Как опознать черную дыру

Предложен метод отличить черные дыры от вторых объектов с сильным гравитационным полем.

На данный момент астрофизики уверены в существовании в космосе весьма плотных космических объектов с сильным гравитационным полем, каковые принято именовать черными дырами. Не обращая внимания на то, что конкретно астрологи их заметить пока не смогли, они нашли множество объектов, каковые вполне возможно являются черными дырами. Это сверхмассивные образования в центрах галактик, среди них и отечественной Галактики, и компоненты некоторых двойных звездных совокупностей.

Художественное изображение черной дыры (Wikipedia.org).

Но вопрос о том являются ли эти черные дыры как раз теми, существование которых предсказано теорией гравитации Альберта Эйнштейна, остается до сих пор открытым. Черные дыры из теории Эйнштейна владеют горизонтом событий, владеющим очень экзотическими особенностями. В физическом смысле – это граница, на которой вторая космическая скорость делается равной скорости света.

Это мельчайшая скорость, нужная чтобы покинуть космическое тело, уйти с замкнутой орбиты около него. Радиус данной границы носит имя Шварцшильда. Все, что расположено на меньшем расстоянии от черной дыры, среди них и свет, уже не сможет вырваться обратно.

Особенность горизонта событий в том, что время в том месте должно замедляется так, что процесс падения любого объекта на черную дыру будет продолжаться вечно. Процесс образования черных дыр в следствии гравитационного сжатия (коллапса) внешний наблюдатель будет замечать всегда.

Но множество астрофизиков считает, что, по крайней мере, кое-какие объекты не дотягивают до статуса черных дыр. Они компактны, но их размер больше радиуса Шварцшильда, и горизонта событий у них нет. Но по замечаемому внешнему гравитационному действию такие объекты фактически неотличимы от хороших черных дыр.

Учёные из МФТИ, ИТЭФ и НИУ ВШЭ придумали метод отличить эйнштейновские черные дыры от легко компактных массивных объектов. Его описанию посвящена статья, размещённая в издании Physical Review D.

В ней исследователи вывели аналитические выражения для вероятных значений энергии (энергетического спектра) частиц вблизи исследуемых объектов. Оказалось, что около поверхности сверхкомпактной звезды, радиус которой чуть больше радиуса Шварцшильда, имеется «потенциальная яма» – область пространства, где частицы попадают в гравитационную «ловушку».

Задача в этом случае делается подобной известной задаче квантовой механики по нахождению энергетического спектра частиц в потенциальной яме. Данный спектр оказывается дискретным, другими словами в нем кроме разрешенных значений энергии имеется и запрещенные значения энергии, которыми не смогут владеть частицы. Иначе говоря ловушка не производит частицы определенных энергий, и в спектре появляется «безлюдное место».

При же чёрной дыры вблизи горизонта событий имеет место вечный коллапс (гравитационное сжатие), и постоянная потенциальная яма не образуется, ее граница непрерывно «удирает». В следствии энергетический спектр частиц выясняется целым.

Так, для опознания черных дыр исследователи внесли предложение изучить пучок частиц, рассеянный на объекте. В случае если в этом спектре нет дискретных уровней, то это чёрная дыра, а вдруг имеется — то это легко компактный объект.

Сейчас физики проделали работу лишь для бесспиновых частиц, но имеется основания считать, что кроме этого будет вести себя и спектр других типов частиц. Это до тех пор пока только исследование, и у астрофизиков на данный момент нет средств замечать спектры частиц в окрестностях вероятных черных дыр, но принципиально важно, что предложен принципиально вероятный способ их опознания.
По данным МФТИ

Создатель: Источник и

Алексей: nkj.ru

Случайные записи:

• Эпоха викингов началась в дании
• Плутон раскрывает секреты

Что Такое Черная Дыра?

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Песня чёрной дыры

  Неестественная чёрная дыра симулирует излучение Хокинга посредством звуковых частиц. Чёрные дыры – сердца спиральных галактик – постоянно интригуют…

• Образуются ли фракталы на «поверхности» чёрной дыры?

  Моделирование показывает на то, что в теории горизонт событий чёрной дыры может быстро расширить собственную площадь — чуть ли не до бесконечности. А вот…

• Что находится в центре черных дыр?

  Образуемые в следствии взрыва массивных звезд, черные дыры – это огромные скважины в ткани пространство-время, причем они такие глубокие, что кроме того…

• Черных дыр несуществует?

  Черные дыры — термин, придуманный во второй половине 60-ых годов XX века американским физиком-теоретиком Джоном Уилером. Так он назвал область в…