Potężna czarna dziura powstała wkrótce po Wielkim Wybuchu

Admin3
Kategorie
wszechświat
Wielki Wybuch
Kwazary
galaktyka
czarna dziura
ciekawostki
Źródło: Shanghai Astronomical Observatory

Uważa się, że wszystkie galaktyki mają w swoich centrach supermasywne czarne dziury, które je kształtują. Ich masy są bardzo różne od 100 do 100 tysięcy mas Słońca. Te potwory grawitacyjne rosną konsumując otaczającą je materię, w większości składającą się z gazu, pyłu i gwiazd wokół nich.

 

Niekiedy dochodzi do tego, że wielkie supermasywne czarne dziury powstają z połączenia się z dwóch lub więcej czarnych dziur. To pomaga kumulować ogromną masę tych obiektówastronomicznych. Niekiedy są one w stanie osiągnąć rozmiary mierzone w milionach lub nawet miliardach mas Słońca.

 

Aby jednak powstała tak potężna czarna dziura musi mieć ona niepohamowany apetyt, stały dostęp do materii i potrzeba na to czasu. Zazwyczaj taki wzrost trwa przez miliardy lat. Ostatnio astronomowie odkryli coś takiego i byli oszołomieni gdy zdali sobie sprawę jak wielką masę musi mieć jeden z badanych kwazarów, czyli galaktyk, o których istnieniu wiemy tylko dzięki bardzo jasnej centralnej dziurze, która niczym latarnia morska zwraca na siebie uwagę.

 

Gigantyczna czarna dziura, którą odkryto ma masę 12 miliardów Słońc i powstała zaledwie 875 mln. lat po hipotetycznym Wielkim Wybuchu. Naukowcy ogłosili w magazynie Natury, że analizowano obiekty, które powstały w bardzo wczesnym Wszechświecie. Kwazary są niezwykle jasne właśnie dlatego, że ich centralne czarne dziury pochłaniają materię tak szybko. Potwór, który znaleziono jest około 3000 razy większa od czarnej dziury Sgr A* znajdującej się w centrum naszej Drogi Mlecznej.

 

Aby jedna taka studnia grawitacyjna wzrosła do tak monstrualnej wielkości, w tak krótkim czasie, musiała konsumować materię prawie cały czas od swojego powstania i czyniła to z maksymalną możliwą prędkością. Duży rozmiar i szybkość przyrostu tej czarnej dziury, spowodował, że jest ona praktycznie najjaśniejszym obiektem w tej odległej epoce. Astronomowie mogą teraz analizować emitowane widmo światła w celu zbadania składu chemicznego wczesnego Wszechświata.

 

 

 

Źródło

http://www.nature.com/articles/nature14241.epdf?referrer_access_token=5u0Pvd4fn…
0
Brak ocen

ZbigniewBlok_55o_15 (niezweryfikowany) czw., 26/02/2015 - 11:02

" Ich masy są bardzo różne od 100 do 100 tysięcy mas Słońca." - myślałem, że w centrach galaktyk i nie tylko, potrafią istnieć dużo masywniejsze czarne dziury. Ponoć są nawet takie, których masę liczy się w miliardach mas Słońca.

0
0

Łukasz_inny (niezweryfikowany) pt., 27/02/2015 - 12:21

Historia wszechświata pisana przez naukowców w skrócie więc wygląda tak

Było sobie nic takiego ot osobliwość niemożliwa do opisania -  dogmat naukowy

potem by wielki wybuch - dogmat naukowy no chyba że inny dogmat wszechświat jest cały czas

a potem już tylko czarna dziura 

 

a w sumie nie wiadomo czy się coś w tej kwesti nie zmieni

 

Ja powiem szczerze wolę swoją religię i jej dogmaty niż dogmaty nauki - bo niby coś badają ale wyjść poza pewne ramy nie mogą

0
0

Profile picture for user Madajg
Madajg śr., 04/03/2015 - 07:57

Nauki humanistyczne, owszem bazują na dogmatach i stereotypach. Nauki ścisłe, w szczególności fizyka powinny wystrzegać się dogmatów. To powinno być wskazówką dla badaczy. W wielu przypadkach nie jest. Z tego powodu, w szczególności w naszych czasach, zaufanie do nauki jest podkopane. Wtóruje temu degrengolada w oświacie i wychowaniu i co tu dużo gadać, przemożny wpływ celebrytów w sutannach. 

