Главная Общество Наука

Черные дыры могут содержать совершенную жидкость

Черные дыры - это самые экстремальные и загадочные объекты во Вселенной, они то и дело удивляют ученых. Теперь американские и канадские исследователи выяснили, что материал, содержащийся в черных дырах, можно уподобить "совершенной жидкости" с ультранизкой вязкостью - то есть с вязкостью, в 400 раз меньшей, чем у привычной нам всем воды. При этом температура внутри черной дыры соответствует 2 триллионам градусов Цельсия - при такой экстремальной температуре обычное вещество полностью разрушается и превращается в "суп" из субатомных частиц.

С точки зрения тех, кто обитает в трех пространственных измерениях (то есть нас с вами), это состояние вещества близко к тому, что представляла собой когда-то кварк-глюонная плазма, сверхгорячая материя, которая существовала только в самые первые мельчайшие доли секунды после Большого взрыва (что послужил началом нашей Вселенной), и подобие которой можно, вероятно, получить только на самых мощных современных ускорителях.

Конечно, нужно оговориться, что речь дальше пойдет о черных дырах, рассматриваемых с точки зрения так называемой теории суперструн (в теории суперструн (струнной теории, string theory) элементарные частицы описываются не в виде точечных сущностей, а в виде маленьких одномерных объектов, называемых струнами), где у пространства-времени имеются как минимум 10 измерений, часть из которых являются "свернутыми" (свернутые в своеобразные крошечные сферы измерения - речь о так называемой "компактификации" - как раз и препятствуют парообразованию в сверхразогретой жидкости). Проявить себя теория суперструн может только в случае экстремально малых расстояний и при очень высоких энергиях. В противном случае рассуждать о состоянии "внутренностей" той физической сингулярности, что представляет собой черная дыра, просто некорректно.

Дам Танх Сон (Dam Thanh Son) из американского Института теоретической ядерной физики (Institute for Nuclear Theory) при Университете имени Вашингтона (University of Washington), который вместе с двумя своими коллегами - Павло Ковтуном из Калифорнийского университета (University of California, Санта-Барбара) и Андреем Старинцом (Andrei Starinets) из канадского Института теоретической физики Perimeter (Perimeter Institute for Theoretical Physics, Ватерлоо, Онтарио) - рассмотрел черную дыру в рамках метода "масштаб/гравитация" (gauge/gravity), считает, что вне зависимости от того, как мы назовем эту новую субстанцию, в четырехмерном пространстве-времени ее можно считать самой совершенной из всех известных жидкостей, потому что она обладает ультранизкой вязкостью (своего рода сверхтекучестью). Соответствующая статья будет опубликована в Physical Review Letters 25 марта.

Разницу между вязкостью, например, меда и воды при комнатной температуре можно легко выявить на глаз, переливая эти жидкости из сосуда в сосуд: мед по сравнению с водой льется более плотной и медленной струей. Чем меньше живой организм, тем более вязкой ему кажется окружающая его жидкость. Бактерии, плавающие в воде, в чем-то подобны людям, пытающимся поплавать внутри цистерны с медом.

Вода в свою очередь окажется в 400 раз более вязкой, чем жидкость черной дыры, если бы она имела то же самое число частиц на кубический сантиметр. "Если "потревожить" внутренности черной дыры, то они будут еще в течение некоторого времени "колыхаться", - утверждает Сон. - Однако спустя какое-то время все это возвратится в состояние покоя точно таким же способом, что успокаивается потревоженная вода в стакане. Причиной остановки воды является ее вязкость. Точно так же можно говорить о вязкости черной дыры, и ее вязкость - та самая причина, по которой она в конечном счете прекратит волноваться, если перестать ее "размешивать"".

Примечательно то, что в соответствии с новой теорией черные дыры для внешнего наблюдателя (в трех пространственных измерениях) будут выглядеть и вести себя так, как это описано в общепризнанной теории "испаряющихся" черных дыр Стивена Хокинга.

