Domácí supermasivní černou díru Mléčné dráhy, tedy Sagittarius A* (Sgr A*), kterou pozorujeme ve vzdálenosti asi 26 tisíc světelných let, obvykle považujeme za línou galaktickou příšeru, co nedělá prakticky vůbec nic. Jak ale ukázal nedávný výzkum, zřejmě je to jen klid před bouří.
Ruth Dalyová z americké Pennsylvania State University a její kolegové analyzovali data vesmírné rentgenové observatoře Chandra a pozemní soustavy radioteleskopů Karl G. Jansky Very Large Array v Novém Mexiku. Zjistili, že naše supermasivní černá díra zběsile rotuje, takovou rychlostí, že ždímá okolní časoprostor a ohýbá ho do tvaru míče na americký fotbal, při pohledu z boku. Čím rychleji černá díra rotuje, tím více zploštělý tenhle přízračný míč je.
Podle výsledků analýz Sgr A* rotuje rychlostí, která odpovídá asi 60 procentům maximální možné rychlosti, odvozené od rychlosti světla.
V minulosti již proběhla řada pokusů odhadnout rychlost rotace naší supermasivní černé díry, jejichž závěry se značně lišily.
Tým Dalyové podpořil scénář, že Sgr A* rotuje velice rychle, což má dalekosáhlé důsledky. Při odhadu rotace použili metodu analýzy výtrysků hmoty (outflow method), která je založená na vztahu mezi rotací černé díry a její hmotností, vlastností hmoty v blízkosti černé díry a vlastností výtrysků hmoty.
Rotace černé díry zároveň představuje intenzivní zdroj energie. Pokud je v blízkosti takové černé díry hmota, může ji rotační energie odpalovat v úzkých výtryscích o vysoké energii. Jak říká Biny Sebastianová z kanadské University of Manitoba ve Winnipegu, která se rovněž podílela na výzkumu, rotující černá díra je jako raketa na startovací rampě. Když se v její blízkosti nashromáždí dost materiálu, dojde k odpalu. Jakoby někdo stihl startovací tlačítko.
V Mléčné dráze jsme už nalezli stopy po dřívější aktivitě supermasivní černé díry, která byla zřejmě podstatně odvázanější než dnes. Jde například o Fermiho bubliny, které pozorujeme v oblasti rentgenového a gama záření. Podle autorů studie je zřejmě jenom otázkou času, kdy Sgr A* nashromáždí dost energie a hmoty, aby odpálila další pořádnou galaktickou ránu. Může to být za milion let nebo za tisíc. Může k tomu dojít zítra. Nejspíš to bude parádní podívaná.
Video: A New Method To Measure Black Hole's Spin
Video: Quick Look: Telescopes Show the Milky Way's Black Hole is Ready for a Kick
Literatura
Chandra X-Ray Observatory 8. 2. 2024.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 527: 428–436.
Rotující černé díry stáčejí světlo do spirály
Autor: Dagmar Gregorová (16.02.2011)
Jak změřit rotační rychlost obrovské černé díry?
Autor: Stanislav Mihulka (16.03.2016)
Rotující supermasivní černé díry by mohly fungovat jako přepravní portály
Autor: Stanislav Mihulka (10.01.2019)
Kolem rotujících supermasivních černých děr mohou obíhat obyvatelné planety
Autor: Stanislav Mihulka (07.02.2020)
Astronomové poprvé pozorovali záření zpoza černé díry
Autor: Stanislav Mihulka (30.07.2021)
Diskuze:
Hranice ohrožení
Tomáš Novák,2024-02-12 10:51:23
Tak Sgr A* nebo Betelgeuse? Co je pro nás vlastně nebezpečnější?
Re: Hranice ohrožení
Jirka Naxera,2024-02-13 02:45:59
https://www.astronomy.com/science/what-will-happen-on-earth-when-betelgeuse-goes-supernova/ supernova je prilis daleko, aby nas mohla ohrozit.
