Сергей Попов: Зачем искать квазар

Многие догадываются, что астрофизика и космология — захватывающе интересные области науки. Но при более тесном знакомстве с последними работами в этой области (а их сейчас публикуется около 2000 в месяц) у широкой публики нередко возникает недоумение: «А это к чему? Неужели это важно?» Стараниями популяризаторов на первые полосы нередко попадает то, что может поразить воображение массового читателя — самое большое, самое горячее, самое далекое или самое быстрое. Или, на худой конец, какая-нибудь необыкновенная красивость на звездном небе над нашей головой, наводящая на приятные мысли о том, что и нравственный закон внутри нас, надо полагать, выглядит не хуже

+T -
Поделиться:
Фото предоставлено автором
Фото предоставлено автором
Скопление галактик Abell 2218 и эффект гравитационного линзирования

По-настоящему важные открытия часто остаются вне сферы внимания публики. Например, открытие двойного радиопульсара позволило подтвердить некоторые предсказания общей теории относительности, которые до этого не удавалось проверить, но, чтобы заинтересовать кого-то этой новостью, сперва придется прочитать ему цикл лекций по ОТО, и почти наверняка он уйдет от вас, не дослушав.

Но курьезы и рекорды, попадающие на первые полосы, тоже нередко не так уж легковесны с точки зрения серьезной науки. Порой открытие, кажущееся всего лишь рекордом или курьезом, на самом деле оказывается более важным, так как количество перешло в качество и рекордные характеристики или необычность вывели объект за пределы того, что без проблем объясняется существующими моделями.

В июне прошлого года появилось сообщение об обнаружении «самого далекого» (Рекорд! Рекорд!) квазара. Квазар — это активное ядро далекой галактики. Там находится сверхмассивная черная дыра, на которую течет вещество, и это приводит к мощному выделению энергии — объект очень ярко светится.

Фото предоставлено автором
Фото предоставлено автором
Радиоизображение квазара 3С273 и истекающей из него струи вещества

Напомним, что, согласно современным моделям, расширение нашей Вселенной началось чуть более 13 миллиардов лет назад. Так вот, свежеоткрытый квазар отстоит от начала расширения менее чем на 800 миллионов лет. При этом это не самый далекий из известных объектов (одна из галактик видна в еще более раннюю эпоху). Казалось бы, просто рекорд «в квазарной категории». Ан нет!

Квазар излучает в 63 тысячи миллиардов раз больше энергии, чем Солнце. Это значит, что черная дыра, являющаяся сердцем квазара, имеет массу как минимум два миллиарда солнечных. Создать такую массивную штуковину за 700 миллионов лет очень сложно! В начале так или иначе должна была появиться небольшая черная дыра, масса которой потом росла за счет поглощения вещества.

Есть два возможных сценария образования черных дыр. Первый сценарий — коллапс самых первых во Вселенной звезд. Такие дыры — с массой около 200 солнечных — будут постепенно погружаться в центр новообразованных галактик и наращивать массу, поглощая вещество. Но на это надо время. Второй сценарий — образование черной дыры из облаков газа, минуя звездную стадию. Такая дыра начинает свою жизнь с массы в десятки тысяч солнечных, а потому может растолстеть до наблюдаемых размеров гораздо быстрее. Возможно, во Вселенной работают оба сценария. Однако обнаружение все более далеких и массивных черных дыр дает серьезные аргументы в пользу того, что «зародышами» сверхмассивных черных дыр послужили не остатки звездной эволюции, а сколлапсировавшие облака. Так что поиски далеких квазаров — это не просто погоня за рекордами, но и способ узнать что-то новое о формировании черных дыр и их эволюции.

А вот пример открытия, которое никакого глубокого смысла не несет, а похоже на интересный курьез: прямоугольная галактика. На самом деле она не совсем в форме кирпича, просто мы видим ее в таком ракурсе. Однако это не значит, что настоящему астрофизику тут не о чем подумать. К примеру, можно порассуждать о том, что галактика, по всей видимости, образовалась в результате слияния. В будущем «углы сгладятся», и она приобретет более естественный вид.

Фото предоставлено автором
Фото предоставлено автором
Самая прямоугольная галактика (из работы arXiv: 1203. 3608 Alister Graham и др.). Показано негативное изображение
Комментировать Всего 25 комментариев

Отличная и доступная заметка, спасибо! Начал увлекаться астрофизикой с подачи Хокинга- как и многие, любители, думаю ;)

Эту реплику поддерживают: Степан Пачиков, Мария Генкина

Доступная она потому что хорошо редактировали :)Все равно - спасибо!

