クーパーが有名な映画の主人公のとき“Interstellar”, crosses the horizon of the events of the black hole and falls into the four -dimensional space, then ̶Z̶A̶P̶R̶E̶E̶E̶T̶ ̶V̶ ̶K̶NAHAHAH̶E̶ ̶C̶O̶y̶y̶y̶ ̶d̶h̶hr̶r̶y̶y̶y̶y̶y̶y̶y̶y̶ -Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶ Р̶Р̶しかし、これらの宇宙モンスターの中で実際に何が起こっているのでしょうか?一般相対性理論 (GR) は、事象の地平線の背後に特異点があると述べています。これは、空間と時間が圧縮されていることを意味します。正式には、特異点とはブラック ホールを形成する物質が崩壊した点であり、私たちが知っている物理法則はそこでは機能しません。ただし、科学者は他の選択肢を排除しません。たとえば、スティーブン・ホーキングは、ブラックホールが他の宇宙へのポータルになる可能性を排除しませんでした.しかし、誰もそこにたどり着けない場合、どうやって中に何が入っているかを知ることができますか?この疑問に対する答えは、重力波とコンピューター シミュレーションによって示されます。
超大質量ブラックホールの衝突など、宇宙には多くの宇宙大災害があります
内容
- 1 特異点と「帰還不能点」とは?
- 2 ブラックホールとコンピューターモデル
- 3 ブラックホールのシミュレーション
- 4 特異点をどう説明する？
特異点と「帰還不能点」とは？
2015 年、LARGO および VIRGO 研究所の科学者2つのブラックホールの衝突の結果として重力波が検出されたと報告しました。その瞬間まで、ブラック ホールは仮説上の物体と見なされ、アインシュタインでさえ、その存在を証明する能力を信じていませんでした (重力波についても同じことが言えます)。しかし、時は 2023 年で、人類は重力波だけでなく、2 つのブラック ホールの事象の地平線の画像も「ポケットに」入れています。
それを思い出してください ブラックホール 重力が非常に大きいため、それらに吸収されたすべての物質が永遠に消えてしまう時空のオブジェクトです。私たちはこれを知っています 事象の地平線 - これらの宇宙モンスターの発光リング。物質は、いわゆるノーリターン点を超えると、永遠にブラック ホールの囚人になります。
ブラック ホールの外側の円は事象の地平線と呼ばれ、宇宙怪獣の中心には特異点があります。
事象の地平線がどのように見えるか2019 年の春、画像「射手座 A * - 地球から 5,400 万光年の距離にある銀河メシエ 87 の中心天体。次に投稿した画像
2022 年 5 月に、天の川の中心にあるブラック ホールのスナップショットが撮影されました。
近年の発見の記憶をリフレッシュして、忘れないようにしましょう 特異点 - 事象の地平線を越えて位置するブラック ホールの中心領域。無限の密度を持つブラックホールの質量がここに集中していると考えられていますが、 そこで正確に何が起こるかは不明です。
ブラックホールとコンピューターモデル
しかし、に戻る 重力波 - 時空の「波紋」宇宙の大惨事 - 中性子星またはブラック ホールの衝突の結果として波のように伝播します。物体の質量と速度が大きいほど、重力波の変動は大きくなります。
再び重力波を検出はアインシュタインの一般相対性理論を確認し、それからの年月で約100個の合体ブラックホールが発見されました。現在、コロンビア大学のラム・ホイ教授が率いる 14 人の科学者チームの研究のおかげで、宇宙の大惨事のシミュレーションにより、衝突中のブラック ホールの構造をより深く理解する道が開かれました。
中性子星やブラックホールなどの大質量天体が衝突すると、時空を揺るがす重力波が発生します。
重力波の発見については、ここで詳しく説明しました。お見逃しなく。
Physical誌に掲載された論文でReview Letters で、チームは、モデルに非線形相互作用を含めることにより、重力波によって放出される信号をモデル化する洗練された方法について説明しています。以前は、重力波モデルには線形相互作用のみが含まれていました。これはうまく機能しますが、観測可能な宇宙物体のさまざまな挙動を考慮していません。新しい研究では、モデルが 10% 改善されています (これはかなりの量です)。
これは、重力波を検出し、宇宙の隅々で観測される重力と現象を理解するための次のステップに備えるための大きな一歩である、と科学論文の著者は書いています。
説明のためのモデルの非線形性に注意してください。重力波は海の波と比較することができます。静かに上昇および下降する波は線形方程式で記述されますが、大きな波と砕ける波は非線形方程式で記述されます。後者は、空気中に含まれる水滴を含む、波の中の水の動きを示しています。
ブラックホールが星を飲み込む過程はこちら
新しいメソッドは、何についてのヒントも提供します。ブラック ホールの内部で発生し、極端な天体物理的条件下での重力を説明します。 「真相を突き止めようと、探偵のように時空の波紋を眺める。そして、これは彼らの神秘的な性質について可能な限り学ぶための最良の方法です」と科学的研究の14人の著者の一人は言いました.