Источник:
Exotic physics finds black holes could be most 'perfect,' low-viscosity fluid - University of Washington Office of News and Information

Справка

"Лишние" измерения

Суперструны предпочитают "жить" сразу в 10 пространственно-временных измерениях. Идея Калуцы-Кляйна состоит в том, что 6 "лишних" измерений представляются свернутыми, причем радиус компактификации настолько мал, что мы не ощущаем его (к каждой точке нашего мира прикреплен крохотный "пузырек" 6-мерного компактифицированного пространства). В последнее время появилась и другая интерпретация, согласно которой "лишние" измерения могут быть и некомпактны, а недоступны они нам потому, что мы как бы находимся в потенциальной яме и не можем выйти в эти новые измерения. В этом подходе обычные три пространственных и одно временное измерения образуют гиперповерхность в многомерном пространстве - так называемую брану, все взаимодействия и материальные объекты локализованы на бране, и только гравитация (и иногда другие силы) могут существовать во всем объеме. Проявлением "лишних" измерений в этом случае служит модификация закона тяготения Ньютона.

Источник:
Суперсимметрия и объединение фундаментальных взаимодействий

Статья

Черные дыры могут содержать совершенную жидкость

Черные дыры - это самые экстремальные и загадочные объекты во Вселенной, они то и дело удивляют ученых. Теперь выяснилось, что материал, содержащийся в черных дырах, можно уподобить "совершенной жидкости" с ультранизкой вязкостью. При этом температура внутри черной дыры соответствует 2 триллионам градусов Цельсия - при такой экстремальной температуре обычное вещество полностью разрушается и превращается в "суп" из субатомных частиц.

Статья

Черные дыры объявляют голодовку

Используя новую компьютерную модель, описывающую рождение и слияние галактик, астрофизики сумели показать, что активный рост центральных сверхмассивных черных дыр вызывает к жизни процессы взрывного высвобождение энергии, которые не только управляют развитием галактик, но и накладывают существенные ограничения на дальнейший рост самой центральной черной дыры.

Статья

Черные дыры - источник жизни

Всем известно, что черные дыры несут с собой смерть, однако американские астрономы обнаружили, что эти зловещие монстры способны также давать и начало новой жизни, способствуя образованию новых звезд. Более того, индуцированное релятивистскими "джетами" (струями) формирование звезд, возможно, играло важнейшую роль при появлении первых галактик в ранней Вселенной.

Статья

Рой черных дыр в нашей Галактике

Огромный рой, состоящий из 10-20 тысяч или даже большего числа черных дыр, может облетать по орбите сверхмассивную черную дыру в центре Млечного пути. Об этом свидетельствуют новые исследования, проведенные с помощью космической рентгеновской обсерватории "Чандра". Чудовищный рой представляет собой самое высоко- концентрированное скопление черных дыр в нашей Галактике.

Статья

Вселенная взрывается чаще, чем ожидалось

Космический телескоп Swift, запущенный NASA в ноябре 2004 года, "открыл" свои глаза и теперь успешно проводит наблюдения за самыми мощными взрывами во Вселенной. Менее чем за месяц ему уже удалось определить точные параметры 9 гамма-всплесков - это даже больше, чем ожидали сами астрономы.

Статья

В центре Млечного пути найдено антивещество неизвестного происхождения

Это антивещество в принципе может образовываться за счет некоторых энергетически чрезвычайно эффективных атомных процессов, например, в ходе радиоактивного распада изотопа алюминия. Его "подпись" известна как аннигиляционная "линия 511 кэВ". Однако оказалось, что антивещества в центре Галактики слишком много для того, чтобы можно было объяснить его появление только распадом алюминия. Также ясно показано наличие множества источников антивещества - оно вовсе не концентрируется вблизи одной точки.

