, чёрная дыра могла по спирали промчаться через нашу галактику. Сейчас учёные ищут последствия этого столкновения — например, звёзды, вытолкнутые с нормальных орбит, или любые другие следы происшедшего.

3. Во Вселенной есть миллионы чёрных дыр

Вышеупомянутые яркие чёрные дыры также известны как активные ядра галактик и квазаров. Они не просто яркие объекты — они могут быть в тысячи раз ярче, чем все остальные объекты галактики вместе взятые, поскольку эти объекты являются для них потенциальной «пищей». Они настолько яркие, что раньше мы ошибочно принимали их за звёзды.

Маленькую чёрную дыру может снабжать массой соседняя звезда, пойманная гравитационным полем дыры, но ещё не разобранная на мельчайшие частицы, чтобы быть поглощённой своей дырой окончательно.

Светящиеся чёрные дыры чрезвычайно полезны при создании карты Вселенной, поскольку благодаря им на небольших участках пространства концентрируется огромная энергия, и такие энергетические выбросы позволяют создать так называемые пространственные маркеры. Разумеется, понять, что происходит за пределами видимого в наши телескопы космоса, мы не можем, и до недавнего времени предполагалось, что чёрные дыры — явление довольно редкое. Однако недавно выяснилось, что почти каждая галактика имеет в центре сверхмассивную чёрную дыру. Получается, что на сегодняшний день нам известно 25 млн чёрных дыр.

4. Считается, что чёрные дыры постоянно испускают антиматерию

В 1974-м году Стивен Хокинг описал гипотетический процесс испускания разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов, чёрной дырой. Процесс получил название «излучение Хокинга».

Идея в том, что Вселенная постоянно порождает пары вида «частица-античастица». Они получают энергию для существования и сразу же аннигилируют друг с другом в результате взрыва гамма-излучения, которое возвращает энергию обратно. Весь процесс происходит настолько быстро, что принцип неопределенности Гейзенберга не может его учитывать.

Но если эти виртуальные пары частица-античастица возникают на краю горизонта событий, то одна из них поглощается чёрной дырой, а другая может продолжать свободно существовать. Излучение Хокинга подразумевает, что горизонт событий состоит из смеси 50/50 материи и антиматерии, что, согласитесь, добавляет Вселенной некоторой взрывной красоты. Теория звучала бы как бред, если бы не была создана одним из умнейших людей на планете: Стивен Хокинг продолжает работать над обнаружением этих частиц и подтверждением своей гипотезы.

5. Мы предполагаем, что чёрные дыры могут взрываться

По закону сохранения энергии за всё рано или поздно приходится платить, даже если «должником» является чёрная дыра, которая должна как-то компенсировать получаемую извне энергию. Для больших чёрных дыр это не проблема: излучение Хокинга слишком незначительно по сравнению с поглощаемым ими количеством космического вещества. А вот малые чёрные дыры вполне могут излучать энергии больше, чем потребляют.

Если же чёрная дыра потребляет меньше материи, чем испускает, это в конечном счёте может означать её гибель: в итоге она просто взорвётся. Но не волнуйтесь — такая чёрная дыра слишком мала, чтобы её взрыв мог нанести галактике серьёзный ущерб.

6. Чёрные дыры выбрасывают межгалактические лучи смерти

Все знают, что чёрные дыры поглощают любое вещество, попадающее в их гравитационное поле. Однако мало кому известно, что они могут ещё и испускать гигантские лучи энергии, похожие на выстрел из космической пушки. Эта струя энергии размером сопоставима с галактикой M 87 — одной из крупнейших и ближайших галактик к нам. То есть, такой луч — это струя плазмы длиной 5 000 световых лет.

В то время как чёрная дыра поглощает вещество, она также выстреливает поляризованными протонными пучками со скоростью, близкой скорости света. Причины явления пока находятся на стадии изучения, но уже известно, что процесс осуществляется с помощью поворотного электромагнетизма и звёздной гидродинамики, что способствует «пробиванию» отверстий в ткани пространства-времени.

На фотографии вы видите парную галактику 3C321, откуда вырывается плазменный луч. В левой нижней галактике розового цвета чёрная дыра в центре расположена таким образом, что струя из неё попадает в синий радиоволновой спектр. Это означает, что космические гамма-лучи, рентгеновские лучи и релятивистские частицы отбросило на расстояние 20 000 световых лет от галактик. Розово-синее яркое пятно — это место, где струя нанесла галактике крупный ущерб, уничтожив на своём пути те планеты и звёзды, которые могли там находиться.

Эту чёрную дыру называют «Звездой смерти» потому что, даже если вы учёный, привыкший относиться к звёздным взрывам как к рядовым событиям, когда такое происходит в реальности, а не в фантастическом фильме, то поражает воображение намного больше.

Видео ЧТО ТАКОЕ БЕЛАЯ ДЫРА?

Черная дыра. Чем на самом деле являются чёрные дыры

Лаконичное объяснение феномена звучит так. Чёрная дыр — это пространственно-временная область, чье гравитационное притяжение настолько велико, что её не может покинуть ни один объект, в том числе световые кванты.

Когда-то чёрная дыра была массивной звёздой. Пока термоядерные реакции поддерживают в её недрах высокое давление, всё остаётся в норме. Но со временем запас энергии истощается и небесное тело, под действием собственной гравитации, начинает сжиматься. Завершающий этап этого процесса — схлопывание звездного ядра и образование чёрной дыры.

• 1. Выбрасывание черной дырой струи на высокой скорости
• 2. Диск материи перерастает в чёрную дыру
• 3. Чёрная дыра
• 4. Детальная схема региона чёрной дыры
• 5. Размер найденных новых наблюдений

Самая распространённая теория гласит, что подобные феномены есть в каждой галактике, в том числе и в центре нашего Млечного пути. Огромная сила притяжения дыры способна удерживать вокруг себя несколько галактик, не давая им удаляться друг от друга. «Площадь покрытия» может быть разной, всё зависит от массы звёзды, которая превратилась в чёрную дыру, и может составлять тысячи световых лет.