А мне сейчас кажется, что можно было и побольше капусты оставить в щщах :(

Ну да ладно. В другой раз, значит.

Поддерживаю всех высказавшихся, очень интересно!

А можно ламерский вопрос?

Что вообще дает знание о существовании черных дыр? Я имею ввиду ведь есть ведь некая практическая мысль их сопровождающая, помимо той, что когда мы запустим космические корабли, способные достигать других галактик, им надо будет избегать попадания в черные дыры...

Например, мы хотим иметь хорошую теорию гравитации. Чтобы быть уверенными, что наща теория гравитации хороша, надо, в частности, разобраться и с черными дырами.

Эту реплику поддерживают: Алена Рева

О, так понятно! Спасибо!

Уточню на всякий случай: а под хорошей теорией гравитации имеется ввиду полная теория гравитации?

Черные дыры сейчас считаются доказательством существования гравитационного излучения?

1. что считать полным? Откуда взяться уверенности, что она полна, и никакие будущие открытия ее не поколеблят? Если остаются какие-то вопросы, то над теорией надо работать дальше. Вот есть вопрос о черных дырах ...

2. нет.

А какая теория гравитации тогда будет считаться хорошей?

Сергей, Вы извините, если мои вопросы раздражают. Просто если уж наука для всех, то хочется до конца для себя прояснить когда уже построят телепорты :)

просто нет времени на детальный ответ, а краткий дать легко. Лучше, наверное, краткий, чем никакого.Повторюсь, хорошей теорией можно считать ту, которая адекватно описывает весь комплекс наблюдаемых явлений и не имеет внутренних недостатков-противоречий. Вот ОТО, например, не квантовая теория. Это явный недостаток. 

Телепорты при нашей жизни не построят. 

Эту реплику поддерживают: Алена Рева

Спасибо!

Про телепорты жаль :(

Согласен с Алексеем: пишите чаще! Заранее спасибо;)

Эту реплику поддерживают: Сергей Попов, Алексей Насретдинов

Сергей, может ли все возникнуть из ничего..?

...После  доказательства гипотезы (теперь теоремы)  Пуанкаре-Перельмана более-менее математически очевидно, что 3-мерное пространство Вселенной могло быть точкой..., теперь, в случае доказательства другой другой задачи тысячелетия - Квантовой теории  Янга-Миллса, (о том что Кванты полей Янга — Миллса являющиеся векторными частицами (то есть бозонами со спином 1) и обладающие нулевой массой с помощью механизма спонтанного нарушения симметрии физические поля Янга — Миллса могут приобретать ненулевую массу) появится реальная угроза существованию любого божества (первопричины или создателя).

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

вопросы о божествах находятся вне пределов моей компетенции :)

А зря. Это ж самое интересное: что нужно засунуть в черный ящик под названием "Законы физики", чтобы на выходе получилась Вселенная? Может ли быть так, что в него вообще ничего не надо для этого засовывать?

Создание материального в любой развитой религии - это самое неинтересное. Более того, развитые религии часто просто берут это у более примитивных предшественников и концентрируются на духовном. При этом, современный подход к изучению материального мира основан на некоторых разумных принципах, которые просто исключают адекватные дискуссии в духе: "открывает ли физика Бога?". 

Вопрос не в Боге, его нет. Вопрос в том, открывают ли законы физики ВСЁ до конца. Или им надо что-то скормить на входе, что само из них не следует.

Если они убедительно доберутся до таблички, где будет написано "Конец", то это будет доказательством существования Бога.

Ну или скажем так: "Тривиальны ли граничные условия?" - так вам больше нравится?

Я думаю, что наука не может дать ответа на такой вопрос.

Почему бы и нет? Если выяснится, что (неоткрытой) теории всего можно будет скормить на входе скалярный ноль, а они в ответ расцветут сириусами - это будет не религиозный, а вполне физический фокус.

А откуда будет уверенность, что этой теорией все исчерпывается?

Ну, если теория исчерпает все, то все и исчерпается. Обратное конечно неверно: может, эта недочерпала, так дочерпает следующая.

Существенно, что эксперимент (наблюдения) не исчерпаем.Поэтому уверенности, мне кажется, не будет.

Iouri Samonov Комментарий удален автором

Поразительно и вселенная постоянно расширяется.