M87로 잘 알려진 은하는별로 보이지 않습니다. 아름다운 나선 은하 (은하수 포함)와 달리, M87은 망원경을 통해 별의 멍청이로 나타납니다. 눈에 띄는 특징은 은하 센터에서 나오는 가스의 긴 스트리머입니다.
그러나 그 제트기의 근원은 prosaic과는 거리가 멀다. 태양의 질량을 곱하십시오. 다른 알려진 물체는 거대하지 않습니다. 블랙홀 그 자체로는 전체 별 클러스터와 작은 은하를 능가합니다. 은하수의 중심부에있는 다른 거대한 블랙홀과 비교해도 M87의 괴물은 엄청납니다.
그러나이 블랙홀은 어떻게 그렇게 거대하게 자랐습니까? 간단한 답변 :충돌 및 병합으로 큰 은하가 커지는 것처럼 (Steve Nadis의 최근 Nautilus 에 설명 된대로 작품,“은하들이 말하는 이야기”)) 가장 큰 블랙홀 쌍이 병합 될 때 가장 큰 블랙홀이 형성됩니다. 이 이야기를 더 자세하게 파악하려고하면 이론적 및 관찰 한계가 모두 넓어집니다. 충돌하는 블랙홀은 복잡한 컴퓨터 시뮬레이션을 이해하고 정교한 기계를 감지해야합니다. 블랙홀 유착을 연구하는 것은 터무니없이 강한 중력의 영향을 이해하는 가장 좋은 방법 일 수 있으며, 잠재적으로 완전히 새로운 현상을 드러냅니다.
블랙홀은 숙주 은하와 밀접한 관련이있는 것으로 보이며, 공유 진화 역사를 암시합니다. 예를 들어, 블랙홀의 크기는 은하의 중앙 영역의 크기를 반영하는 것으로 보입니다. 천문학 자들은 작은 은하계 또는 그 반대에서 (적어도 하나는 알 수없는 이유로 규칙을 위반하는 것 같습니다)
.작은 은하들 사이의 합병으로 형성된 가장 큰 은하가 있기 때문에 연구자들은 중앙 블랙홀에도 동일하게 적용된다고 의심합니다. NGC 6240과 같은 최근의 충돌의 징후를 보여주는 은하들도 때로는 두 가지 명백한 초기 블랙홀, 아이디어에 대한 대출 지원이 있습니다. 그러나 두 개의 블랙홀을 하나로 바꾸는 과정은 수 천년이 걸리며, 인간이 천문학에 종사하는 것보다 훨씬 오래 걸립니다. 따라서 현재 우리가 현재 블랙홀의 긴밀한 만남을 이해해야하는 유일한 방법은 이론입니다.
이론적 모델은 은하 인 합병 중에 블랙홀이 상호 궤도에 빠지면서 넓은 분리로 시작하여 점차 서로를 향해 나선형으로 향하고 있음을 보여줍니다. 일반적인 상대성 이론은 두 개의 블랙홀이 결국 합쳐질 때까지 중력 방사선의 형태로 에너지를 방출 할 것이라고 예측합니다.
빠르게 변화하는 전류가 전류가 전자기 방사선을 생성하는 것처럼 (무선 파의 형태) 질량의 움직임은 중력 방사선을 생성 할 수 있습니다. 그러나 중력은 전자기력보다 중력이 훨씬 약하기 때문에 무전파보다 검출하기가 훨씬 어렵습니다. 중력파는 아마도 주변에있을 것입니다. 그러나 그들은 우리를 눈에 띄지 않는 것을 통과합니다. 1993 년 노벨 물리학상은 이진 펄서가 중력 방사선을 방출하는 경우 예측대로 정확하게 행동했다는 관찰에 대해 Russell Hulse와 Joseph Taylor에게 수여되었습니다. 그러나 직접 탐지는 여전히 우리를 피합니다.
지구조차도 태양을 공전 할 때 중력파를 방출하지만 태양계의 수명 동안 잃어버린 에너지의 양은 눈에 띄지 않습니다. 이진 블랙홀은 다른 문제입니다. 일단 비교적 가까이 있으면 엄청난 양의 에너지를 흘려 각 궤도와 더 가깝게 만듭니다. (이진 검은 별은 일반 별이 UV, IR, 수십억 년 동안의 가시 광선으로 방출되는 것보다 더 많은 중력 에너지를 방출하는 것으로 생각됩니다.) 결국 이벤트 지평은 만지고 시스템은“링 다운”으로 알려진 단계에서 훨씬 더 많은 중력 파도를 방출합니다.
불행히도, 그 부드러운 블랙홀에는 끔찍한 과거에 대한 정보가 포함되어 있지 않습니다. 합병으로 형성된 경우 블랙홀을 보거나 (유명한 이론적 물리학 자 Lady Gaga를 인용하기 위해) 그런 식으로 태어났다면 말할 수 없습니다. 그러나 충돌 중에 발생한 일의 복잡성, 모든 흉터, 오정렬, 중력 파 신호에서 인코딩됩니다.
그렇기 때문에 중력파 신호가 매우 중요합니다. 블랙홀 합병을 연구 해야하는 가장 좋은 방법 일 수 있습니다. 이것이 2010 년에 완료되었으며 2014 년에 더 나은 탐지기로 다시 시작할 예정인 지상 레이저 간섭계 중력파 전망대 (LIGO)와 같은 실험의 목표입니다. 예산 문제 덕분에 불행히도 지연되고 극적으로 줄어든 공간 기반 레이저 간섭계 공간 안테나 (LISA)는 예산 문제로 인해 범위가 크게 줄어 듭니다. 지상 및 우주 기반 중력파 관측소는이 임무에서 보완적인 작업을 가지고 있습니다. 궤도 시설은 유착에서 멀리 떨어진 블랙홀 바이너리에서 방사선을 감지 할 수있을 것입니다. 지구의 실험은 합병, 충돌 자체 및 링 다운 전에 마지막 순간을 포착 할 수 있습니다.
.한편, 이론가들은 결과가 출시되기를 기다리는 것뿐만 아니라이 과정의 모델을 정제하여 형상 중력파가 아인슈타인의 상대성 이론에 기초하여 취해야한다. 그것은 두 가지 이유로 중요합니다. 첫째, 일반 망원경에서 숨겨진 검은 색 충돌로 인한 중력 방사선을 볼 수 있습니다. 둘째, Ligo 또는 Lisa에서 관찰 된 신호가 예측에서 벗어나면 이론은 새롭고 흥미로운 일이 진행되고 있는지 알려줄 수 있습니다.
천문학 자들은 블랙홀 내부를 조사하거나 심지어 이벤트 지평에 가깝게 볼 수있는 방법이 없습니다. 그러나 블랙홀을 합치면 중력의 작동이 가장 극단적으로 드러날 수 있으며 우주에서 가장 큰 블랙홀이 어떻게 시작되었는지 정확히 알려줍니다.
Matthew Francis는 물리학 자, 과학 작가, 공개 연설자, 교육자 및 Jaunty Hats의 빈번한 착용자입니다. 그는 현재 작업 제목 와 함께 우주론에 관한 책을 쓰고 있습니다. 뒷골목, 어두운 하늘 :우주 론적 여행 .
