Книга Твиты о Вселенной. Микроблоги о макропроблемах - Говерт Шиллинг

НЕ0450–2958, похоже, не имеет никакой окружающей галактики. Известен как «голый квазар»[26] — СМЧД, плавающая одиноко в пустоте.

Важно отметить, что струя от голого квазара ударяет как лазерный луч в галактику. Некоторые полагают, что струя квазара родила галактику.

92. Как гигантские черные дыры стали настолько большими так быстро?

Некоторые из наиболее отдаленных квазаров, которые образовались вскоре после Большого взрыва, уже содержали черные дыры с 10 млрд масс Солнца.

Существование чудовищных черных дыр в столь ранней истории Вселенной ставит сложный вопрос: как они стали настолько большими так быстро?

В стандартной картине черные дыры звездных масс в первых галактиках объединились в большие дыры. При столкновении галактик их дыры объединялись.

Такой многоступенчатый процесс должен был действительно протекать очень быстро, чтобы объяснить присутствие чудовищных черных дыр уже в самых далеких квазарах.

Американский астрофизик Митчелл Бегельман предложил альтернативный и более быстрый возможный путь создания сверх-массивных черных дыр.

Глубоко внутри облако сжимается, образуя одну из первых галактик, газ становится настолько плотным, что формируется гигантская черная дыра — без предварительного формирования звезд.

Центральная черная дыра быстро растет, питаясь окружающим газом, который поставляется ей с высокой скоростью, так как газовое облако все еще сжимается.

В сценарии имеется гигантский пылающий газовый шар — который Бегельман называет «квазизвездой» — с растущей черной дырой, скрытой в нем.

Обычно, если ЧД становится большой, ее тепло сдувает окружающий газ, ограничивая рост. Но черная дыра Бегельмана может расти с потрясающей скоростью.

Как оса-паразит в хозяине-гусенице, говорит Бегельман, черная дыра постепенно съедает газ, выходя из своего кокона.

В конечном счете сдуваются последние лоскутки окружающего газа. Вуаля, возникает полностью сформированная гигантская черная дыра.

Подтвердить сценарий будет проблемой. Однако такие квазизвезды выбрасывают огромное количество тепла (инфракрасный свет).

Возможно, что они будут обнаружены с помощью телескопа Джеймса Вебба (James Webb), который будет создавать инфракрасное изображение; он должен быть запущен в 2018.

93. Каковы самые крупные образования во Вселенной?

100 млрд галактик Вселенной не распределены равномерно по всему пространству. Вместо этого они толпятся вместе в скоплениях, или «кластерах».

Но так же как галактики теснятся в скоплениях, сами галактические скопления собираются в еще большие «сверхскопления».

Млечный Путь входит в собрание из ~30 галактик, называемых Местной Группой. Она присоединена к местному сверхскоплению, называемому Скоплением Девы.

Но даже сверхскопления не распределены равномерно по всей Вселенной. Они также прижимаются друг к другу в еще больших агломерациях.

Местами, соединяясь в огромные цепи, сверхскопления змеятся в пространстве; в других областях сверхскопления образуют завесы, или «стены» в космосе.

Великая стена Слоуна имеет массу около 10 000 нормальных галактик и простирается на 1,4 млрд световых лет (1/60 диаметра наблюдаемой Вселенной).

Великая стена Слоуна даже занесена в 2006 в Книгу рекордов Гиннесса как «самая крупномасштабная структура во Вселенной».

Существование крупных структур в начале космической истории, вероятно, представляет собой проблему для астрономии. Как они могли сформироваться так быстро после Большого взрыва?

Крупные структуры являются следствием случайных «квантовых флуктуаций» энергии в первую долю секунды жизни Вселенной увеличенных до огромных размеров.

Поразительно, но крупнейшие галактические группировки в сегодняшней Вселенной зародились в Большом взрыве из начальных структур, меньших одного атома.

94. Возможно ли, что галактики, которые мы видим, есть иллюзия?

В 1977 МЕРЛИН (MERLIN) — массив радиотелескопов, расположенных в Джодрелл-Бэнк в Великобритании, обнаружил два квазара, выглядевших удивительно похожими друг на друга.

Два квазара QSO 0957+561 были более чем похожи — они были одинаковыми. «Двойной квазар» был первый «гравитационно-линзированный» объект.

Гравитационное линзирование — искривление света вследствие гравитации — предсказала теория гравитации Эйнштейна (общая теория относительности) в 1915.

Если массивный объект (например, скопление галактик) находится между нами и удаленным объектом (например, квазаром), то гравитация может отклонить/сфокусировать свет от удаленного объекта.

Поскольку существует несколько возможных путей распространения света вокруг мешающего объекта, наблюдается несколько изображений. Максимально возможное их число — 5. Некоторые слишком слабые, чтобы быть легко видимыми.

G-линзирование (гравитационное) с помощью промежуточного объекта (линза) не только фокусирует свет от далекого объекта, но и усиливает его, повышая, или увеличивая, яркость.

Следовательно, гравитационное линзирование действует как природный телескоп, повышая яркость объектов, слишком далеких, чтобы их можно было наблюдать в обычных условиях.

Так, ближайшие к нам галактики мы видим реально. Но для удаленных больше шансов оказаться под влиянием промежуточных линз. Далекая часть Вселенной является более иллюзорной.

Кстати, вследствие гравитационного линзирования не всегда возможно получить правильное изображение. Гравитация скопления галактик приводит к искажению изображения удаленного объекта, искривляя его.

Гравитационное линзирование может быть использовано для обнаружения темной материи, которую нельзя увидеть непосредственным путем. В Большой синоптический обзорный телескоп (Чили) будет использовать слабое линзирование для выявления распределения материи, в частности темной материи, во Вселенной.

Телескопы были изобретены для того, чтобы исследовать свет. По иронии судьбы, Большой синоптический обзорный телескоп будет исследовать тьму!

Клаудио Маккене предложил использовать Солнце как гравитационную линзу. Фокусное расстояние «гравитационного телескопа» будет за орбитой Плутона, поэтому возникает вопрос, как его построить.