Co se tyce centralni cerne diry, nevim. Laicky pokud bychom nemeli extra smulu, tak asi ne, ale pokud bych si mohl vybrat, tak AGN pozorovat nejlepe ze sousedni galaxie. I kdyz jety to generuje ve smeru osy rotace, ale nerad bych na vlastni kuzi byl svedkem expirickeho dukazu, ze vsechno kolem AGN jeste uplne nezname ;-)
Těžba energie z černé díry
Richard Kocman,2024-02-11 23:02:09
Tak rotuje už 26 000 let. Co dělá teď nevíme.
Jinak těžba energie z rotace černé díry je možná:
https://www.youtube.com/watch?v=ulCdoCfw-bY
Možná už se to stalo?
Kryštof Olsen,2024-02-11 16:50:03
Chápu to správně, že se to možná už stalo? Pokud ani informace se nemůže šířít rychleji než c?
Re: Možná už se to stalo?
Josef12345 Josef12345,2024-02-11 23:59:49
třeba může :) pomocí warpové bubliny která obklopí informaci.
Re: Možná už se to stalo?
Jirka Naxera,2024-02-12 08:22:39
To plne zalezi na tom, cemu presne rikate "stalo". Ono my mame ve zvyku v obcanske reci rikat to, co rikate, ale relativisticky to je trochu slozitejsi.
Takhle - v relativite mate inercialni soustavy souradnic. Ty si muzeme predstavit, jako sit z nejakych mericich tyci, a do kazdeho uzlu dostrkate pomalu hodiny z nejakeho mista, kde byly sesynchronizovane. (pokud to delate dost pomalu, da se dokazat, ze nevznikne problem).
Za soucasnost na ruznych mistech pak prohlasite, kdyz mistni hodiny ukazuji stejny cas. (to, ze mezi nimi cestuje foton rychlosti svetla a neco mu to trva je druha vec).
Samozrejme plati, ze pro ruzne souradne soustavy se obecne nezachovava soucasnost. Co je podstatne, ze pokud mate dva jevy, tak mohou nastat v podstate dve rozdilne moznosti:
A je v absolutni minulosti B (neboli B je v absolutni budoucnosti A) - tenhle stav se zachovava pro vsechny pozorovatele, one vzdalenosti rikame casupodobny interval. Co se tyce kausality, plati ze B muze byt dusledek A.
A a B nastavaji drive nebo pozdeji nebo stejne, podle konkretniho pozorovatele - pak se jedna o prostorupodobny interval, a jevy jsou kausalne oddelene.
V obecne relativite to je jeste slozitejsi, tam (na rozdil od plocheho prostoru Specialni relativity) neexistuje zpusob, jak udelat globalni souradnou soustavu, takze je ta situace jeste zamotanejsi - v principu vsechna mereni se da dobre definovat pouze lokalne (i kdyz, samozrejme, porad muzete mereni v jedne soustave prepocitat pro jinou). Tady treba narazite na problem definovani vzajemne rychlosti, a vlastne cehokoli, co neni lokalni.
Do toho, jak jeste narazite prichazi konecna rychlost svetla/informaci.
Kazdopadne mate pravdu v tom, ze intuitivne si muzeme predstavovat, ze se to uz stalo. Ale jiny pohled, treba takovy, ze se to jeste nestalo, ale nemuzete to nijak ovlivnit, protoze jste mimo kauzalni kuzel, by byl take validni :).
No asi jsem to nejak moc neujasnil spis naopak, ale ono to tak s relativitou je, ze cim pokrocilejsi cast uvazujete, tim mensi cast "socialnich jistot" kolem definic zustava.
Gábor Vlkolinský,2024-02-11 16:49:57
Rotácia čiernej diery sa mi zdá odvážne tvrdenie. Rotovať môže zanedbateľná hmota na horizonte udalosti, ktorá ešte nespadla do singularity. Singularita je bod bez polomeru a teda bez rotácie.
