블랙홀은 어떻게 생겼습니까?
이벤트 Horizon Telescope (EHT) 협업 덕분에 이제 우리는 이제 첫 번째 사진을 발표 한 후 블랙홀이 어떻게 보이는지 정확히 알고 있습니다. 이 유령 이미지는 Messier M87의 중심에있는 초대형 블랙홀을 보여 주었으며, 지구에서 약 5 천 5 백만 광년을 가리키는 8 개의 다른 망원경 네트워크로 가져 왔습니다.
.중력 당김이 너무 커서 빛이 탈출 할 수 없으므로 이미지의 어두운 중심은 실제로 블랙홀의 그림자이며 오렌지와 노란색의 고리는 이벤트 지평 주변의 과열 먼지와 가스의 소용돌이 덩어리입니다. 이 링은 Accretion 디스크로 알려져 있으며, EHT가 그림을 그릴 수있는 온도 수십억도에서 방출되는 방사선입니다.
.블랙홀이 얼마나 큰가?
블랙홀의 질량에 대한 이론적 상한은 없습니다. 그러나 천문학 자들은 일부 은하의 코어에서 발견 된 초소형 블랙홀 (UMBH)은 결코 약 100 억 개의 태양열을 초과하지 않는 것으로 보인다. 이것이 바로 빅뱅 이후 경과 한 시간을 감안할 때 블랙홀이 성장하는 비율에서 우리가 기대하는 것입니다.
또한 최근 연구에 따르면 UMBHS는 어쨌든이를 넘어서 물리적으로 성장할 수 없다고 제안합니다. 왜냐하면 그들은 새로운 자료의 원천을 질식시키고 먹이를주는 부족 디스크를 방해하기 시작하기 때문입니다.
.- Alastair Gunn 박사
누가 실제로 블랙홀을 발견 했습니까?
그들의 수수께끼는 1967 년에 처음으로 만들어졌지만, 중력이 너무 강한 물체에 대한 아이디어는 빛조차도 탈출 할 수 없다. 1783 년에 John Michell이라는 영어 성직자 및 아마추어 과학자는 Newton의 중력 법칙이 그러한 대상이 존재할 수 있다고 제안했다고 보여주었습니다. 그러나 Michell은 보이지 않더라도 그러한 물체가 그들에 대해 궤도에 별을 가지고 있다면 스스로를 드러 낼 수 있다고 제안했다.
.
그는 두 측면에서 놀랍도록 전제적인 것으로 판명되었습니다. 1930 년대에, 아인슈타인의 일반적인 상대성 이론으로 알려진 아인슈타인의 더 정교한 중력 이론을 사용하는 이론가들은 인생이 끝날 때 자신의 중력으로 충분히 막대한 별이 무너질 수 있음을 보여주고 (아이러니하게도, 아인슈타인은 그 이상한 대상이 실제로 존재할 수 없다는 것을 결코 받아들이지 않았다).
Michell의 두 번째 주장은 1970 년대 초에 확인되었습니다. 영국의 천문학 자 Louise Webster와 Royal Greenwich Observatory의 Paul Murdin과 Toronto 대학의 학생 인 Thomas Bolton은 독립적으로 6,000 광년이 넘는 푸른 별 주위의 궤도에서 거대한 보이지 않는 물건을 발견했다고 발표했습니다. 강렬한 X- 레이 소스 코드 이름 Cygnus X-1 인 물체는 이제 확인 된 최초의 블랙홀로 간주됩니다.
- Robert Matthews
블랙홀이 붕괴됩니까?
블랙홀의 Schwarzschild 반경 (이벤트 수평선)은 때때로 블랙홀의 '크기'로 생각됩니다. 질량에 비례하여, 이는 더 거대한 블랙홀이 더 큰 Schwarzschild 반경을 가지고 있음을 의미합니다. 홀로 남겨두면 블랙홀은‘호킹 방사선’으로 인해 질량을 잃어 이벤트 지평이 천천히 줄어들고 있습니다.
전형적인 블랙홀은 우주의 나이가 완전히 '증발'하고 사라지는 데 수십억 배가 걸립니다. 그러나 블랙홀 내부 또는 '단수'(모든 블랙홀의 물질이 집중된 지점)은 이미 밀도의 한계에 도달했으며 더 이상 '붕괴'할 수 없습니다.
