Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Подписаться на новости

АВТОРСКИЕ НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах" | "Terra & Comp" (Геология и компьютеры) | "Неизбежность странного микромира"| "Научно-популярное ревю"| "Биология и жизнь" | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"
Проект поддержан Международной Соросовской Программой образования в области точных наук.
Новости из мира науки и техники
The Best of Russian Science and Technology
Страницу курирует проф. В.М.Липунов
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

13.02.2018
14:22

Сверхмассивная черная дыра помогла подтвердить Общую теорию относительности

    Наблюдая за искажением излучения, которое испускает аккреционный диск, вращающийся вокруг черной дыры, можно определить, насколько метрика дыры близка к метрике Керра, предсказываемой Общей теорией относительности. Группа ученых из США, Китая и Германии выполнила такой анализ для сверхмассивной черной дыры из галактики 1H0707-495 и показала, что она действительно хорошо описывается метрикой Керра. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Общая теория относительности (ОТО) хорошо проверена для слабых гравитационных полей — например, для планет Солнечной системы или для двойных пульсаров. В то же время, сильные гравитационные поля изучены гораздо хуже. Поскольку некоторые альтернативные теории гравитации совпадают с ОТО в пределе слабых полей, но дают другие предсказания для сильных полей, ученых интересует проверка предсказания ОТО в этой области.

    Особенно сильные гравитационные поля создают черные дыры — настолько сильные, что свет не может вырваться из-под их горизонта событий. Теорема об отсутствии волос гарантирует, что единственным стационарным решением для черной дыры, помещенной в четырехмерное пространство-время, является метрика Керра-Ньюмена (а поскольку большинство объектов во Вселенной не заряжены, метрика Керра-Ньюмена переходит в метрику Керра). Точнее, стационарным, асимптотически плоским и регулярным вне горизонта событий решением. Вокруг такой дыры может образоваться аккреционный диск, фотоны в котором будут ускоряться благодаря обратному комптоновскому рассеянию на электронах; кроме того, атомы диска тоже будут излучать. Из-за гравитационного красного смещения и искривления света отдаленному наблюдателю будет казаться, что спектр излучения и форма излучающей области искажаются. Измеряя эти искажения, можно определить, насколько точно метрика вокруг черной дыры совпадает с метрикой Керра.

    В данной статье группа ученых под руководством Козимо Бамби (Cosimo Bambi) впервые применила этот метод на реальных данных, собранных для сверхмассивной черной дыры из галактики 1H0707-495. Ранее они уже описывали подход, с помощью которого можно определить, насколько хорошо метрика Керра описывает такие черные дыры. В этом подходе вводится некоторая модельная метрика, отклонения которой от керровской задаются набором параметров, определяемых из наблюдений. Если все эти параметры оказываются близки к нулю, модельная метрика воспроизводит метрику Керра. Преимуществом этого подхода является независимость от выбранной альтернативной теории гравитации. Здесь ученые рассмотрели метрику Йохансена (Johannsen metric), в которой таким параметром служит α13. Подробности модели можно найти в дополнительных материалах статьи.

    Затем ученые проанализировали данные, собранные о сверхмассивной черной дыре телескопами XMM-Newton, NuSTAR и Swift. Анализ исследователи выполнили с помощью программы RELXILL_NK, в которой свободными параметрами являются момент импульса черной дыры a∗, параметр метрики α13, угол наклона диска и несколько других величин. Следуя статьям 1 и 2, ученые рассмотрели три гипотезы, объясняющие различные особенности спектра радиоизлучения и примененные к разным данным. В результате они получили оценки на параметр α13 в зависимости от a∗, которые можно увидеть на рисунках. Линиями разных цветов отмечены оценки, отвечающие разным уровням достоверности (68 процентов для красной, 90 для зеленой и 99 для синей).

    В итоге ученые заключают, что с большой долей вероятности пространство-время вокруг черной дыры из галактики 1H0707-495 описывается метрикой Керра, как и предсказывает Общая теория относительности. Авторы статьи считают, что разработанный ими подход так же успешно можно будет применить для анализа данных по другим черным дырам.

    Общая теория относительности была сформулирована еще в начале XX века и получила огромное число экспериментальных подтверждений. Например, в июле прошлого года телескоп «Хаббл» заснял прохождение белого карлика на фоне далекой звезды, в результате которого изображение звезды сместилось в соответствии с предсказаниями ОТО. А в мае 2016 года японские астрономы подтвердили, что теория Эйнштейна работает на красных смещениях, больших единицы. Тем не менее, некоторые люди утверждают, что ОТО не верна — впрочем, их аргументы не вызывают доверия.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/02/05/BH-tests-GR

    Обозрение "Terra & Comp".

Помощь корреспонденту
Кнопка куратора
Добавить новость
Добавить новости
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100