0
0

Profile picture for user Madajg
Madajg pt., 27/02/2015 - 20:00

Mówi się o kwazarach, że są to supermasywne czarne dziury. Ale to wcale nie musi być prawdą (chyba, że jest prawdą objawioną). Wymyślono, że chodzi oczarne dziury tylko dlatego, gdyż nie umiano wyjaśnić, skąd bierze się tak dużo energii. I tyle. Poczytajcie sobie artykuły o powstaniu galaktyk. Tam wszystko jest logiczne. A tak swoją drogą, jeśli kwazar jest taką pochłaniającą wszystko czarną dziurą, to jak on może być równocześnie proto-galaktyką? W ciągu miliardów lat, które upłynęły, nie pozostało już materii. Galaktyk już nie ma, gdyż całą materię pochłonęła ta straszna czarna dziura. Jak to jest? A w naszej Galaktyce mamy raptem jakiegoś Sagitariusa o masie, powiedzmy, że 40 milionów mas Słońca (jeśli się nie mylę, ale to nie istotne, bo chodzi o coś innego).

Jeśli kwazary są supermasywnymi cz.d., a także proto-galaktykami, to co się stało z tą wielką czarną dziurą? Wyparowała?

 

http://madan945.blogspot.com/2014/04/jak-powstay-galaktyki.html

 

http://madan945.blogspot.com/2014/04/jak-powstay-galaktyki-b.html

0
0

pirogronian czw., 05/03/2015 - 21:28

On napisał na ten temat parę książek i zrobił mnustwo obserwacji teleskopem. A ty co masz do zaproponowania? Poza paroma zdaniami, które są dokładnie tym, co mu zarzucasz?

0
0

poziomka (niezweryfikowany) pt., 06/03/2015 - 23:21

O czym rozmawiamy? Było sobie może morze, może to prawda a może nie, morze może być wzburzone lub gładkie jak stół a całe życie i tak znajduje się pod powierzchnią, kto to może udowodnić? Tylko ten, który odważy się zejść pod wodę. Fizyka i technika pokazują cuda bo oto na zdjęciach obrazujących centrum Galaktyki ukazano nam obiekty, krążące w ścisłych orbitach okrążajacych centralną czarną dziurę i bynajmniej nie wpdających temu potworowi w paszczę. Nasz Merkury pomimo bardzo bliskiej orbity wokół Słońca też trzyma się swojej drogi i ani myśli ginąć w objęciach Słońca choć ta miłość wysuszyła go na wiór. Naukowcy lubią tworzyć teorie a szukając faktów podporządkowują je swoim teoriom i długo trwa zanim jakiś buntowniczy umysł wywala całą naukę, z której wyrósł, do góry nogami i aż dziw bierze jak taki buntownik wyrosły na naukach tychże naukowców może się z nimi tak mocno nie zgadzać. Umysł jest potęgą gdy go nic nie ogranicza a szczególnie wiara, która często robi za naukę i miesza w niej jak w garnku. Jednak ktoś kto wogóle jest bez jakiejkolwiek wiary jest jak pustka kosmosu, w którym brak obiektów do obserwacji i tworzenia teorii.

0
0

pablos (niezweryfikowany) sob., 07/03/2015 - 23:43

Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy pojęcia fizycznego. Zobacz też: inne znaczenia tego terminu.