- Alastair Gunn 박사
블랙홀이 점화하지 않는 이유는 무엇입니까?
물리학은 일단 블랙홀의 이벤트 지평에 들어가면 일반적인 물질이되는 물질의 종류를 아직 설명 할 수 없습니다. 그러나 한 가지 확실한 것은 확실합니다. 물질은 원자를 함유 한 형태로 살아남지 않습니다. 일반적인 물질, 전자, 양성자 및 중성자의 일반적인 입자는 모두 다른 입자로 결합되거나 완전히 쿼크 (또는 'preons')로 분리되었습니다. 그들은 단순한 양자 확률로 압박을 받았거나 전혀 '물질'이 아닐 수도 있습니다! 블랙홀이 규칙적인 물질로 만들어지지 않기 때문에 '점화'할 수있는 과정 (예 :핵 융합)이 없습니다.
- Alastair Gunn 박사
은하의 중심에는 왜 블랙홀이 포함되어 있습니까?
1960 년대 이래로 천문학 자들은 대부분의 은하들이 코어에 소위 초대형 블랙홀을 포함한다는 증거를 발견했습니다. 태양의 백만에서 10 억에서 10 억 사이의 대중이있는이 레비아탄 사람들은 먼저 소위 퀘이사에서 그들의 존재를 드러 냈습니다. 그 이후로, 별 궤도에 대한 연구는 우리 은하수 항구와 같은 비교적 조용한 은하조차도 무거운 블랙홀을 보여줍니다.
그러나 그들의 기원은 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 그들은 은하가 형성된 거대한 가스 구름의 중력 붕괴 또는 시간이 지남에 따라 많은 작은 블랙홀의 합병에 의해 만들어 졌을 수도 있습니다. 또 다른 가능성은 단순히 궤도의 별을 꾸준히 삼켜서 수십억 년에 걸쳐 성장했다는 것입니다.
- Robert Matthews
블랙홀에서 시간이 느리게 느껴 집니까?
아니요, 시간의 흐름을 '느낌'할 수있는 방법이 없기 때문에
블랙홀에 접근 할 때와 같은 큰 중력 세력이 시간이 느려지는 것은 사실이지만, 경험을 블랙홀에서 멀리 떨어진 사람과 비교함으로써 만 알 수 있습니다. 당신은 먼 친구가‘속도가 느려지는 것’을 느끼지 않고‘스 up’을 보게 될 것입니다. 그들은 당신이 자신을‘속도로 느리게’하는 것을 보게 될 것입니다.
블랙홀의 '이벤트 호라이즌'에 가까워 질수록 친구를 더 많이 볼 수 있습니다. 하지만 당신에게는 시간이 지금과 마찬가지로‘느낌’이 될 것입니다.
- Alastair Gunn 박사
블랙홀은 구멍이 있습니까?
아니요, 블랙홀은 전혀 구멍이 아닙니다. 블랙홀은 매우 조밀 한 것을 제외하고는 다른 물체와 마찬가지로 물체입니다. 이것은 빛조차도 탈출 할 수없는 높은 중력장을 제공합니다. 빛이 블랙홀을 탈출하지 않기 때문에 주변의 재료에 미치는 영향으로 감지 할 수 있지만 보이지 않습니다. 블랙홀이‘’로 떨어지는 모든 것이 영원히 갇히기 때문에‘구멍’이라는 용어가 사용되었습니다.
공상 과학 소설은 종종 블랙홀을 우주의 다른 부분, 다른 시대 또는 다른 우주 사이의 포털으로 묘사합니다. 그렇기 때문에 종종 블랙홀이 시공간에 '구멍'이라는 것이 잘못 해석되는 이유 일 수 있습니다. 그러나이 개념은 전적으로 허구는 아닙니다.
1935 년 Albert Einstein과 Nathan Rosen은 시공간을 통해 'Wormholes'를 제안했으며, 이는 먼 거리를 즉시 가로 지르는 수단을 제공 할 수 있습니다. 그러나 자연적으로 발생하는 블랙홀은 기본적으로 웜홀을 형성하지 않습니다. 사실, 그들이 자연스럽게 일어날 수 있다는 의문이 있습니다. 그들은 1 초 이상 동안 안정적으로 유지되거나 사라지는 작은 것보다 더 큰 것이 될 것이라는 의심이 있습니다.
