Kosmiczne rendez-vous za kilkaset milionów lat
9 październik 2009
Wszechświat pełen jest rzeczy, których nasza siłą rzeczy ograniczona wyobraźnia nie potrafi objąć – jedną z takich jest z pewnością intrygująca wiadomość (która dotarła do mnie dosłownie przed chwilą, kiedy pisałem pierwsze słowa tego wpisu) o tym, że niejaki Barack Obama otrzymał w dniu dzisiejszym pokojową nagrodę Nobla. Ponieważ jednak strona, na której dziwny trafem znajdujecie się w tej chwili, nie ma służyć rozważaniom nam niewiarygodną wręcz degradacją wartości swego czasu niezwykle ważnej nagrody poprzez przyznanie jej człowiekowi, który niczego wartego wzmianki jeszcze nie dokonał (i wątpliwe jest, czy dokona tego w przyszłości), wykonujemy ostry wiraż i wracamy do tematyki “znanej i lubianej”, czyli – Wszechświata pełnego rzeczy, których… itd..
Jednym z najtrudniejszych do objęcia umysłem obiektów kosmicznych jest z pewnością czarna dziura. Zakładamy tutaj rzecz jasna, że coś takiego jak “czarna dziura” w ogóle istnieje, bo nie sposób przecież wykluczyć opcji, iż jest to tak naprawdę ślepa uliczka teoretyków i mamy tak naprawdę do czynienia z zupełnie odmiennym zjawiskiem – alternatyw, choć stanowczo zbyt mało popularnych, jest sporo. Załóżmy jednak, że czarne dziury jako takie istnieją – wówczas każdy z nas chyba przyzna, że mimo pojawiających się w wielu miejscach wysilonych opisów, mających choć trochę przybliżyć nam ich istotę, bardzo trudno przełożyć zadziwiającą matematykę na zrozumiałe dla nas samych pojęcia.
Trudno wyobrazić sobie czarną dziurę, no więc co powiecie na dwie, zbliżające się nieuchronnie do siebie? Choć wydaje się to na pierwszy rzut oka mało prawdopodobne, by czarne dziury spotykały się w swych wojażach, to naukowcy są przeciwnego zdania – ze względu na to, że w zasadzie dość często dochodzi w końcu we Wszechświecie do kolizji galaktyk i ich mariażów, równie często powinno dochodzić do spotkania dwóch supermasywnych czarnych dziur – bo o tych dziś mowa. Zakłada się bowiem, że tego rodzaju monstrualne czarne dziury tkwią w jądrach przeważającej ilości galaktyk – trudno więc nie wyciągnąc tutaj wniosku, że w trakcie zderzenia dwóch galaktyk z zamieszkującymi je supermasywnymi czarnymi dziurami kiedyś dochodzi do pierwszego kontaktu.
Jedną z galaktyk, w których taki proces właśnie zdaje się przebiegać, jest galaktyka NGC 6240 – galaktyka odległa od nas o ok. 400 milionów lat świetlnych, dość dobrze poznana i zbadana, której sam “zwichrowany” kształt zdaje się już podpowiadać, że mamy do czynienia z naprawdę frapującym obiektem. Tego samego zdania są również astronomowie – zakłada się, że galaktyka ta powstała w trakcie zderzenia dwóch galaktyk pomniejszych. Co jednak jeszcze ciekawsze, wiele zdaje się wskazywać na to, że gwałtowne zajścia z przeszłości nie są jedyną cechą, zajmującą badaczy – obserwacje sprzed kilku lat oraz wykonane niedawno wskazują z dużym prawdopodobieństwem na to, że obie pierwotne galaktyki mogły wnieść jako posag do związku supermasywne czarne dziury.