Статья

"Интеграл" нашел новый класс астрономических объектов

Речь идет о бинарных звездных системах, составной частью которых является черная дыра или нейтронная звезда, заключенных в плотный кокон из холодного газа. Из-за подобного кокона эти объекты остаются невидимыми для традиционных телескопов, однако "Интеграл" как раз и был задуман так, чтобы изучать подобные скрытые высокоэнергетичные явления во Вселенной, выдающие себя только посредством потоков гамма-излучения (недаром его окрестили "охотником за черными дырами").

Статья

Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп

Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.

Статья

Прорыв в компьютерном моделировании двойной системы черных дыр

Американским физикам удалось получить важный промежуточный результат в решении одной из фундаментальных и до сих пор нерешенных проблем Общей теории относительности - речь о моделировании поведения двух черных дыр, движущихся по спиралевидным орбитам вокруг общего центра масс. Ожидается, что такая двойная система представляет собой мощный источник гравитационных волн.

Статья

Черные дыры играют сами c собой в смертельный футбол

Когда сталкиваются сверхмассивные черные дыры, представляющие собой ядра соседних галактик, пространство вокруг них буквально трещит по швам, только держись! Мощнейший всплеск гравитационного излучения сообщает всему миру о том, что эти монстры яростно сливаются в одну еще более массивную черную дыру. "Пинок", который эта система получает в момент столкновения, может даже выбить получившуюся в результате черную дыру вон из родной галактики. Новое исследование описывает последствия такого межгалактического столкновения с точки зрения современной теоретической физики.

Статья

Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике

Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.

Статья

Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники

Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.

Статья

Обнаружены десятки новых сверхмассивных черных дыр

Европейские астрономы обнаружили сразу три десятка сверхмассивных черных дыр, расположенных в активных ядрах далеких галактик. Это открытие стало возможным благодаря применению нового метода компьютеризованного анализа наблюдательных данных, получившего название Виртуальной Обсерватории.

Статья

Взрывающаяся галактика загрязняет Вселенную

Галактика, обозначаемая как M82, когда-то опасно сблизилась со своим соседом, и их "страстные объятия" вылились в серию взрывов и активизацию процессов формирования новых звезд, при этом факелы из раскаленного газа были выброшены на десятки тысяч световых лет в окружающее межгалактическое пространство. Теперь группа британских и американских астрономов сумела рассмотреть эти газовые облака - они выглядят как мощный поток пены, исторгнутый из какого-нибудь пожарного брандспойта.

Статья

Гигантская черная дыра поймана на месте преступления

Гигантская черная дыра в галактике RXJ1242-11, что расположена на расстоянии в миллиард световых лет от Земли, была поймана "на месте преступления" - в тот момент, когда она откусила "бочок" у звезды, похожей на наше Солнце, словно это был какой-нибудь межзвездный гамбургер. Такое явление, по словам астрономов, удалось пронаблюдать впервые. Это укрепило ученых во мнении, что черные дыры на протяжении всего времени существования Вселенной то и дело подобным образом пожирают звезды, и это может быть основным способом увеличения их массы.

Статья

В Антарктиде ищут антиматерию

Ученые в Антарктиде осуществили запуск высотного аэростата гигантских размеров. Цель научного эксперимента - постараться приблизиться к пониманию генезиса антивещества в космосе и найти возможные свидетельства существования так называемого хокинговского излучения от "испаряющихся" черных дыр (в рамках теории, предложенной профессором Кембриджского университета Стивеном Хокингом).

Статья

Черные дыры разрушили теорию призрачных частиц

Недавно появилась интересная теория, которая претендует ни много ни мало, как на раскрытие всех основных тайн современной космологической науки. Эта теория "призрачного конденсата" появилась в прошлом году. Предполагается, что межзвездный вакуум заполнен своеобразной "жидкостью" или "флюидом" из призрачных частиц. Однако согласно последним вычислениям, черные дыры, населяющие нашу Вселенную, могли бы очень быстро "выхлебать" любую подобную "жидкость".