Entropia – termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów spontanicznych (samorzutnych) w odosobnionym układzie termodynamicznym. Entropia jest miarą stopnia nieuporządkowania układu[1]. Jest wielkością ekstensywną[2]. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, jeżeli układ termodynamiczny przechodzi od jednego stanu równowagi do drugiego, bez udziału czynników zewnętrznych (a więc spontanicznie), to jego entropia zawsze rośnie. Pojęcie entropii wprowadził niemiecki uczony Rudolf Clausius.

 

Spis treści

  [ukryj] 

 

W termodynamice klasycznej[edytuj | edytuj kod]

W ramach II zasady termodynamiki zmiana entropii (w procesach kwazistatycznych) jest zdefiniowana przez swoją różniczkę zupełną jako:

dS = \frac{1}{T} \delta Q

gdzie:

T – temperatura bezwzględna,
\delta Q – ciepło elementarne, czyli niewielka ilość ciepła dostarczona do układu (wyrażenie Pfaffa).

Entropię pewnego stanu termodynamicznego P można wyznaczyć ze wzoru:

S\left( P \right)=\int\limits_{0}^{T_{P}}{\frac{C\left( T \right)dT}{T}}

gdzie

C — pojemność cieplna,
TP — temperatura w stanie P.

Podstawowe równanie termodynamiki fenomenologicznej, w którym występuje entropia, ma postać

dU =TdS - pdV + \sum_{i=1}^k {\mu_i dN_i}

gdzie:

U – energia wewnętrzna,
k – liczba różnych składników,
T – temperatura  \frac{1}{T} = {\left( \frac{\partial S}{ \partial U} \right) }_{V,N_1,\dots, N_n}
p – ciśnienie \frac{p}{T} = {\left( \frac{\partial S}{ \partial V} \right) }_{U,N_1,\dots, N_n}
\mu_i – potencjał chemiczny i-tego składnika \frac{\mu_i}{T} = - {\left( \frac{\partial S}{ \partial N_i} \right) }_{p,V,N_{j \ne i}}

W termodynamice statystycznej[edytuj | edytuj kod]

Całkowita entropia układu makroskopowego jest równa:

S=k \ln(W) \frac{}{}

lub

S = -k \sum_i^{} {p_i \ln(p_i)}

gdzie:

k – stała Boltzmanna,
W – liczba sposobów, na jakie makroskopowy stan termodynamiczny układu (makrostan) może być zrealizowany poprzez stany mikroskopowe (mikrostany),
pi – prawdopodobieństwo i-tego mikrostanu.

Zatem

\log_2(W)=\frac{\ln(W)}{\ln(2)}

jest liczbą bitów potrzebnych do pełnego określenia, którą realizację przyjął dany układ.

Praktyczne obliczenie W jest w większości przypadków technicznie niemożliwe, można jednak oszacowywać całkowitą entropię układów poprzez wyznaczenie ich całkowitej pojemności cieplnej poczynając od temperatury 0 K do aktualnej temperatury układu i podzielenie jej przez temperaturę układu.

Ciało pozbawione niedoskonałości, zwane kryształem doskonałym, ma w temperaturze 0 bezwzględnego (0 K) entropię równą 0, gdyż jego stan może być zrealizowany tylko na jeden sposób (każda cząsteczka wykonuje drgania zerowe i zajmuje miejsce o najmniejszej energii). Jest to jedno ze sformułowań trzeciej zasady termodynamiki. Oznacza to, że każde rzeczywiste ciało ma w temperaturze większej od zera bezwzględnego entropię większą od zera.

Entropia czarnej dziury[edytuj | edytuj kod]

W ogólnej teorii względności, aby opisać czarną dziurę, wystarczy podać jej masę, moment pędu i ładunek elektryczny. Zgodnie z tą teorią czarna dziura nie zawiera żadnej informacji ponad te parametry. Żargonowo fizycy mówią, że czarna dziura "nie ma włosów". Jednak oznacza to, że entropia czarnej dziury jest równa 0. Do czarnej dziury wpada materia o niezerowej entropii, zatem przy wpadaniu entropia całego układu się zmniejsza. Wynika z tego, że ogólna teoria względności łamie drugą zasadę termodynamiki. Fizycy zaczęli więc poszukiwać uogólnienia teorii czarnych dziur, tak, żeby pozostawała w zgodzie z termodynamiką. Owocne okazało się rozważenie efektów kwantowych.