W 2002 roku obserwacje wykonane przy pomocy kosmicznego obserwatorium Chandra (pracującego w zakresie promieniowania rentgenowskiego, promieniowania powstającego zazwyczaj w bardzo gwałtownych i energetycznych procesach) ujawniły, że w centrum galaktyki NGC 6240 znajdują się najprawdopodobniej dwie supermasywne czarne dziury, odległe od siebie o maleńkie 3000 lat świetlnych. Obserwacje powtórzono całkiem niedawno, dodatkowo zdjęcie w zakresie rentgenowskim połączono ze zdjęciem wykonanym w zakresie widzialnym przez kosmiczny teleskop Hubble’a. Efekt? Wystarczy zerknąć do góry, by na zdjęciu rozpoznać najbardziej charakterystyczne elementy – dwa bliskie siebie, bardzo jasne punktowe źródła światła, położone w centrum galaktyki. Pomarańczowe i czerwone natomiast tło tych punktów, niezbyt pasujące do zwyczajowego obrazu galaktyki, to odwzorowanie danych w zakresie rentgenowskim.
Na tym nie koniec jednak – czarne dziury zbliżają się do siebie i prawdopodobnie za dziesiątki lub setki milionów lat połączą się w jedną gigantyczną czarną dziurę. Proces ten zdaje się trwać już od ok. 30 milionów lat, trzeba więc przyznać, że czarnym dziurom niespieszno do spotkania. Wszystko dlatego, że czarne dziury oczywiście nie zmierzają do siebie po linii prostej, co byłoby dość kuriozalne – tak jak i gwiazdy galaktyki NGC 6240 poruszają się o orbitach wokół wspólnego środka ciężkości, czyli inaczej mówiąc po spiralnym torze.
Obserwacje i badania układów dwóch lub więcej czarnych dziur to bardzo popularna działka we współczesnej astronomii – galaktyka NGC 6240 jest tylko jednym przykładem, jaki od 2002 roku wyszukano w bezkresie Wszechświata. Zrozumienie tego, w jaki sposób łączące się czarne dziury oddziałują na siebie na wzajem i na otoczenie pociąga wielu badaczy, nie można też zapomnieć o tym, że najprawdopodobniej to właśnie łączące się czarne dziury stanowią najsilniejsze źródło fal grawitacyjnych we Wszechświecie – niestety wszystkie eksperymenty, służące zarejestrowaniu takich fal ciągle nie przynoszą pozytywnych rezultatów, niezależnie od przyczyn tego niepowodzenia.
Tak… Zatańczą wokoło siebie, coraz bliżej, zleją się i 2 stanie się jednością.
/ Cytuj komentarzFale grawitacyjne – hmm jak zaobserwować coś co zmienia czasoprzestrzeń skoro wszystkie urządzenia pomiarowe są związane z materią i “tkwią” w czasoprzestrzeni. Pytanie chyba retoryczne i do wyjaśnienia tylko przez matematykę.
Tak sobie myślę drogi autorze może kiedyś przedstawisz wszystkim te “inne” i mniej popularne teorie “nie czarnych dziur”. Bo szczerze ciężko coś sensownego i dostępnego znaleźć. Jak coś prosił bym o namiary.
Wiesz sam nie znam się za bardzo na tych alternatywnych wizjach, jedynie wiem, że takowe istnieją i jest ich sporo. Znajdę czas poszukam, obiecuję, ale nie obiecuję kiedy znajdę czas;)
Natomiast co do fal grawitacyjnych to sposób taki podobno jest, weźmy choćby jako przykład detektor LIGO http://pl.wikipedia.org/wiki/Detektory_fal_grawitacyjnych w którym jeśli mnie pamięć nie myli mamy do czynienia z dwoma tunelami pod kątem prostym, które przemierzają lasery, i jeśli tam przeszłaby sobie fala taka, to jeden z tych tuneli by się wydłużył albo i skurczył, już sam nie wiem (w znacznym uproszczeniu oczywiście!). Problem chyba w tym, że albo sprzęt jest ciągle zbyt mało czuły, albo wpływ otoczenia nie do wycięcia – z tego co wiem to w LIGO nawet kilka kilometrów dalej przejeżdżająca ciężarówka może zafałszować wyniki;)
/ Cytuj komentarzWłaśnie o to mi chodzi, że tak na szybcika przychodzą mi tylko 2 teorie alternatywne dla czarnych dziur. Nie spotkałem się z żadnym “godziwszym” opracowaniem na ten temat teorii alternatywnych.
