Давайте посмотрим на тридцать лет назад. В то время мы еще не открыли ни одной планеты у нормальных звезд, похожих на Солнце, и не знали о том, что наша Вселенная расширяется всё быстрее и быстрее. Первое явилось итогом целенаправленных усилий по поиску экзопланет, второе стало для большинства ученых неожиданным результатом исследований в области внегалактической астрономии и космологии. В современной науке какие-то крупные достижения мы можем предвидеть, а какие-то — нет. Будем считать, что бокал наполовину полон и попробуем задуматься, что мы узнаем о Вселенной в ближайшие тридцать лет.
Метка: черные дыры
Павел Амнуэль: «Режиссер взял верх над учеными»
Фильм Interstellar, снятый в 2014 году Кристофером Ноланом (а в эти дни на экраны как раз триумфально выходит его байопик о создателе атомной бомбы «Оппенгеймер»), многие критики и зрители называли одним из лучших научно-фантастических фильмов последних десятилетий. Астрофизик, писатель-фантаст, канд. физ.-мат. наук Павел Амнуэль изучил его научную составляющую и поделился своими впечатлениями.
Вдогонку за гравитационными волнами
В прошлом выпуске ТрВ-Наука опубликовано сообщение об открытии нового типа гравитационных волн. Вполне возможно, это важнейшее событие в астрофизике за последние несколько лет, поэтому мы посвящаем ему вторую публикацию. Сначала приведем некоторые конкретные данные, не вошедшие в предыдущую публикацию, затем будет интервью с Игорем Ткачёвым, который по роду деятельности хорошо знаком с теоретической подоплекой явления низкочастотного гравитационно-волнового фона. Вопросы задавал Борис Штерн.
Лем: Интеллектроника и некроэволюция
Впервые термин «некроэволюция» встречается у Лема в романе «Непобедимый» (Niezwyciężony, 1964). Экипаж крейсера «Непобедимый» высаживается на планете Регис III, чтобы выяснить судьбу звездолета «Кондор», связь с которым прервалась. В процессе расследования обнаруживается, что люди с «Кондора» погибли. Жизнь на планете наблюдается лишь в океанах, а вот на суше все живые существа исчезли около пяти миллионов лет назад. Зато над материковой частью летают некие «мушки», которые при необходимости могут собираться в «тучи»…
Снова гравитационные волны. Уже другие
В конце июня 2023 года несколько коллабораций радиоастрономов из разных стран практически синхронно опубликовали новые результаты своих наблюдений, из которых следовало, что надежно обнаружен новый тип гравитационных волн, точнее, волны нового диапазона частот и другого происхождения. Ниже мы опираемся на публикацию европейской коллаборации EPTA (European Pulsar Timing Array), выложенную в виде шести препринтов. С примером альтернативной публикации на ту же тему можно ознакомиться в статье коллаборации NANOGrav, ведущей измерения уже 15 лет.
«Джеймс Уэбб» запечатлел необычные сталкивающиеся галактики
Пара взаимодействующих галактик, получивших обозначение IC 1623, или VV 114, находится на расстоянии 275 млн световых лет от Земли в созвездии Кита. Ли Армус (Lee Armus) из Калифорнийского технологического института и его коллеги проводили наблюдения за этим феноменом в рамках проекта по изучению четырех относительно близких ярких сливающихся галактик.
Загадка ранних квазаров решена?
Совсем недавно появилась публикация, вызвавшая отклик в широкой прессе. Авторы статьи претендуют на решение проблемы тяжелых ранних квазаров. Проблема заключается в том, что есть некое ограничение на скорость роста квазаров, из-за которого последние не успевают дорасти до своей массы ко времени, в котором их наблюдают (миллиард солнечных масс, 650 млн лет от Большого взрыва). Ограничение называется «эддингтоновский темп аккреции», оно связано с тем, что если квазар мощнее некоторого порога, то давление его излучения превышает силу гравитации, и аккреция тормозится.
Регистрация гравитационных волн: астрофизический аспект
Гравитационно-волновые обсерватории регистрируют слияние двойных черных дыр, иногда — слияние нейтронных звезд, иногда — слияние нейтронных звезд с черными дырами. Сколько слияний уже известно? Что мы знаем об этих объектах? Откуда они возникли? Почему их массы часто неортодоксальны? Борис Штерн побеседовал с Константином Постновым, членом-корреспондентом РАН, директором Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ.
