?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Пожаловаться Следующий пост
Как увидеть черную дыру?
lozga
Полученное на прошлой неделе усилиями восьми телескопов и тринадцати институтов изображение черной дыры оказалось размытым и менее интересным, чем рисунки художников, поэтому историческое событие породило множество иногда ехидных мемов (если вдруг не видели: пончик, око Саурона, котик, котики, маркетинг). Как мы можем увидеть черные дыры в хорошем качестве и при этом реалистично?

01.jpeg

Реальность


Минувшая неделя показала, что изображение черной дыры можно получить, объединив несколько телескопов в разных частях земного шара в интерферометр со сверхдлинной базой и потратив большое количество машинного и человеческого времени на обработку полученных данных.

02.png
Изображение Event Horizon Telescope Collaboration

Чем больше расстояние между телескопами, объединенными в интерферометр, тем выше разрешение. 20 угловых микросекунд Event Horizon Telescope сравнивают с чтением газеты в Нью-Йорке из Парижа. Сверхмассивная черная дыра в галактике М87 имеет диаметр 40 миллиардов километров, ее тень, видимая как черное отверстие в центре, в 2,5 раза больше (100 миллиардов), а вокруг вращается аккреционный диск поглощаемого газа еще в несколько раз шире. Поэтому черную дыру смогли разглядеть с гигантского расстояния в 55 миллионов световых лет.

Несмотря на то, что черная дыра поглощает все, залетевшее за горизонт событий, ее можно заметить, изучая поведение вещества снаружи этого горизонта. Наблюдая за движением звезд в течение десятилетий, можно увидеть, как в центре нашей галактики они вращаются вокруг какого-то тяжелого, но невидимого объекта.

03.gif
Изображение Keck/UCLA

Аккреционный диск черной дыры порождает релятивистские струи (джеты) - выбрасываемые с почти световой скоростью потоки плазмы. Вот, например, совмещение изображений в видимом ("Хаббл") и радиодиапазоне джета галактики Hercules A.

04.jpeg
Изображение NASA

А джет, исходящий из центра галактики Centaurus A, больше, чем сама галактика.

05.jpeg
Изображение CXC/NASA и ESO

Выбросы могут быть и другой формы. Вот два "чиха" предположительно черной дыры в 26 миллионах световых лет от нас в рентгеновском диапазоне.

06.jpeg
Изображение NASA

Еще один вариант - посмотреть на изменение траектории света, проходящего вблизи черной дыры. Из-за искривления пространства его путь меняется, и возникает эффект гравитационного линзирования, благодаря которому мы видим один и тот же объект повторенным на небе несколько раз. Особенно наглядно получается, когда галактика линзирует квазар (сверхмассивную черную дыру) - на небе возникает "крест Эйнштейна".

07.jpeg
Изображение NASA

2016 год подарил нам возможность еще и услышать черные дыры. Преобразованные в слышимый человеческому уху диапазон гравитационные волны от слияния двух черных дыр дополняют визуальные красоты выше.



Кино


Там, где пока пасует реальность, на помощь приходит кино. На наше счастье режиссеры не ленятся приглашать настоящих ученых в качестве научных консультантов, и нарисованные объекты получаются весьма реалистичными. Вышедший в 2014 году "Интерстеллар" мог похвастаться очень качественным изображением сверхмассивной черной дыры, созданном на базе уравнений, написанных физиком Кипом Торном.

08.png
Кадр из фильма



А создатели появившейся в прошлом году картины "Высшее общество" привлекли французского астрофизика Орельена Барро. Результат оказался гораздо ближе к изображению Event Horizon Telescope, чем у "Интерстеллара".

09.png
Кадр из фильма



Спорить, кто из ученых более прав, нет смысла - оба изображения показывают научно корректные явления гравитационного линзирования и аккреционного диска. Кстати, первое изображение черной дыры было создано еще в 1979 году французским астрофизиком Жаном-Пьером Люминэ при помощи компьютера и, что совершенно неудивительно, похоже как на оба выше, так и на полученное на прошлой неделе фото реальной черной дыры.