Статья

Впервые удалось отыскать место рождения бродячего микроквазара

Впервые удалось проследить путь по Галактике и найти место рождения так называемого микроквазара - пары объектов, обращающихся вокруг общего центра масс, один из которых является компактным остатком взрыва сверхновой - нейтронной звездой или черной дырой. Ученые пришли к выводу, что бинарная система LSI +61 303 сформировалась когда-то в звездном скоплении IC 1805 и была вышвырнута из него примерно 1,7 миллиона лет назад.

Статья

Настоящие монстры питаются пончиками

Международная группа ученых нашла новые свидетельства того, что массивные черные дыры окружены газовыми облаками, имеющими форму пончика (тора), которые в зависимости от своего расположения на линии визирования к Земле могут блокировать от нас "вид" черной дыры, находящейся в центре.

Статья

Хокинг признал свой проигрыш и расплатился

Крупнейший британский физик и космолог профессор Кембриджского университета Стивен Хокинг впервые представил на суд специалистов революционную теорию черных дыр. Из его доклада вытекает, что черная дыра искажает и перепутывает поглощенную информацию, но все же не разрушает ее и в конце концов в процессе своего исчезновения даже выпускает из своих объятий.

Статья

Сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики быстро вращается

Периодические вспышки в инфракрасном диапазоне в районе этой черной дыры являются свидетельством ее вращения, а новые данные таким образом "возвещают новую эру наблюдательной физики черной дыры и проверки истинности общей теории относительности".

Статья

Доказано существование массивной черной дыры в центре Галактики

Группе германских астрономов удалось показать, что в Галактическом центре расположен один-единственный сверхплотный и сверхмассивный объект - не что иное, как черная дыра. Определенность позволили внести наблюдения за движением звезды, которую исследователи условно обозначили как S2.

Статья

Вторая черная дыра в центре Млечного пути поставляет своему "боссу" младенцев на завтрак

Американские астрономы предполагают наличие еще одной черной дыры в самом "сердце" нашего Млечного пути, правда, это черная дыра "всего лишь" среднего веса, масса ее в тысячи, а не в миллионы раз превосходит массу нашего Солнца. Занимается эта "новая" черная дыра тем, что притягивает молодые звезды поближе к своему сверхмассивному партнеру. Открытие может помочь объяснить, каким образом этому монстру удалось так "разжиреть".

Статья

"Трилистник" позволил достать сердце монстра

Тщательный анализ наблюдений редкого "учетверенного" квазара, осуществленных космической рентгеновской обсерваторией "Чандра", позволил получить свидетельства того, что отдельная звезда в расположенной между нами и этим квазаром галактике смогла резко увеличить рентгеновское излучение, доходящее от этого квазара до нас. Это открытие дает в руки астрономам новый и чрезвычайно точный инструмент для изучения газовых потоков вокруг сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых как квазары.

Статья

Гравитационная линза показывает сердце отдаленной галактики

В настоящее время известно уже множество примеров наблюдений галактик, действующих подобно "гравитационным линзам". Лучи света, проходя рядом с ними, отклоняются мощным гравитационным полем. За счет такого "линзирования" на небе появляется несколько дополнительных видимых изображений какого-нибудь отдаленного объекта, расположенного за такой галактикой - например, это может быть яркий квазар. Теперь астрофизики раскрыли важную тайну, связанную с этим феноменом.

Статья

Квазары порождают новые загадки

Квазары - самые яркие объекты во Вселенной - сформировались в относительно небольших галактиках. Согласно новому исследованию, эти сверхмассивные черные дыры появились вскоре после Большого взрыва и набрали свой вес на удивление быстро - быстрее, чем галактики, окружающие их. Астрономы попытались "вычесть" из общего излучения древнейших источников интенсивный свет их центрального квазара, чтобы непосредственно разглядеть "родительские" галактики, в которых развился тот или иной "монстр".