参照: デスクトップ重力波検出器が奇妙な新しい信号をキャッチ
ブラックホールシミュレーション
この研究は非常に役に立ちました。COVID-19 のパンデミックにより 2020 年に閉鎖された LIGO 天文台は、3 月に再開されます。今後数年間でいくつかの大型重力波検出器がデータを収集することが期待されており、より優れたコンピューターモデルが新しい発見につながる可能性があります。
改善されたコンピュータ モデルにより、評価が可能になります。ブラック ホールの時空構造とその内容。これらの宇宙モンスターの衝突と合体から生じる音を「聞く」。将来的には、これらのモデルが役立つことが期待されています。 ブラックホールの内部構造図 そして、そこにあるものはどうなりますか。
このモデルは、新しい方法を使用して、衝突時にブラック ホールから放出される波を分析します。
非線形の相互作用は、箱を振って、その中身を知らせる音を出すことにたとえることができます。この場合 揺れる は 2 つのブラック ホールの衝突であり、 音 その過程で放出される重力波です。専門家は、その結果、宇宙の最も遠い隅でさらに多くの宇宙の大災害を検出できるようになると予想しています。
トピックの詳細: いくつかのブラック ホールの衝突について奇妙なことは何ですか?そして、重力波はどうですか？
コンピューターの改善に関するさらなる作業モデルは、重力波の検出の次の段階と、自然の最も重要な (そして神秘的な) 力、つまり無限の宇宙の広大さにおける重力とその挙動の研究に備えるための大きな一歩です。しかし、コンピュータ モデリングは、この膨大な作業のほんの一部にすぎません。
特異点をどう説明する？
ブラックホール缶の中身の謎に光を当てる 暗黒エネルギー 宇宙を膨張させる力速度はますます速くなっています (これは一般相対性理論に一瞬矛盾します)。ブラック ホールの構造を理解するための鍵は暗黒エネルギーに関連していると、科学者が巨大な楕円銀河内のブラック ホールの質量を測定した新しい研究の結果は述べています。
そのような銀河での星の形成は通常停止し、「構築」材料が壊滅的に不足しています。だということだ そのような銀河の中心にあるブラックホールは吸収するものを何も持っていません、つまり、これらのオブジェクトは質量を増やすことができません-専門家は説明します。
ブラックホールの中心には特異点があります。上部と下部のポイントは事象の地平線であり、周囲のすべてを吸収し、ブラック ホールの外に物質を放出しません。
一度に2つの研究結果が示すようにAstrophysical Journal と Astrophysical Journal Letters に掲載されたハワイ大学の物理学者は、星が形成されていない遠方の楕円銀河で、超大質量ブラック ホールが成長し続けていることを明らかにしました。さらに、これらの謎の物体は、宇宙の膨張とほぼ同じ速度で質量を増していました。 「これは、ブラック ホールが暗黒エネルギーの生成に役割を果たす可能性があることを示唆しています」と記事は述べています。
お見逃しなく：重力波は宇宙論の危機を解決できますか？
私たちの現在の理解では、ブラック ホールの中心は、過剰な重力によって既知の物理法則が崩れるポイントです。同時に、特異点 数学的に不可能。
「ブラック ホール内部の物理現象が異常になると、その質量が宇宙全体の膨張に関連付けられるようになります」と研究者は報告しています。
一部の物理学者は、ブラック ホールが、宇宙の膨張の原因であると考えられている謎の暗黒エネルギーの源であると信じています。
多くの物理学者はまた、ブラック ホールの中心には特異点ではなく、いわゆる 真空エネルギー - 神秘的な闇の可能な形態の1つエネルギー。それでも、物理学者が暗黒エネルギーの謎を解き明かし、ブラックホールの中身を知っていると主張することは不可能です.しかし、最新のコンピューター モデルを使用し、さらなる観測とデータ収集を行うことで、私たちが住んでいる世界と宇宙に関する多くの基本的な疑問に答えることができます。
この記事では、ブラック ホールが空間と時間を移動するためのポータルになる可能性があるかどうかについて説明しました。お見逃しなく!
ブラックホールの中には何が入っていると思いますか?それらは他の世界へのポータルである可能性がありますか、それとも神秘的な暗黒エネルギーの源ですか?いつものように、Telegram チャットとこの記事へのコメントで答えを待っています!