Re:
Igor Druhý,2024-02-11 20:11:48
Ak som správne pochopil dávnejšie komentáre, tak rotuje aj samotná čierna diera a hypotetická "singularita" potom nie je bod ale kružnica a aj horizont udalosti čiernej diery nie je guľa.
Re: Re:
Vít Výmola,2024-02-12 00:44:46
Přesně tak. Neustále někdo chybně dává rovnítko mezi černou díru a singularitu, ale tak to není. Černá díra je zjednodušeně objekt velikosti dané horizontem událostí, v jehož středu možná leží (spíš hypotetická) singularita. A černé díry samozřejmě rotují, protože musí zachovávat moment setrvačnosti. Naopak nerotující černá díra by bylo něco podivného.
Re: Re: Re:
Viktor Mikulenčák,2024-02-12 08:11:25
Zkuste mi prosím trochu rozvést proč jste požil slovní spojení "možná leží hypotetická singularita". Jsou snad i jiné scénáře? Pro mě jsem termín singularita něco ve smyslu: Mizí tam veškerá hmota,nevíme jak a proč,tak to nazveme singularitou.
Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-12 08:41:27
Ano jsou. Je sice nejaky singularity teorem (ktery rika, ze jakykoli objekt skonci v konecnem vlastnim case v singularite), ktery byl vsak loni minimalne panem Kerrem zpochybnen - co jsem pochopil, tak popsal fyzikalne realisticke scenare, ktere v Kerrove (to je dulezite) cerne dire k vzniku singularity nemuseji vest.
Re: Re: Re: Re: Re:
Martin Novák2,2024-02-13 21:58:37
Konečný vlastní čas nemusí být vlivem gravitačního pole nutně kratší než čas potřebný k vypaření černé díry. V tom případě se černá díra nestihne zhroutit a singularita nestihne vzniknout. Mohl by náš vesmír vzniknout jako skutečná singularita v předchozím vesmíru? Ať už jako big bang do nových rozměrů nebo jako spouštěč fázového přechodu vakua?
Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-14 17:47:01
To si nemyslim. U klasicke (Schwartzschildovy) cerne diry hvezdne velikosti (r=3km) je ten "konecny vlastni cas" nez potkate neco, co tam je uprostred (bude to nejaky projev kvantove gravitace, ktery netusime) je asi tak nejak 10 mikrosekund.
To, na co pan Kerr (pokud jeho clanek alespon malinko chapu) argumentoval je v tom, ze zatimco u nerotujici cerne diry roste tlak (vuci stacionarni hmote) nade vsechny meze uz na horizontu, kdezto u Kerrovy (rotujici) cerne diry muze byt konecny i uvnitr, takze s vhodnou stavovou rovnici hmoty se vubec singularita (resp. to, cim ji kvantova gravitace nahrazuje) vubec netvori.
U Big bangu mate mnohem horsi problem. Lidove receno, cerna dira je celkem v pohode, ono se to nejak zhrouti, utvori to horizont, takze tusime, ze se tam deje neco vic nez vime, ale muze nam to byt jedno, jednak protoze je to za horizontem, takze se to nikdy nedovime, druhak pokud byste do te cerne diry skocil, tak je dost sance, ze driv, nez zjistite, co se tam deje, tak Vas neco zcela spolehlive zabije. ;-)
Zatimco u Big Bangu se te singularite nevyhnete. Teda opet, my nevime ani, jestli byla nejaka inflace (~10-35s - ~ 10-30s podle modelu "po BB"), a i kdyby zadna nebyla, tak narazite na Planckuv cas, kdy naprosto netusime, co se tehdy delo.
To same, co pisete, do "novych rozmeru". Rozmery, tedy samotny casoprostor, je nejaky projev kvantove gravitace, tezko bez odpovidajici teorie rikat cokoli. Samozrejme, spousta vedcu se poustela a pousti na tenky let pre-BB kosmologie, ale co si budeme namlouvat, doufam ze me nikdo nezabije, kdyz reknu nahlas, ze bychom to meli povazovat spis za vedou inspirovane sci-fi.