/ Cytuj komentarzCo do detektorach fal – zgadzam się z slawkas – przez dłuuuugi czas nie wykryjemy tego i pozostaną na papierze bez potwierdzenia empirycznego.
No jak się rzekło, poszukam to dam znać jak coś znajdę;)
/ Cytuj komentarzProblem jak pisze Slawkas pewnie leży w zbyt wielkiej czułości na otoczenie, może jednak nasze oczekiwania są fałszywe? Może fale te są jeszcze trudniej wykrywalne niż nam się zdaje? Tych eksperymentów kilka jest, jakiś czas istnieją, ciągle jednak nic z tego nie wynika
@g_o_n: Trochę poszperałem, nie ma tego jednak zbyt wiele przy, ekhem, niewielkim nakładzie czasowym:)
Po pierwsze – tzw. grawastary (definicja na Wikipedii (ang): http://en.wikipedia.org/wiki/Gravastar ; po polsku np.: http://serwisy.gazeta.pl/nauka/1,34135,2637404.html );
Następnie – “dark energy stars” (choć trudno mi je odróżnić od “grawastara”); definicja na Wikipedii (ang.): http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy_star ; artykuły: http://www.eurekalert.org/features/doe/2005-05/dlnl-dbh050505.php ; http://www.newscientist.com/article/dn12089 )
I jeszcze – MECO (magnetospheric eternally collapsing object): Wikipedia angielska: http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetospheric_eternally_collapsing_object )
Tyle na pierwszy rzut, jeśli będziesz chciał i miał czas możesz pójść za linkami podanymi wyżej i podrążyć głębiej, szczerze jednak mówiąc są to dość oporne tematy:)
/ Cytuj komentarzWielkie dzięki:) Przeczytałem poszperałem i hmm jakoś nie do końca mnie przekonują. Nie za bardzo łapię o co dokładnie chodzi w MECO – jakoś tak lakonicznie opisane.
Odnośnie różnicy pomiędzy Gravstar-a a gwiazdą czarnej energii (ale brzmi złowieszczo;P) jeżeli dobrze rozumiem podstawowa zasada jest w zasadzie działania. Nie będę się zagłębiał chyba, że ktoś jest ciekawy sposobu mojego widzenia rzeczy.
Hmm ja osobiście spotkałem się również z sposobem wyjaśnienia czarnych dziur wywodzącym się z teorii strun a dokładniej z teorii M (jak większość pewnie wie rozwinięcie teorii strun) – tak skrótowo bez wchodzenia w szczegóły polega to na “uwiązaniu” struny grawitronu do membrany czasoprzestrzeni wszechświata.
/ Cytuj komentarzNie tylko Ty jesteś niezbyt przekonany do tych alternatyw, widać to po tym, jak często wzmianki o nich się pojawiają (jeśli w ogóle). MECO to zaprawdę dziwna sprawa (z wpisu na Wikipedii wynika zresztą, że same założenia tutaj są chyba błędne) – o ile to rozumiem gwiazda się co prawda zapada, ale ze względu na ciśnienie promieniowania zapadanie to zostaje niemal zatrzymane (najbardziej i tak podoba mi się tutaj przysłówek “eternally”, czyli wiecznie, brzmi to jakoś zabawnie), na wieki wieków amen. Trudno mi sobie wyobrazić, jak by to miało wyglądać:)
Nie czuję się zaskoczony tym, że jako wielbiciel strun podajesz takie rozwiązanie – nie słyszałem o tym i wydaje mi się to ponad moje możliwości (wyobrażenie sobie tego):)
/ Cytuj komentarzZe strunami sprawa jest prosta. Właśnie to mnie urzeka w tej teorii że można względnie prosto i jasno wyjaśnić (oczywiście jeżeli pominiemy całą szczegółowość matematyki) – jest obrazowa.