Статья

Галактики, проевшие дырки в космосе, устроили Космический Ренессанс

Астрономы в очередной раз обнаружили наиболее отдаленную галактику из всех, известных на настоящий момент. Она находится от нас на расстоянии приблизительно 13,2 миллиарда световых лет. Излучение от этой галактики, именуемой Abell 1835 IR1916, доносит до нас информацию о Вселенной, которой было только 3 % от ее теперешнего возраста. Этот свет был испущен спустя примерно 470 миллионов лет после Большого взрыва и может рассказать нам о том, как формировались первые галактики после "темных веков", имевших место в истории ранней Вселенной.

Статья

После Большого взрыва свет не спешил "отделяться от тьмы"

Во времена одного из самых ранних периодов своей истории Вселенная была почти вся сплошь "затянута" туманом из атомов водорода и гелия. Даже яркое ультрафиолетовое излучение самых первых звезд в новорожденных галактиках не могло пробиться через эту всепоглощающую завесу из газа, что дало астрономам повод назвать эту космическую эру "темными веками". Только по прошествии сотен миллионов лет первородные звезды смогли постепенно разогреть и ионизировать окружающий газ, преобразовав непроницаемый океан космоса в современное прозрачное космическое пространство. Возможно даже, что переионизация протекала в ходе двух различных фаз, связанных с первым и вторым поколениями звезд.

Статья

Смерть запрещенного барабанщика: впервые следы гамма-всплеска найдены в нашей Галактике

Комбинация данных, полученных от "Чандры", с наблюдениями в инфракрасном диапазоне, проведенными в обсерватории Паломар, позволила обнаружить остатки одного из самых катастрофических взрывов, случившихся в пределах нашего Млечного пути. Следы подобного явления в нашей Галактике удалось идентифицировать впервые, а сама вспышка произошла несколько тысяч лет назад.

Статья

Физики доказали, что рукописи не горят

Известный популяризатор науки и специалист по черным дырам Стивен Хокинг на пару с Кипом Торном, по всей видимости, проспорил Джону Прескиллу полное собрание томов Британской энциклопедии. В 1997 году эти три космолога заключили между собой ставшее вскоре широко известным пари относительно того, исчезает или нет информация, поглощаемая черными дырами вместе с материальными носителями, то есть меняется ли вообще внутреннее состояние черной дыры в зависимости от конкретных характеристик частиц, которые ею поглощены.

Статья

Дыра под космическим Сомбреро

Орбитальный телескоп "Хаббл" обратил свой взор на одну из самых величественных и "фотогеничных" галактик во Вселенной, известную под прозвищем Сомбреро (M104). Отличительный признак этой галактики - светящееся белое выпуклое ядро, окруженное мощными пылевыми зонами.

Статья

Гигантская черная дыра из скопления Персея напевает за ужином

Космическая рентгеновская обсерватория "Чандра" помогла увидеть звуковые волны, исходящие из самого сердца галактического скопления Персея от сверхмассивной черной дыры. Астрофизики уверяют, что "вокальные способности" черных дыр позволят им раскрыть некоторые "жгучие" тайны галактических скоплений, например, откуда в их центрах такое количество горячего газа.

Статья

Черных дыр рождается все больше и больше

Это открытие подтверждает давние подозрения астрофизиков насчет того, что действие черных дыр, скрытых от нас, обитающих на нашем так сказать космическом "заднем дворе", является едва ли не определяющим для всей структуры общегалактического "дома", это вовсе не какие-то экзотические древние мастодонты, давно отыгравшие свою роль в те времена, когда галактики только начали формироваться.

Статья

Удалось провести самые детальные наблюдения рождения черной дыры

Обнаруженный в глубоком космосе сверхмощный кратковременный выброс энергии, о котором удалось быстро оповестить 33 обсерватории во всем мире, позволил не только получить надежное свидетельство в пользу теории происхождения черных дыр в результате звездных взрывов, но и провести самые детальные на сегодняшний момент наблюдения таинственных явлений, получивших название GRB (всплеск гамма-излучения).