Рентгеновская астрономия в наши дни
Беседу с Юрием Поутаненом, профессором Университета Турку (Финляндия) и зав. лабораторией фундаментальной и прикладной рентгеновской астрофизики в ИКИ РАН, созданной по мегагранту, ведет Борис Штерн, который за двадцать с лишним лет сотрудничества с ним имеет множество написанных совместно статей.
Самые яркие магниты Вселенной: реальность или иллюзия?
Я часто ловлю себя на мысли, что астрофизика — преимущественно наблюдательная наука в том смысле, что теории нередко приходится догонять наблюдения, а удачное наблюдение может взбудоражить и перевернуть целую область. Хорошим примером является неожиданное открытие в 2014 году нейтронных звезд в ультраярких рентгеновских источниках, что перевернуло наше представление о том, насколько яркими могут быть нейтронные звезды, а объяснение этого феномена по-прежнему является вызовом теоретикам. Но давайте по порядку.
Краткий курс истории Вселенной
После нескольких заметок по космологии было бы полезно совершить беглый экскурс по всей истории Вселенной — от Большого взрыва до наших дней. Впрочем, оставим за кадром то, что было до Большого взрыва, — космологическую инфляцию: там слишком много возможностей, которые заслуживают отдельного курса.
Варп-двигатель — космический Тянитолкай
Относительно недавно, в 1994 году, Мигель Алькубьерре предложил новый способ перелетов, который (пока лишь в теории) позволяет свободно перемещаться в любых направлениях без предварительного строительства кротовой норы — пространственно-временного тоннеля. Мигель так наглядно объясняет свою идею: позади космического корабля пространство раздувается, а спереди, наоборот, сжимается. За счет этого корабль может перемещаться вперед со сколь угодно большой скоростью относительно внешних наблюдателей…
Первичные черные дыры
Происхождение всех известных нам черных дыр можно объяснить астрофизическими процессами: коллапсом тяжелых звезд и дальнейшим ростом за счет их слияния и падения на них вещества (аккреции). Но не могли ли какие-то черные дыры образоваться в первые мгновения существования Вселенной и даже дожить до нашего времени? Такие черные дыры астрофизики называют первичными.
Что грозит планете из космоса?
Человек, конечно, смертен (или даже «внезапно смертен»). Однако и человечество в целом не бессмертно. И это факт: в далеком прошлом жизнь на нашей планете неоднократно либо висела на волоске, либо прерывалась вовсе. В будущем ей тоже грозят вполне реальные катастрофы. И если природные катаклизмы на самой Земле в основном локальны и всеобщей гибелью не грозят, да и само себя человечество без остатка вряд ли уничтожит ядерным оружием (разве что сильно деградирует после термоядерной войны), то из космоса может прийти такое, что действительно принесет всеобщую погибель.
Темная материя, сверхмассивные черные дыры и современное состояние научной публицистики, популярной и не только
В последнее время в популярной литературе часто освещаются наиболее важные проблемы современной астрофизики и космологии, такие как проблема темной материи и проблема образования черных дыр. Увеличение числа популярных статей о наиболее важных астрофизических результатах, с моей точки зрения, положительная тенденция. С другой стороны, сенсационные заголовки новостей зачастую совсем не соответствуют тем результатам, которые изложены в оригинальных научных статьях.
Астрофизика‑2020
За год в астрофизической части Архива (arXiv.org) появилось около 15 тыс. статей. Это, конечно, снова рекорд, хотя прирост по сравнению с 2019 и 2018 годами совсем небольшой. Тем не менее есть из чего выбирать. Основными темами нашего ежегодного обзора станут результаты работы крупных проектов, несколько громких, но пока не до конца понятных заявлений об открытиях, экзопланеты и, разумеется, быстрые радиовсплески. Однако начнем с «плановых» результатов.
Нобелевское признание черных дыр
В 2020 году Нобелевская премия по физике была поделена пополам, и эти половины присуждены за разные работы, плохо связанные между собой. К сожалению, это входит в традицию: в прошлом году произошло то же самое, причем половинки были присуждены за достижения в совершенно разных областях — одна за космологию, другая за экзопланеты. Половины премии этого года связаны хотя бы предметом исследования — черными дырами. Хотя одна из них была присуждена за общие теоретические находки, а вторая — за исследования конкретного объекта.