- Alastair Gunn 박사
블랙홀이 회전합니까?
예. 블랙홀을 포함한 모든 천문학적 물체는 중력을 잡아 당기는 물질에 의해 형성됩니다. 우주 몸이 원래 가장 작은 양의 회전 운동을 가진 것과 유래한다면, 물체가 무너 지면서이 스핀 속도가 크게 향상됩니다.
우리와 같은 난기류 및 각 운동량이 풍부한 우주에서는 먼지 입자에서 블랙홀에 이르기까지 모든 것이 회전하는 것을 의미합니다. 특정 물체는 블랙홀 회전의 직접적인 결과 인 것으로 보이는 특성을 관찰했습니다.
- Alastair Gunn 박사
블랙홀은 다른 우주의 포털이 될 수 있습니까?
일부 물리학 자들은 양자 역학을 일반 상대성 이론과 결합하려고 시도했으며 블랙홀에는 '단수'가 포함되어 있지 않을 수 있으며, 이는 밀도가 무한 해지는 지점입니다. 이것은 블랙홀이 다른 우주의 지름길이 될 가능성을 열어 줄 것입니다. 'Wormholes'라고 불리는 시공간을 통한 실제 터널은 우주 사이를 가로 지르는 더 나은 내기 일 수 있습니다. 그러나 아인슈타인의 이론에 의해 예측되었지만 아직 웜홀은 발견되지 않았으며, 자연스럽게 자연스럽게 일어날 수 있다는 의심이 있습니다.
- Alastair Gunn 박사
은하의 중심에서 항상 블랙홀이 발견됩니까?
대부분의 나선형 은하 (및 아마도 모든 유형의 은하)가 블랙홀을 함유하고있을 가능성이 높지만,이 중력 짐승이 거주하는 유일한 곳은 아닙니다.
바로 본질적으로 블랙홀은 직접적으로 관찰 할 수 없으며 천문학자는 환경에 미치는 영향에 의존하여이를 감지합니다. 블랙홀을 공전하는 재료 디스크는 매우 뜨겁고 대량의 방사선 (주로 X- 레이)을 방출 할 수 있으며, 이는 망원경으로 감지 될 수 있습니다. 따라서 우주의 더 활기 넘치는 현상 중 다수는 블랙홀에 의한 물질의 증가로 인한 것입니다. 여기에는 강력한 엑스레이 빔을 배출하는 디스크가 포함됩니다.
천문학 자들은 또한 우리 은하수의 별들 사이에서 고립 된 별이 많은 블랙홀이 표류하는 것을 발견했습니다. 이것들은 그들의 극한의 중력이 그들 뒤에 더 먼 별의 빛을 어떻게 구부 렸는지를 측정함으로써 간접적으로 발견되었습니다.
- Alastair Gunn 박사
블랙홀이 실제로 잠들나요?
초대형 블랙홀은 은하의 코어에 깊이 살고 있으며 지속적으로 재료를 삼키면서 엄청난 양의 X- 선 방출을 만듭니다. 그러한 물체는 모든 은하의 심장에 숨어있는 것으로 생각됩니다. 그러나 최근에 천문학 자들은 조각가 은하 (NGC 253) (사진)에서 그러한 블랙홀 하나가 잠들었다는 사실에 놀랐습니다!
.NASA의 Nustar 우주선에 의한 관찰은 NGC 253에서 X- 선 방출을 감지하지 못한 반면, 10 년 전 Chandra X-ray 전망대에 의한 관찰은 블랙홀 공급의 징후 징후를 보여 주었다. 천문학 자들은 블랙홀이 휴면 상태인지 또는 찬드라 관찰이 다른 엑스레이 공급원에서 온 것인지에 대해서는 아직 명확하지 않습니다.
연구원들은 이제 블랙홀이 잠에서 깨어날 수 있기를 바라고 있습니다.
- Alastair Gunn 박사
모든 나선 은하는 중심에 블랙홀이 있습니까?
확실하지는 않지만, 대부분의 (전부는 아니지만) 나선형 은하에 초대형 블랙홀과 때로는 둘 이상의 블랙홀이 포함되어있을 가능성이 매우 높습니다. 그 불확실성은 두 가지 이유로 존재합니다. 첫째, 우리는 우주의 모든 나선 은하를 육체적으로 조사하여 그 사실을 완전히 확신 할 수 없습니다. 둘째, 이론은 은하가 중심 블랙홀을 포함하는 것이 필요하지 않다고 말합니다. 그들은 여전히 그들없이 은하계로 붙잡을 것입니다.