Статья

Экспериментаторы ищут новые силы, предсказанные теориями суперструн

Самый чувствительный на настоящее время эксперимент по оценке гравитационного взаимодействия на сверхмалых расстояниях не дал новых козырей в руки сторонников теории суперструн. Но, несмотря на все это, идеи дополнительных измерений становятся необычайно популярными в связи с кризисом стандартных физических моделей, не способных объяснить новые наблюдения - ускоренно расширяющейся Вселенной, в которой царит темная энергия.

Статья

Теорию суперструн проверят экспериментально

Теорию суперструн можно проверить экспериментально, изучая последствия Большого взрыва. Такое заявление сделал американский физик Ричард Истэр. До сих пор теория суперструн подвергалась критике как малоосмысленная "философия", которая не может получить экспериментального подтверждения на нынешнем этапе развития науки. Проявить себя теория суперструн может только в случае экстремально малых расстояний и при очень высоких энергиях.

Статья

Физики надеются обнаружить изменение фундаментальных констант со временем

Две группы физиков на протяжении последних лет провели целый ряд аккуратных экспериментов в надежде обнаружить непостоянство природных констант, до сих пор считавшихся не изменяющимися со временем. До настоящего момента данные на эту тему добывались астрофизическими методами и указывали на возможность подобных вариаций.

Статья

Большой взрыв руками физиков-ядерщиков: подтверждено получение кварк-глюонной плазмы

Недавние контрольные эксперименты добавили уверенности "творцам Большого взрыва" из Брукхэвена: похоже, им действительно удалось получить кварк-глюонную плазму - то есть материю, находящуюся в принципиально новом состоянии. Согласно современным теориям, кварк-глюонная плазма существовала только в первые 10^-5 с после Большого взрыва. Когда-то предрекали, что подобные эксперименты могут привести чуть ли не к концу всей нашей Вселенной или, по меньшей мере, к формированию микроскопической черной дыры, которая затем затянет внутрь себя все, до чего сможет дотянуться.

Статья

Капли сверхплотного кваркового вещества прошивают Землю насквозь

Исследователи выявили два сейсмических события, которые, как они считают, могли быть вызваны исключительно проходом сквозь Землю кварковой материи - формы вещества, до сих пор не обнаруженной в экспериментах. Впрочем, есть свидетельство того, что такая странная кварковая материя встречается в космосе, среди некоторых экзотических звезд.

Статья

Стивен Хокинг считает, что окончательной теории Вселенной может и не существовать

Все теории, развиваемые до настоящего времени для того, чтобы объяснить Вселенную, "являются либо противоречивыми, либо неполными", - заявил Хокинг. Он сослался на работы Курта Гёделя, чешского математика, автора знаменитой теоремы Гёделя, согласно которой в пределах любой области математики некоторые суждения никак не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты.

Статья

Землю поливают дожди из маленьких черных дыр

Высокоэнергетические космические лучи, вторгающиеся в атмосферу Земли, могут формировать микроскопические черные дыры, заявляют греческие и российские ученые. Ученые считают, что такие черные мини-дыры могли бы помочь объяснить загадочные результаты, полученные датчиками космического излучения в Боливийских Андах и на Памире - речь о так называемых "кентаврах".

Статья

Микроквазар ворвался в нашу Галактику из соседнего шарового скопления

Астрономы проследили путь нейтронной звезды и ее спутника, звезды-компаньона, вещество которой нейтронная звезда активно поглощает (Скорпион X-1). В настоящее время эта парочка мчится через нашу Галактику, но ученые считают, что она присоединилась к Млечному пути около 30 миллионов лет назад, а до этого была выброшена из удаленного звездного кластера.

Статья

Физики, возможно, наблюдали магнитные монополи

Поль Дирак в 1931 году выдвинул гипотезу, согласно которой в природе должны существовать некие экзотические частицы, являющиеся переносчиками изолированных "магнитных зарядов" - магнитные монополи. Но до сих пор все попытки обнаружить в эксперименте эти неуловимые частицы были безуспешными. Однако теперь группа физиков из Японии, Китая и Швейцарии утверждает, что им все-таки удалось найти косвенное свидетельство существования таких монополей Дирака.