10.jpeg

Виртуальность


А если кому-нибудь мало просто смотреть и хочется большей интерактивности, например, полетать вокруг черной дыры самостоятельно, то для этого лучше всего подойдет бесплатный планетарий-песочница Space Engine. Оказаться возле черной дыры в центре M87 там - дело пары минут. Находим галактику, нажимаем Ctrl+Shift+G, вуаля, мы на месте.

11.jpeg

Делаем скриншот, немного играем с яркостью и цветом, и у нас есть почти точная копия реального изображения.

12.jpeg

А поскольку в Space Engine можно виртуально летать по всей Вселенной, энтузиасты не только посмотрели на M87, но и нашли гораздо более красивые кадры.

13.gif
Черная дыра в центре M87

14.png

15.jpeg

16.jpeg

17.jpeg




Нажмите эту кнопку, и вам будет приходить сообщение, когда выйдет мой новый пост.


Я в социальных сетях:Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube
Поблагодарить деньгами: Яндекс.Деньги, PayPal, Webmoney

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «астрономия»

  • Станет ли Плутон пригодным для жизни?

    С одной стороны, Плутон далекий от Солнца и холодный мир. С другой - Солнце будет менять свою яркость со временем. В одном из вопросов недавнего…

  • Лекция "Что смотреть на небе?"

    В небе происходит много красивого, но не всегда понятного. Лекция о том, что и как смотреть на небе вооруженным и невооруженным глазом, об…

  • Новости наизнанку

    Одна из сторон жизни популяризатора - объяснение и комментирование новостей. Иногда исходная новость выглядит как минимум странно. И при этом нередко…

  • Плоская Земля: эксперименты и доказательства

    Уже в начальных классах государственных школ в учебниках природоведения пишут, что наша Земля плоская, и дети растут, не размышляя о том, что…

  • Как движется Солнечная система

    Наверняка, многие из вас видели гифку или смотрели видео, показывающее движение Солнечной системы. Ролик, вышедший в 2012 году, стал вирусным и…

  • Бремя популяризаторов на плоской Земле

    В прошлый понедельник РЕН ТВ отличилось, показав передачу про адептов плоской Земли. Не хочется сотрясать впустую воздух возмущением, но вот на…


promo lozga ноябрь 4, 2014 17:00
Buy for 50 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

Чёрную дыру можно увидеть даже через любительский телескоп.

https://t.me/oxyeHHa/9598

https://t.me/oxyeHHa/9598

Телескопная картинка вполне согласуется с расчётной, если не забывать что реальный размер там несколько пикселов.

Лирическое отступление. Это "Высшее общество" вообще никак не зашло. Быстрая прокрутка показала картинки сингулярности и сюжетные попытки фокусов со временем (девочка выросла с ~1 до ~20, мужик не постарел и даже не оброс щетиной). А картинки в "Интерстеллар" лучше.

Edited at 2019-04-19 05:12 (UTC)

"Высшее общество" пока не смотрел, но собираюсь.

В галактике с околосветовыми джетами, пронизывающими всю галактику, фраза "космические корабли бороздят просторы Вселенной" обретает практический смысл. Вот где нужен парус в качестве движителя. Хотя бы в пределах звездной системы.

Не пойдет. Парус работает только на границе двух сред. В космосе есть только одна "другая среда" - гравитация. Однако и свет, и гравитация слишком слабы, чтобы объекты с реальными массами могли использовать их для движения. Более того - энергия излучения в джете такова, что все живое в нем гибнет на расстоянии многих световых лет от источника, для галактических джетов - многие тысячи световых лет являются идеально стерилизованным пространством. Не сильно попутешествуешь, верно?

Ну и здесь еще нужно иметь в виду, что увеличение телескопа и физическое приближение по-разному влияют на перспективу. Потому вид в восьмидесятикратный телескоп с восьми километров, и вид со ста реальных метров одного и того же объекта - отличаются. Иными словами, формулы формулами, но реально все это выглядит абсолютно иначе...

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

Может быть в чёрных дырах как раз и складируются души умерших?

Для начала надо обнаружить души как таковые. Чего пока не произошло.