Слияние чемпионов
На днях опубликована статья про событие слияния двух черных дыр, зарегистрированное детекторами LIGO и VIRGO 5 мая 2019 года. Необычное в этом событии — рекордные массы компаньонов. Многие комментаторы пишут, что эти объекты относятся к классу «черных дыр промежуточных масс». Это не совсем точно…
Гравитационно-волновые будни
Гравитационные волны от слияния черных дыр были впервые зарегистрированы в сентябре 2015 года. Первое время каждое детектирование гравитационных волн было шумным событием, потом к ним привыкли. Нобелевская премия за открытие была присуждена очень быстро — в 2017 году. Осенью 2017-го эксперимент, в котором кроме американских детекторов LIGO участвовал итальянский VIRGO, был временно приостановлен для усовершенствования установок. Результат к моменту остановки — 11 событий…
Что придет на смену эйнштейновской теории гравитации?
В ОТО проявления тяготения моделируются искривлением пространства-времени, которое оказывает воздействие на любую материю в нем. Важнейшие свойства пространства-времени — метрические характеристики, то есть правила, исходя из которых определяются расстояния. Эти правила задаются метрикой (или, более точно,метрическим тензором). Именно с помощью метрики определяют, насколько и каким образом пространство-время искривлено.
Живое небо «Ферми»
В свое время я сделал слайд в презентации про черные дыры, где использовался файл в формате MPEG — проигрывался прилет гамма-квантов на некотором куске неба. Это было интересно — вспыхивал яркий блазар, пролетало Солнце, которое тоже излучает гамма-кванты, но это не было красиво. У меня попросту нет никакого опыта в изготовлении мультиков из данных, поэтому на одной из лекций я обратился к аудитории с просьбой о помощи — дескать, нужен волонтер, который помог бы сделать качественный ролик с гамма-квантами…
Новое о сверхновых
В этом году Премии Чемблисса в области астрономической литературы удостоились профессор астрономии Техасского университета в Остине Джон Крейг Уилер и заслуженный профессор Оклахомского университета Дэвид Бранч за монографию “Supernova Explosions”, в которой с исключительной полнотой и ясностью обсуждаются природа, причины и последствия вспышек сверхновых. О последних результатах в той области, которая стала предметом премированной книги, с Крейгом Уилером побеседовал Алексей Левин, уже много лет знакомый с этим ученым.
Подбираясь к горизонту событий
Увидеть черную дыру! Это одна из самых амбициозных задач современной астрономии. Сам по себе горизонт событий черной дыры никак не проявляется. Но можно, например, увидеть ее тень — она немного больше горизонта. В данном случае тень — круг, в котором наблюдатель не видит фотонов, излученных дальше черной дыры. Еще можно попытаться увидеть нечто, происходящее на последней стабильной орбите вокруг черной дыры. Ее радиус — в три раза больше радиуса горизонта. Понятно, что речь идет о тяжелейшей задаче…
Лямбда-член и фарфоровый чайник
Продолжаем публикацию глав из будущей книги астрофизика, профессора РАН Сергея Попова. Книга будет называться «Все формулы мира» и выйдет в издательстве «Альпина нон-фикшн» в следующем году Предыдущий отрывок из книги см. в позапрошлом номере ТрВ-Наука. В этот раз речь пойдет о разновидностях научных гипотез на примерах из астрофизики: ускоренное расширение Вселенной, темная энергия и темная материя, поиск внеземного разума, черные дыры…
Десять лет гамма-телескопу «Ферми». Часть 2. Блазары
Во второй статье, посвященной юбилею проекта «Ферми», основное внимание мы уделим самым ярким из долговечных объектов во Вселенной — блазарам разного типа. В данной статье приводятся рисунки, отображающие данные «Ферми» за 10 лет без пяти дней. Нескольких дней вполне достаточно, чтобы нарисовать простейшие предварительные распределения, иллюстрирующие феноменологию блазаров.
Путь в небеса
Умер самый знаменитый физик современности с яркой и тяжелой судьбой. Человек, сумевший обратить свой недуг во благо. Под благом я понимаю прежде всего его просветительскую миссию. Многие хорошие физики занимались просветительством, но никого не воспринимали с таким вниманием, как Стивена Хокинга. Поражал сам факт того, что статьи, книги и выступления исходят от человека, не способного пошевелиться.
Конец темных веков
В начале марта 2018 года в Nature опубликована статья про результат астрономических наблюдений, который интерпретируется как свидетельство массового рождения первых звезд во Вселенной возрастом около 180 млн лет. Статья вызвала заметный отклик в СМИ. Для того, чтобы представить результат широкому кругу читателей, требуется экскурс в историю молодой Вселенной.