.그러나 많은 은하의 경우, 난류 핵심 영역에서 블랙홀 (또는 그들의 환경에 미치는 영향)이 명확하게 관찰되며 별의 역학은 종종 매우 거대한 물체의 존재를 나타냅니다.
.초기 우주에서 은하의 형성에서 블랙홀이 결정적으로 중요 할 수도 있다는 매우 강력한 증거가 있습니다. 이것은 실제로 모든 유형의 은하 (나선 포함)가 그들의 마음에 중력 짐승을 함유 함을 의미합니다.
- Alastair Gunn 박사
Science Focus Podcast 을 들어보십시오 :
- 소행성이 우리의 태양계에 대해 우리에게 말할 수있는 것 -Natalie Starkey
- 거기에 아무도 없나요? -Mike Garrett
블랙홀은 뜨겁거나 차갑습니까?
블랙홀은 내부에서 차가워 지지만 바로 바깥에서 엄청나게 뜨겁습니다. 태양의 질량을 가진 블랙홀의 내부 온도는 절대 0도 이상의 약 1 백만입니다.
그러나 구멍 바로 바깥에서 구멍의 중력으로 당겨지는 재료는 빛의 속도 근처로 가속됩니다. 물질의 분자는 수억 도의 온도까지 가열 된 활력과 충돌합니다. 천문학 자들이 블랙홀을 연구 할 때, 이것은 그들이 보는 재료입니다.
재료로부터의 방사선은 구멍 자체에서 탈출하는 소량의 방사선을 마스킹하고, 천문학 자들이 관찰하는 것은 내부의 얼어 붙은 차가운 환경보다는 매우 뜨거운 외부 환경입니다.
-Len Fisher
행성이 블랙홀 주위에 궤도에있을 수 있습니까?
기본적인 이유는 없습니다. 그 안에 들어가는 것을 삼키는 것에 대한 명성에도 불구하고 블랙홀은 실제로 별과 같은 또 다른 중력의 원천 일뿐입니다. 따라서, 그들은 충분히 빨리 여행하면 어떤 것도 궤도로 궤도를 돌릴 수있게 해줄 것입니다. 태양과 같은 질량이있는 블랙홀의 경우 필요한 속도는 부모 별과 같은 거리에서 궤도에 필요한 속도와 동일합니다.
그러나 행성이 실제로 블랙홀을 궤도로 궤도에 올리는 지 여부는 다른 문제입니다. 태양 질량의 블랙홀은 일반적으로 핵연료가 부족하여 초신성 폭발로 폭발하는 거대한 별의 잔재이기 때문입니다. 그러한 대격변 사건을 통해 손상되지 않은 행성의 기회는 꽤 날씬해 보입니다.
즉, 1992 년에 우리 자신의 태양계를 넘어서 발견 된 최초의 행성들은 또 다른 형태의 초신성 남은자인 펄서를 공전하는 것으로 밝혀졌습니다. 그들이 부모 별의 파괴에서 어떻게 살아남은 방법은 미스터리의 무언가입니다. 한 가지 가능성은 폭발로 만든 잔해에서 초신성 후에 형성되었을 가능성이있다. 따라서 확률에도 불구하고 행성이 그들을 공전하는 블랙홀이있을 수 있습니다.
- Robert Matthews
왜 중력이 블랙홀을 피할 수는 있지만 빛이 아닌가?
블랙홀 내에서 탈출하려면 경도보다 빠른 속도가 필요하지만 아인슈타인의 중력 이론에 따르면 일반 상대성 이론에 따르면 중력은 질량의 존재로 인한 공간과 시간의 왜곡입니다. 따라서 중력은 블랙홀 내부에서 빠져 나가지 않습니다. 단순히 구멍의 존재로 인해 발생합니다.
그러나 블랙홀이 충돌하면 주변의 시공간은 중력파로 알려진 잔물결을 생성하여 반응합니다. 그러나 다시 그들은 블랙홀 내에서 '탈출'하지 않습니다.
- Robert Matthews