пока не набижала стая научпопников :)

это фейк в плане это не картинка от слова воообще. Это куча данных обработанных на компе согласно *актуальным на данный момент* моделям.
Поменяются модели, из той же картинки будет картинка зело другая.


Это даже с фотеками цифровыми может быть вполне. Есть такое понятие как баланс белого, цветовая температура и тд. Это даже с мониторами так. В общем измерения чего либо вообще являются абсурдом и профанацией, если нет калибрации :)

Для тех же фоток проверкой служит человек-оператор ЛайтРума и прочих фотошопов, который (если стоит такая задача) подгоняет равку на *калиброванном монике* так чтобы фотка выглядела наиболее близко к тому что видел фотограф.

Edited at 2019-04-19 06:50 (UTC)

Полностью согласен. Нужно только добавить, что эти чёрные дыры - объекты не научные, а фантастические. Насквозь. Первоначально это была гипотеза, и каждый раз сиё оговаривалось особо. Теперь про это все забыли. К чему научные строгости? Даёшь фантастику вместо правды!

Хорошая статья. Маленькая ремарка. недавно беседовал со специалистом по астрофизике. Больше интересовал "Спектр-РГ" но спросил и с чем связанно такое качество картинки. С недостаточным разрешением инструмента или с поглощением межзвездного вещества. Сказал, что оба факта. В результате, насколько я понял, все таки из-за поглощения поднять качество снимки на порядки не получится. Даже с более совершенным инструментом.

Если когда-нибудь полетит Миллиметрон, то качество картинки вырастет на несколько порядков за счет увеличения базы интерферометра. Но когда это будет еще...

Еще один вариант - посмотреть на изменение траектории света, проходящего вблизи черной дыры. Из-за искривления пространства его путь меняется, и возникает эффект гравитационного линзирования, благодаря которому мы видим один и тот же объект повторенным на небе несколько раз.
---------------------------------
если говорить о гравитационном линзировании в окрестностях М87, то там в результате получаем интересную картинку дыры : мы должны видеть ее всю, то есть и тыльная часть как бы выворачивается к нам лицом

Как то утром по всему !
Обнаружил я в кармане!
Прямо черную дыру!
:))

Edited at 2019-04-19 09:05 (UTC)

Вопрос по четвертому фото с конца: две черные дыры при взгляде с планеты, их действительно две в представлении художника или это визуальные эффекты искривления пространства?

Скорее всего их две. В редакторе добавил рядом и фотографируй на здоровье.

Кто может объяснить, почему получается крест Эйнштейна? Почему не кольцо? И если крест, то чем будет определяться угол его поворота?

Есть и кольца.


Вопрос взаимного расположения объекта, линзы и наблюдателя

50 лет назад (примерно) из гипотетического явления «пришелец из более разумной внеземной цивилизации» сделали поп-персонажа.



(гуглить grey alien)
Ну вот, теперь на очереди чёрные дыры.

Всё гораздо проще:берёшь 2 листа бумаги,один красишь в чёрный цвет,в другом вырезаешь дыру,накладываешь их друг на друга,и оп-ля,вот она,чёрная дыра!!

странно, как то.

что такое аккреционный диск понять можно: похож на кольца Сатурна.

но по картинкам в фильмах вещество движется не только по диску, а ещё и обволакивает сферу.

то есть, как кожура апельсина обволакивает его внутреннюю мякоть. это тоже понять можно.

у меня вопрос: как так получается, что одно вещество согласно квантовым законам движется по диску, а другое, непонятно как, и в какие стороны, обволакивает космический объект?

и как так получается на картинках, что сфера вещества вокруг чёрной дыры рвётся и мы видим кусочек этой самой дыры??

что это за "недосферическое" движение вещества?

на реальном снимке всё просто: нет никакой рваной сферы, а есть тёмная тень черной дыры, падающая на наблюдаемую нами сторону сферы изнутри.

одна часть фотонов падает прямо на черную дыру.
другая часть фотонов летит под таким углом, что начинает бесконечно вращаться вокруг черной дыры
третья часть фотонов летит под таким углом, что меняет направление как в линзе.

отсюда возникают все эти эффекты.