Новый виток науки о космосе: пришествие многоканальной астрономии
С осени 2015 года американский двойной детектор волн тяготения Advanced LIGO вместе с младшим итальянским партнером VIRGO отловили гравитационные следы встречи черных дыр. Правда, гравитационный след финала этого катаклизма поймать не удалось…
Обсерватория ИНТЕГРАЛ: недреманное око на земной орбите
17 августа 2017 года ученые впервые зарегистрировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд, а не двух черных дыр, как в предыдущих четырех случаях (первое детектирование произошло 14 сентября 2015 года). Об этом говорят массы данных объектов: в диапазоне от 1,1 до 1,6 массы Солнца. Слияние произошло в галактике NGC 4993 (созвездие Гидры) за 130 млн световых лет от нас. Открытию сопутствовала дополнительная удача: наряду с гравитационным сигналом был параллельно зафиксирован другой, электромагнитный. Вначале сработали детекторы обсерваторий LIGO в Ливингстоне (штат Луизиана, США) и Хэнфорде (штат Вашингтон), а также VIRGO вблизи Пизы (Италия). Примерно через 1,5 секунды обсерватории Fermi и…
Нобелевская гравитация
Кому должна достаться нынешняя Нобелевская премия по физике, было очевидно заранее: регистрация гравитационных волн настолько превосходит по значению остальные номинированные достижения, что большинство прогнозов сходилось на этом. Но, конечно, всегда существует неопределенность, кому же именно вручат данную премию, поскольку причастных обычно много. Я думаю, судачить по поводу того, кому стоило бы дать вместо того-то, — занятие популярное, но неплодотворное. Так или иначе, премию получили три человека: Райнер Вайс — главный человек по лазерному интерферометру, составляющему основу эксперимента LIGO (половина премии). Вторую половину поделили два члена коллаборации: Барри Бариш — директор LIGO; Кип Торн — «придворный теоретик» LIGO. В чем заключается…
Государственная премия через 44 года нашла героев
Государственная премия 2016 года в области науки и технологий присуждена астрофизикам Николаю Шакуре и Рашиду Сюняеву за работу, опубликованную в 1973 году. Ее вручение состоялось 12 июня 2017 года в Кремле. В преамбуле премии отмечается, что она присуждена «за создание теории дисковой аккреции вещества на черные дыры». Главная статья опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics, она называется «Черные дыры в двойных системах. Наблюдаемые проявления». Напомним, что пилотный номер нашей газеты мы посвятили как раз этой статье — самой цитируемой публикации российских авторов за всё время существования российской науки.
Гравитационно-волновая астрофизика на марше
Детекторы гравитационных волн LIGO зарегистрировали еще одно (третье по счету) статистически значимое событие слияния черных дыр (есть еще одно маргинально значимое событие). Дата регистрации — 4 января 2017 года. Вероятность случайной имитации подобного шума оценивается как раз в 70 000 лет, что в более привычных единицах выражается примерно как статистическая значимость 4,5 σ. Оценка масс слившихся черных дыр: 31,2 +8,4–1,6 и 19,4 +5,3–5,9 солнечной массы (на уровне достоверности 90%). То есть одна из черных дыр настолько массивна, что могла образоваться только из очень большой звезды с малой металличностью (металличность — специфический астрофизический термин, означающий обилие элементов тяжелее гелия). Это звезды…
Бодался Чандра с сэром Артуром
Умело применив свои познания в специальной теории относительности и квантовой статистике, Чандрасекар установил знаменитый предел, позже названный его именем, — верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик (сейчас считается, что это 1,44 массы Солнца). Когда предел превышен, светило ждет судьба нейтронной звезды.
Александр Полнарёв: Гравитационные волны — новый канал изучения Вселенной
В июне 2016 года участники эксперимента LIGO объявили о регистрации уже второго всплеска гравитационных волн. Ученые заговорили о наступлении новой эры в астрономии. Что это значит для человечества? На пороге каких открытий мы стоим? Об этом — беседа Ольги Орловой с Александром Полнарёвым.
Межзвездная пыль на службе ученых
Так бывает, что просьба о комментарии к статье превращается в отдельный рассказ. На просьбу ТрВ-Наука прокомментировать возможность увидеть тень от черной дыры зав. лабораторией АКЦ ФИАН Юрий Ковалев рассказал о современном статусе проекта по исследованию центра нашей галактики на наземно-космическом интерферометре «Радиоастрон».
