Чорні діри — найдивовижніші та найзагадковіші сили у Всесвіті. Деякі зірки після «смерті» стають чорними дірами — отримують, так би мовити, друге життя. Вчені досліджують їх уже кілька десятиліть, але досі мало про них знають. Однак ми впевнено рухаємося в напрямку пізнання, адже не так давно вдалося зробили перші успішні знімки чорної діри. Насправді її акреційного диска, та про це згодом.

Однією з великих таємниць чорних дір є саме акреційні диски

Вони виникають, коли діра поглинає якусь речовину, та вчені досі не можуть збагнути способу та механізму їхнього утворення. Проте нещодавно міжнародна група дослідників провела детальне моделювання чорної діри, і це підтвердило деякі прогнози щодо утворення їхніх дисків.

Команда фізиків підтвердила теорію, висунуту ще у 1975 році Джеймсом Бардіном і Якобусом Петтерсоном, що відома як ефект Бардіна-Петтерсона. Науковцям нарешті вдалося точно змоделювати це явище. Вчені виявили, що поки зовнішня область акреційного диска залишатиметься нахиленою, його внутрішня область вирівнюватиметься з екватором чорної діри. На відео можете побачити спроби показати цей ефект.

Не дивно, що це моделювання приділяє стільки уваги акреційним дискам. За все, що науковці знають про чорні діри, вони завдячують саме їм. Це рупор в астрологічних дослідженнях. Чорна діра не випромінює навіть світла, тому фактично ми не можемо її побачити, але можемо зафіксувати її вплив на довколишні тіла. Коли щось наближається до неї дуже близько, вона починає його втягувати. Внаслідок цього процесу й утворюється акреційний диск, який і «сфотографували» науковці. На тому легендарному знимку ми бачимо не так чорну діру, як її акреційний диск. 

Якби не акреційні диски — дослідження чорних дір було би значно складнішим.

Коли акреційні диски наближаються до горизонту подій, вони розганяються до величезних швидкостей і рухаються через викривлені області часу та простору. До того ж рух чорної діри змушує час та простір обертатися навколо неї. Вчені не можуть до пуття узгодити всю цю кашу з теорією відносності й теорією турбулентних потоків.

Модельоване зображення Університету Аризони зображує турбулентну плазму в екстремальному середовищі навколо гігантської чорної діри

Турбулентна плазма навколо чорної діри. Моделювання Університету Аризони

До сьогодні науковці не мали достатніх можливостей, щоб максимально точно змоделювати чорну діру. Їм бракувало обчислювальної швидкості. Проте команда на чолі з Олександром Чеховським змогла подолати цю перешкоду. Сам Олександр порівнює їхній підхід з тисячею коней проти Ferrari:

Скажімо, ви захотіли переїхати до нової квартири. Вам доведеться багато разів робити гаки з вашим потужним Ferrari на тисячу кінських сил, бо ж він не вмістить усіх речей. Та ви можете взяти ту тисячу коней, і хай кожен понесе частину речей. Таким чином ви могли б перемістити все за один раз. Так працює і наше моделювання: там повільні елементи, але їх надзвичайно багато.

З усіма останніми знахідками, які астрофізики зробили відносно чорних дір та їхніх акреційних дисків, цілком можна сказати, що ми живемо у другому «Золотому віці відносності». Розуміючи поведінку матерії в найекстремальніших умовах, ми наближаємося до вивчення того, як працюють фундаментальні сили Всесвіту.

Навчаюсь на кафедрі Акустики та Акустоелектроніки «Київського Політехнічного Інституту ім. Ігоря Сікорського». Популяризую науку та українську мову. Веду Telegram-канал «Мовний трибунал».

Підтримайте Токар
50 грн.

10% середньостатистичної статті,
або ж пів дня роботи нашого сервера

Підтримати
Ось вона, нагода стати причетним до розвитку незалежних медіа!
Коменти