Więc tak od razu pisze że będzie strasznie po łepkach i łopatologicznie ale staram się jakoś to wizualnie przestawić aby można było łatwo sobie wyobrazić. Zaznaczam że widziałem tą teorię raz i w szczątkowej wersji a część to są moje prywatne rozważania.
Więc od początku teoria M zakłada że nasz wszechświat jest jednym z wielu i czasoprzestrzeń występuje w postaci falującej membrany.
/ Cytuj komentarzInne wszechświaty wcale nie muszą być takie jak nasz i opierać się na takich samych zasadach fizyki.
Grawitacja jak wiemy w naszym wszechświecie jest niesamowicie słabą siłą w porównaniu z innymi podstawowymi siłami. Wynika to z tego iż struny grawitronów (graficznie zamknięte okręgi) odpowiadające za grawitację nie są związane z membraną wszechświata tak jak pozostałe struny.
Powstanie materii i wszechświata – nie potrzebny wielki wybuch powstało wszystko z zderzenia ze sobą membran.
Supermasywne czarne dziury – nie widziałem żadnego logicznego sposobu jak mogły powstać i tak “urosnąć”. Powstały w momencie zderzenia się z inną membraną – nastąpił “reprint” struktury innej membrany lub zmiana właściwości lokalnych naszej własnej powodująca uwiązanie grawitronów z membraną naszego wszechświata.
Jak wiadomo nie ma “średnich” (nie znaleziono i chyba nie znajdą) czarnych dziur, gdyż ich nie ma – supermasywne powstały w wyniku zderzenia. Małe powstają w mikro skali – przy wybuchach supermasywnych czarnych dziur – działanie takie samo jedynie energia mniejsza i skala oczywiście też ale zasada działania – taka sama.
Tak strasznie skrótowo i łopatologicznie bo troszkę czas mnie goni:(
Wiadomość o Noblu dla Obamy odebrałem w pierwszym momencie jako jakieś jaja. Kosmiczne Jaja, żeby zostać w temacie. Nie potrafię w tym momencie inaczej tego skomentować, niż uśmiechem politowania dla komitetu i dla nagrodzonego. Za bardzo jeszcze nie dowierzam. Żenada, i to w najgorszym sowieckim stylu. Taki Bohater Związku Światowego, w przyszłości co najmniej 4-krotny.
Także i mi się wydaje, że fale grawitacyjne muszą jeszcze długo pozostać polem do opisów matematycznych, ewentualnie do obserwacji pośrednich. Wyniki mogące świadczyć o obserwacji bezpośredniej jest stosunkowo łatwo podważyć.
/ Cytuj komentarzCo prawda dopisałem uwagę o Obamie w przypływie wielkiego zdziwienia (bo to jednak nie ma tutaj co szukać, jak sądzę), jednak muszę przyznać Ci całkowitą rację – to najprawdziwsze Kosmiczne Jaja! Pamiętasz pewnie naszą dyskusję u Ciebie, w której ujawniłem się jako zwolennik Obamy. Od jakiegoś czasu tym zwolennikiem nie jestem, raczej stałem się neutralny, zresztą nawet gdybym dalej był – od bycia zwolennikiem do przyznawania nagrody Nobla to wielki kawał drogi!
Przyznam szczerze, że w pierwszy momencie uznałem to też za dość kiepski żart kolegi z pracy, nigdy bym nie pomyślał, że to rzeczywistość. Nobel nie ma już wartości, oczywiście mówię o pokojowym, choć podobne uczucia mam w stosunku do Nobla literackiego od lat, gdyż Nobliści starej daty wydawali mi się tego warci (wspomnę tylko o Marquezie, Canettim, Nerudzie, uwielbianym przeze mnie Beckett’cie, Sartre czy Elliot to klasa sama dla siebie), a od wielu lat książki Noblistów odbieram dość krytycznie. No ale nie o książkach my tutaj…
To, że facet trochę poprawił klimat (pozornie) na świecie, to jeszcze nic nie znaczy. Nie zdziałał dotąd nic, więc nagroda tego typu to farsa. Ech…
/ Cytuj komentarzehh specjalnie nie “ruszałem” Obamy bo hmm dla mnie to farsa i obrażenie wszystkich znamienitych laureatów w/w nagrody.