«Черные дыры» из XVIII столетия
В статье «Карл Шварцшильд: астрономия, артиллерия, черные дыры» говорилось о том, что Шварцшильд не выдвигал гипотезы черных дыр, но, бесспорно, проложил к ней дорогу. Теперь рассказ пойдет о двух работах ученых не меньшего масштаба, в которых нередко усматривают первые предположения о существовании этих экстремальных объектов.
Карл Шварцшильд: астрономия, артиллерия, черные дыры
Сто лет назад Карл Шварцшильд, 42-летний директор Астрофизической обсерватории в Потсдаме и артиллерийский офицер германской армии, во фронтовом госпитале в России сделал важные вычисления и благодаря Альберту Эйнштейну опубликовал две статьи, проложившие путь к созданию теории черных дыр. Алексей Левин прочел судьбоносные тексты в оригинале и решил поделиться выводами с читателями ТрВ-Наука.
Премия за черные дыры
Ведущий научный сотрудник Отделения теоретической физики ФИАН, докт. физ.-мат. наук Василий Бескин прокомментировал присуждение премии Крауфорда Королевской академии наук Швеции по астрономии. Наградой были отмечены профессор Университета Кентербери Рой Керр и профессор Стэнфордского университета Роджер Блэндфорд за их «фундаментальную работу по вращающимся черным дырам и их астрофизическим приложениям».
Игорь Новиков: первопроходец «кротовых нор» и черных дыр
Черные дыры, «кротовые норы», реликтовое излучение, машина времени — эти понятия знакомы широкому кругу людей, достаточно далеких от науки. Всё вышеперечисленное так или иначе ассоциируется с деятельностью Игоря Дмитриевича Новикова, которому 10 ноября исполнилось 80 лет. Мы не будем пересказывать его биографию, лучше сосредоточимся на его интересных работах и идеях. Список книг, написанных юбиляром, и список полученных им регалий даны в конце очерка.
Как увидеть темную материю
В последнее время довольно часто раздается разного рода брюзжание по поводу темной материи — дескать, никто ее не видел, а изобрели только для того, чтобы прикрыть несостоятельность космологии… Для тех, кто все-таки сомневается в существовании темной материи, — картинка, где она видна глазами.
Митинг в защиту науки и образования в Москве 6 июня 2015 года: выступления
Всю тысячу лет своего существования российская власть относилась к науке, образованию и просвещению с недоверием. Ее можно понять. Ведь наука, образование и просвещение неразрывно связаны со свободой. Свободой слова, свободой совести, свободой мысли.
Трио сверхмассивных черных дыр
Обнаружены три сверхмассивные черные дыры, находящиеся чрезвычайно близко друг от друга (причем две из них расположены всего в нескольких сотнях световых лет одна от другой).
Долгая дорога к вершине «Зельдович»
8 марта 2014 года исполнилось 100 лет со дня рождения выдающегося ученого ХХ века, академика Якова Борисовича Зельдовича.
Как расширялась Вселенная в 2013 году
В ушедшем году в астрофизике не произошло каких-то революций. Однако это не означает, что в этой области не было интересных открытий.
Вся правда о гравитации
Научно-популярные книги бывают разными, и пишут их разные люди. Это могут быть профессиональные популяризаторы, научные журналисты, увлеченные любители, энциклопедисты, разбирающиеся во всех областях сразу, и т.д.
Астероид Zimin из семейства Весты
28 апреля 2013 года в Политехническом музее Москвы состоялось празднование 80-летия Д.Б. Зимина.
10 загадок, скрытых в небесах
Мы обсуждаем 10 астрофизических проблем, решения которых можно ожидать в ближайшие 10 лет. Эти решения могут заметно изменить картину мира, как дополнив ее, так и переписав некоторые фрагменты.
Между прошлым и будущим
Рано утром 18 июля с космодрома «Байконур» запущен космический аппарат «Радиоастрон». По сути это радиотелескоп, предназначенный для совместной работы с наземными радиотелескопами в режиме радиоинтерферометра.
Черные дыры от «Чандры»
Астрофизики из Гавайского университета, Йеля, Мичиганского университета и Университета Ратгерса впервые обнаружили следы множества черных дыр, возникших в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва.
Эксцентричный монстр
Одна из самых тяжелых среди сверхмассивных черных дыр находится в галактике М87
Темная энергия, кротовые норы и другие тайны Вселенной
24 февраля в 18.30 в Большой аудитории Политехнического музея пройдет лекция «Современные проблемы астрофизики: от темной материи до кротовых нор» директора ГАИШ, академика РАН Анатолия Черепащука.