Tim v zadnem pripade nechci rict, ze by takove modely byly uplne zbytecne, a ne, ze by se pri jejich odvozovani nedalo prijit na neco podstatneho, pouze tvrdim to, ze s velmi vysokou pravdepodobnosti hranicici s jistotou nepopisuje Prirodu.
Dnes ani netusime, jestli je samotny casoprostor fundamentalni nebo emergentni...
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Martin Novák2,2024-02-15 00:40:16
"Because of the logarithmic term in the first equation, the coordinate time blows to infinity, while nothing particularly special happens to the proper time.
So, the physical implication of this is that the far away observer would see the time passed for the observer near the event horizon slow down indefinitely, while the observer at the event horizon would not see anything special happening."
Vtip je v tom že čas vypaření černé díry se měří v čase vnějšího vesmíru, prý zhruba nějaké stovky trilionů let, ale každopádně konečný čas. Při NEKONEČNÉM zpomalení by neměl být problém aby 10 mikrosekund trvalo nekonečně dlouho (z pohledu vnějšího pozorovatele :-)
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-15 12:14:21
Tak ale zase narazite na jiny problem, ze ten pozorovatel neni nehmotny, takze se mu muze docela snadno stat, ze sice k puvodnimu horizontu by mu to trvalo nekonecne souradnicoveho casu, ale mezitim ten horizont poposkoci nad nej v case konecnem.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-15 13:52:54
Kouknete treba DOI 10.1088/0264-9381/33/15/155003 tam je podobny jev rozepsan
Re:
Jirka Naxera,2024-02-12 08:39:10
Obavam se, ze se velmi mylite. https://en.wikipedia.org/wiki/Kerr_metric
Re:
Vladimír Wagner,2024-02-12 10:17:37
Žádný objekt nemůže mít nulový poloměr a nekonečnou hustotu hmoty, náboje či energie. Singularita je čistě matematický pojem který v daném případě fyzikálně vyjadřuje, že zatím nemáme fyzikální teorii, která dokáže dané extrémní fyzikální podmínky popsat. Takže u hmoty víme, že pokud je hvězda dostatečně hmotná a spálí veškeré palivo pro fúzní jaderné reakce, nedokáže se bránit gravitačnímu kolapsu. Pokud hmotnost překročí Chandrasekharovu limitu nezabrání kolapsu tlak degenerovaného plynu, nevzniká bílý trpaslík a hvězda kolabuje dále. Pokud hmotnost překročí Tolman-Oppenheimer-Volkoffovu limita, objevuje se i ve filmu Oppenheimer, tak kolaps nezastaví ani tlak degenerovaného neutronového plynu, a hvězda neskončí jako neutronová hvězda (případně jiná forma jaderné hmoty) a hroutí se dále. Pak už nám současná fyzika neposkytuje možnost kolaps zastavit. Je však jasné, že úplné zhroucení není možné, jen pro formu hmoty, která kolaps zastaví, potřebujeme novou obecnější teorii za Standardním modelem hmoty a interakcí.
Trochu podrobněji jsem to, co je singularita, popsal ve starší přednášce o základech kosmologie, zhruba v čase 19:30 se věnuje singularitě na počátku vývoje vesmíru.
https://www.youtube.com/watch?v=3diodejrth4
Re: Re:
Gábor Vlkolinský,2024-02-13 10:06:49
Ďakujem a dovolím si ešte jednu laickú otázku k prednáške. Vek vesmíru sa udáva od inflácie? Totiž čas pred infláciou vzhľadom k veľkej hustote mohol plynúť inak, ako nám plynie teraz.
Re: Re: Re:
Viktor Mikulenčák,2024-02-13 19:36:03
Inflace... Stejná situace jako u singularity. My nevíme jak ale víme že to bylo...
Esli jsem to dobře pochopil, tak teorie třesku má spočítáno vše od toho bouchnutí. I čas inflace je definovaný, takže si myslím že to počítají od bum.
Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-17 22:58:16
No lepe receno, ta formulace by spis sedela na "cas, kde by bylo hypoteticke bum se singularitou, pokud by i na uplnem zacatku platily zname zakony, ktere vim,e ze tam platit nemohly".
Proste vime, ze nevime nic, ale tvarime se, jako by tam ten pocatecni bod byl, abysme mohli nejak tu casovou osu postavit.
Asi neco jako "nevidel jsem Vas vzletat, ale letite smerem od Prahy rychlosti 800km/h a jsme od ni daleko 200km, tak budeme pocitat dobu Vas palubni cas od ted minus 15 minut".
Re: Re: Re:
Martin Novák2,2024-02-13 22:03:57
Čas plyne jak plyne. Abyste ho mohl srovnávat musíte mít k čemu. A to v tomhle případě nemáte. Jediná jistota je že plynul jinak ale kdybyste tam byl tak to nepoznáte stejně jako nepoznáte zpomalení času v raketě pokud ho nesrovnáte s časem někde jinde. Ne někdy jindy, ale někde jinde zároveň.
Re: Re: Re: Re:
Gábor Vlkolinský,2024-02-14 06:49:18
Lenže vek vesmíru sa udáva v súčasných jednotkách času. Prvé sekundy po tresku bola taká hustota, že jedna sekunda mohla trvať miliardy dnešných rokov.
Re: Re: Re: Re: Re:
Vladimír Wagner,2024-02-14 22:22:44
Pane Vlkolinský, z čeho prosím usuzujete, že by měla vysoká hustota vést k prodloužení průběhu času?
Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Gábor Vlkolinský,2024-02-15 18:11:09
Pán Kulhánek prednášal o tom, že o čase nula nevieme nič a že celému plazmatickému obdobiu 400 000 rokov hovoríme veľký tresk. Takže s časom v tom období je to nejaké divné. Spojil som si to s myšlienkovým experimentom pádu do čiernej diery, kde sa pre padajúceho (okrem zošpagetovania) obrovskou hustotou spomalí čas.
Re: Re: Re: Re: Re:
Martin Novák2,2024-02-15 00:10:12
Sekunda trvá vždycky sekundu, ani víc ani míň. Tehdejší sekunda nebo dnešní sekunda jsou naprosto stejné a nerozeznatelné. Sekunda v raketě letící rychlostí světla trvá přesně stejně jako na zemi, ať měříte jak měříte nezjistíte žádný rozdíl, bude mít stejný počet kmitů atomů cesia. Jenom srovnáním dvou hodin současně v různých referenčních rámcích zjistíte nějaký rozdíl. Tehdy žádný jiný referenční rámec pro srovnání nebyl, sekundy tedy trvaly stejně dlouho.
Můžete spekulovat: Kdyby bývalo bylo v současnosti místo s takovou hustotou materiálu a gravitačním polem jako raný vesmír tak by tam mohl být čas zpomalen vzhledem k zemi...
Tenkrát země nebyla a vesmír byl celkem homogenní, tj. čas běžel všude stejně. Tj. zpomalen nebyl.
Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-15 04:02:52
Neslo spise o miskoncepci s pouzitim Mandelstam-Tammova teoremu?
Co si vzpominam, v devadesatkach bylo u nas hojne popularni i popularizovane tema Tiplerovy Omega kosmologie, kde (krome nehezke teologicke omacky, a malicko divoke argumentace) byl jednim z hlavnich argumentu prave nekonecny pocet dostupnych vypocetnich kroku behem konecne faze vyvoje Vesmiru (velmi nepresne prave popularizovane jako ono "zrychlovani casu", exaktne viz teorem vyse).
Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Gábor Vlkolinský,2024-02-15 22:01:06
Čas u nás plynie všade rovnako a keď pozeráme na niekoho kto padá cez horizont udalostí, tak nám zamrzne v čase, aj keď jeho čas plynie normálne. Tak nejako si predstavujem aj prechod cez infláciu . Že čas pred infláciou bol pri pohľade z nášho času zamrznutý.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-17 00:07:45
Bacha na jednu vec, on ten pad na horizont pripomina https://cs.wikipedia.org/wiki/Achilles_a_%C5%BEelva znamy paradox, kdy souradnicovy cas (neboli to, co uvidi pozorovatel z bezpecne vzdalenosti zvenku) odpovida tem krokum "Achiles dobehne na misto, kde predtim byla zelva". Proste pokud ma kosmonaut na rakete stopky, ktere dobehnou na nulu v okamziku setkani se singularitou nebo co tam je, tak u hvezdne cerne diry by vnejsi pozorovatel videl, jak se s priblizovanim k horizontu ty hodiny na rakete blizi k minus 10mikrosekundam. Kosmonautovi v te rakete samozrejme (je to obecna lokalni vlastnost vsech vztaznych soustav, i neinercialnich) pobezi cas "normalne", a v case t=-10us proste nerusene proleti horizontem.
U inflace to moc smysl nedava, tam neexistuje zadne kausalne spojene "venku" a tedy ani pozorovatel, vuci kteremu by se ten cas mohl zpomalit.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-17 00:31:55
A nebo, ted me napada, nenarazite na (naprosto trivialni) fakt, ze cim vzdalenejsi oblast Vesmiru, tim rychleji se od nas vzdaluje, neboli roste rudy posuv tak, az (kdyby tam teda bylo videt) v okamziku BB vzroste nade vsechny meze?
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Gábor Vlkolinský,2024-02-17 11:02:39
Práve že vek vesmíru udávame ako dnešný pozorovateľ akoby náš čas plynul aj pred infláciou rovnako. A to nehovorím, že sa pokojne pýtame o čase pred treskom, akoby sme sa pozerali na vesmír z božskej vzdialenosti, kde plynie božský čas.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-02-17 18:24:34
Pockejte, zkuste to naformulovat trochu exaktneji.
Predne, doplne par ne moc hlasite vyrcenych predpokladu:
- Co bylo pred Planckovym casem (tedy ani jestli nejake "pred" bylo) naprosto nevime, takze cokoli co se tyce pre-bigbang muzeme chapat nejvyse jako spekulace.
- Vetsina inflacnich modelu velmi hrube predpoklada platnost soucasne fyziky plus nejaka extenze (v nejjednodussim pripade nejake inflatonove pole) az k Planckovu casu.
Z tohoto pohledu nevim, cemu pak rikate "plynul cas rovnako". Mate nejake rovnice (Einsteinovy polni rovnice), mate nejaky stress-energy tensor, ktery popisuje rozlozeni hmoty/energie, a kdyz tomu podstrcite, jak je u slusnych diferencialnich rovnic zvykem, nejake pocatecni podminky, tak jako vysledek dostanete popis, jak se tohle cele vyviji v case - https://en.wikipedia.org/wiki/Friedmann%E2%80%93Lema%C3%AEtre%E2%80%93Robertson%E2%80%93Walker_metric
Cas je samozrejme soucasti one metriky. Kazdopadne tvrzeni "cas tekl jinak" by chtelo nejak specifikovat. Jako ze kdybyste (ponechme stranou technickou nemoznost a to, ze byste se okamzite vyparil) vzal raketu s atomovymi hodinami (=hodinami zalozenymi na nejakem kvantovem jevu) a pozoroval, jak se to rychle rozpina, tak byste pozoroval neco jineho nez co vypadava z rovnic? Nebo jak presne to myslite?
Re: Re: Re:
Vladimír Wagner,2024-02-14 14:41:41
Zdravím, pokusím se odpovědět na dotaz. Standardní kosmologický model může popisovat vesmír až v době, kdy platila fyzika popisovaná Standardním modelem hmoty a interakcí. Od té doby se tak počítá stáří vesmíru. Na druhé stran, samotný průběh inflace by měl být extrémně rychlý a není moc důvodů si myslet, že čas při tehdy existujících hustotách plynul pomaleji. Víme však, že fyziku v těchto podmínkách popsat neumíme, takže to nemůžeme ani vyloučit.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