/ Cytuj komentarzKoniec w tym temacie bo to nie miejsce a po za tym szkoda mi zdrowia i hmm klawiatury na debatowanie na ten temat.
Spokojnie, to spokojna dyskusja tylko, bez nerwów:) Aż tak się nie wnerwiłem – nie czuję się obrażony, tylko szkoda mi po prostu jako takiej renomy, z jaką kiedyś ta nagroda się wiązała
/ Cytuj komentarzChodzą słuchy, że związki czarnych dziur, nie zawsze są w stanie przetrwać próby czasu. Zbytnia różnica charakterów sprawia, że coś zaczyna między nimi zgrzytać i nim dojdzie do konsumpcji mamy kosmiczny rozwód. Jedna z nich zostaje wtedy zmuszona do wyprowadzki, na pożegnanie dostając jedynie ‘kopa’.
http://www.universetoday.com/2008/02/29/what-happens-when-supermassive-black-holes-collide/
/ Cytuj komentarzWidzę że śledzisz moją ulubioną stronę, to, co robi Nancy na UniverseToday to naprawdę kawał świetnej publicystyki, zresztą niemal 50 tysięcy czytelników na FeedBurnerze to jest coś:))
/ Cytuj komentarzNo prawda – pominąłem to trochę nieostrożnie, zapomniałem prawdę mówiąc. Niedawno zresztą (może i również na UT) widziałem artykuł, w którym spekulowano co do pewnej czarnej dziury, odkrytej… dość daleko od galaktyki, czy aby właśnie taki proces tego nie spowodował.
Najpierw Obama a potem CZARNE dziury. Przypadek???
/ Cytuj komentarz
:):)
/ Cytuj komentarzHmmmm… rzeczywiście niezręczne skojarzenia mogą powstać, umywam jednak ręce od świadomego ich kreowania:)
/ Cytuj komentarzFinwe, potrzebuję prostego wytłumaczenia dla szesciolatków – dlaczego w kosmosie jest cicho? co sie dzieje z dżwiękiem rakiety na przykład?
/ Cytuj komentarzJeśli można w zastępstwie ;>
/ Cytuj komentarzDźwięk to drżenie cząstek powietrza (lub wody, czy innego materiału). W kosmosie jak wiemy nie ma powietrza, jest tam próżnia, czyli brak jakichkolwiek cząstek, więc nie ma co drgać.
Oczywiście, że można, jak najbardziej, w zastępstwie:)
@Beata: W zasadzie nic do dodać nic ująć – w Kosmosie jest więc przerażająco cicho:)
/ Cytuj komentarzMądrale, tyle to i ja Im powiedziałam, ale “prosze pani, gdzie ten dźwięk rakiety jest?” znika? przerywa? jakies takie dociekliwe dzieci mam:)
/ Cytuj komentarzJak rakieta jest coraz wyżej wyżej… to jest coraz ciszej ciszej a jak już wyleci w kosmos to jest taka fajna cisza jaka powinna panować w klasie z grzecznymi dziećmi;)
/ Cytuj komentarz@Beata hmmmm… Ja bym spróbował w ten sposób: na Ziemi, czyli wszędzie dokoła nas, jest powietrze, które składa się z takich maleńkich, niewidocznych kuleczek. Kiedy coś drga i wibruje (jak na przykład membrana w głośniku) to najbliższe tej membranie kuleczki również zaczynają latać tam i z powrotem, a że tych kuleczek jest bardzo dużo, to zderzają się w kółko ze sobą. I taka fala zderzeń przechodzi coraz dalej i dalej, aż dociera do naszego ucha jako dźwięk.