Wzór na entropię czarnej dziury powstał przy założeniu, że podczas spadania ciała do czarnej dziury jej masa rośnie i rośnie też jej entropia; proporcjonalny do masy jest horyzont zdarzeń, czyli promień Schwarzschilda. Ścisły wzór wg Stephena Hawkinga ma postać:

S={k c^3 A\over4\hbar\,G}

gdzie:

k – stała Boltzmanna,
A – powierzchnia horyzontu zdarzeń czarnej dziury,
c – prędkość światła,
\hbar – stała Plancka dzielona,
G – stała grawitacyjna.

Kosmologia[edytuj | edytuj kod]

Według II zasady termodynamiki, każdy układ izolowany dąży do stanu równowagi, w którym entropia osiąga maksimum. Zakładając, że Wszechświat jako całość jest układem izolowanym, powinien on również dążyć do równowagi. Wychodząc z tych założeń Hermann von Helmholtz wysunął hipotezę śmierci cieplnej Wszechświata, według której Wszechświat w końcu dojdzie do równowagi termodynamicznej w której niemożliwe będzie zamiana energii cieplnej na pracę, przez co niemożliwy będzie rozwój Wszechświata. Stwierdzenie tego faktu jest jednak stosunkowo trudne do zaobserwowania i dlatego prowadzi się liczne dyskusje czy Wszechświat jest, czy nie jest układem izolowanym czy też tylko zamkniętym oraz czy rzeczywiście dąży jako całość do równowagi. Przeciwnicy tej koncepcji są zdania, że rozszerzającego się Wszechświata nie można traktować jako układu izolowanego, gdyż nie można wyznaczyć obszaru, z którego nie wychodziłoby promieniowanie. Wiadomo jedynie, że entropia olbrzymiej większości znanych układów izolowanych rośnie w kierunku, który nazywamy przyszłością. Tak więc, z tego punktu widzenia, termodynamika określa kierunek upływu czasu (tzw. termodynamiczna strzałka czasu).

Według Boltzmanna aktualna entropia Wszechświata jest jeszcze bardzo niska, w porównaniu z wartością "docelową", na co dowodem miały być wysokie wartości fluktuacji statystycznych zjawisk obserwowanych w skali kosmosu – np. bardzo nierównomierne rozmieszczenie gwiazd w przestrzeni. Współcześnie taka interpretacja entropii jest jednak uważana za całkowicie nieuprawnioną z kosmologicznego punktu widzenia.

Powiązania z innymi naukami[edytuj | edytuj kod]

Z punktu widzenia fizycznego każdy proces ekonomiczny również ma charakter jednokierunkowego wzrostu entropii, sporadycznie formułowano teorie o ekwiwalentności pieniądza i niskiej entropii (G.Helm, J.Lotka[3]).

0
0

Lumen (niezweryfikowany) czw., 03/11/2016 - 00:21

to jakiś przycisk, co jakiś czas ktoś to przyciska i uwalnia całą materie tworząc big bang. Potem znowu jest to czarna dziura.

0
0

gdaadg (niezweryfikowany) ndz., 01/07/2018 - 03:57

Ciekawe, jak taka potężna czarna dziura mogłaby, z ochoczo przypisywaną jej ogromną wydajnością, pochłaniać materię w praktycznie pustym kosmosie. Chyba raczej nie wciąga w sposób gwałtowny materii odległej o tysiące i miliony lat świetlnych. Wszak siła oddziaływania grawitacyjnego nie zależy od stopnia skupienia obiektu, który je ma.

0
0