W Kosmosie jednak nie ma czegoś takiego jak powietrze – brak kuleczek zupełnie. W takiej sytuacji nie ma się co z sobą zderzać, no to jak dźwięk ma dotrzeć do naszych uszu? Dlatego w próżni panuje całkowita, absolutna cisza, gdyż dźwięk może rozchodzić się tylko w jakimś medium, w całkowitej pustce po prostu nie ma przez co wędrować:)
Może tak?
/ Cytuj komentarzFinwe, zobaczymy czy starczy:)
G_o_n, wielkie dzieki!
a swoja drogą to niesprawiedliwe, w kosmosie ciągle jakieś wielkie bum sie robi i w ciszy? dźwięku nie ma, to może obrazu też nie i to wszystko na niebie to fatamorgana albo fototapeta?
nie przejmujcie sie – baba w klimakterium…
/ Cytuj komentarzNo cóż, o ile co do dźwięku to mogę sobie dać rękę uciąć, że po prostu go tam “nie ma”, to ze światłem to jednak zupełnie inna historia – fale elektromagnetyczne w przeciwieństwie do akustycznych nie potrzebują takiego ośrodka jak powietrze do rozchodzenia się, odbywa się to po prostu w przestrzeni, a takiej raczej nigdzie nie brakuje:)
/ Cytuj komentarzFinwe, ja bym sie z tym ucinaniem ręki nie spieszyła…
masz rację, miejsca tam nie brakuje (niby)
a w takim razie, co to za dźwięki są odbierane z kosmosu? i analizowane?
/ Cytuj komentarzDźwięki? Pewnie masz na myśli szumy radiowe (ostatnio chyba było coś z Saturna), jednak to nie są “dźwięki” w rozumieniu takim, jak pisaliśmy wcześniej – to nie fale akustyczne, a radiowe, które urzadzenia odbiorcze przetwarzają na szum. Dźwięki jako takie nie docierają do nas żadne. Trochę to niesamowite swoją drogą – niewyobrażalne kataklizmy kosmiczne odbywają się w doskonałej ciszy:)
/ Cytuj komentarzA ja polecam aktualne wydanie specjalne Wiedzy i Życia – tajemnice wszechświata. Oto spis treści: http://www.wiz.pl/main.php?go=1&op=4&id=64
/ Cytuj komentarzNumer traktuje o chyba wszystkich najciekawszych zagadnieniach związanych z tematem. Jest tam też kilka ciekawych grafik. Specjalistyczna jest także oczywiście cena – 11 zł, ale cóż to dla pasjonatów ;>
Polecam jako amator niniejszego bloga
Ubiegłeś mnie podając taką informację – sam chciałem o tym wspomnieć, wczoraj dostałem to specjalne wydanie w swoje ręce i z przyjemnością zdążyłem już trochę rzeczy przeczytać – może minusem jest to, że sporo tam tekstów dość ogólnikowych, nie wprowadzających niczego nowego, ale dla osób, które dopiero zaczynają przygodę z Wszechświatem coś wspaniałego. No i już nie przesadzaj z ceną – 11 zł to przecież nie są pieniądze, obecnie większość pism kosztuje tyle samo albo i więcej:)
/ Cytuj komentarzPełna zgoda – nie ma tam niczego nowego, jednak jest podsumowanie zagadnień napisane przez ludzi, którzy (jak się wydaje mojemu amatorskiemu oku) mają pojęcie co piszą. A materia jest na tyle skomplikowana (i m.in. przez to interesująca), że warto sięgać do różnych źródeł, które opisują naszą wiedzę każde w nieco odmienny sposób, co ułatwia jej przyswojenie.
/ Cytuj komentarzZgodzę się tutaj w całej rozciągłości – jestem w trakcie lektury i uważam, że artykuły są świetnie napisane. Mam co prawda ogromny problem z pojęciem artykułu o topologii Wszechświata (wywiadu w sumie z francuskim uczonym w Toruniu), gdyż dwunastościany i proste-pętle są ponad moje możliwości, jednak to wydanie to prawdziwy skarb, racja:)
/ Cytuj komentarz