M87* meşur tasvirinde yaltıraq alqa ve qaranlıq merkez bar. Qara teşik ışıqnı çıqarmasa, tasvirge ne tüşti? Qara teşikni, onıñ sıñırını ve çevresindeki ışıqnı ayırmaq kerek.
Qara teşik — içinden ışıq ve başqa signallar uzaq tış dünyasına yetişip olamağan feza-vaqıt bölgesidir. Onıñ sıñırı vaqialar ufqu dep atala. Bu, divardaki delik ya da qattı maddeden yüz degil; tışqa bir şey yollamaq imkânınıñ sıñırıdır. EHT: belgilegen sebep-netice sıñırı.
Ufuq içinde haberniñ tışqa yolu yoq
Yer yanında projektornı planetadan tışqa yöneltsek, ışıq uzaqlaşır. Qara teşik yanında çekim feza-vaqıt geometriyasını o qadar deñiştire ki, ışıqnıñ bazı yönleri keri alıp kele. Ufuq içinde ışıqnıñ kelecek yollarından iç biri uzaq tış dünyasına alıp çıqmay. Kütleli gemi ışıqnı keçip, quvetli motornen vaziyetni tüzete almay.
Işıq bunıñ içün yerli olaraq toqtamaq ya da vakuumda c-den yavaş ketmek mecburiyetinde degil. Deñişken şey — feza-vaqıtta yollarınıñ qayda alıp bara bilgenidir. Başlanğıç sürati yetmegenden keri tüşken top tasviri yalnız sıñırlı bir ipucıdır. Ufqu tasvirlemek içün umumiy nisbiylik kerek. OpenStax: çökmekten ufuqqa.
Ufuq maddiy qabıq degil. Ondan keçmek körünmegen divarğa urulmaq degil. Müim bağ bir yönlüdir: tıştan içke signal yollamaq mümkün, amma içten uzaq adresatqa qaytarmaq mümkün degil. Ufuq yanında cisim içün şartlar qara teşik massasına ve çevresine de bağlı; «divar yoq» demek «seyahat telükesiz» degil.
Ufuq, singulârlıq ve kölge ayrı suallerge cevap bere
Sade model saylayıq: aylanmağan, elektrik yüksiz Schwarzschild qara teşigi. Ufqu küre şeklindedir. Klassik çözüv merkezinde singulârlıq bar: egrilikniñ soñlu degeri qalmay. Bu, foto ile isbatlanğan sonsuz sıqlıqlı noqta degil. Tahmin klassik tasvirniñ o yerde tam fizikiy cevap bermegenini köstere; kvant çekim nazariyesi açıq vazife olaraq qala. NASA: singulârlıq ve nazariyeniñ sıñırları.
Kölge ise kök tasvirinde ışıqnıñ tutuluvı ve yollarınıñ egrilüvinden doğğan qaranlıq bölgedir. Körüngen ölçüsi ufuq diametrine sade olaraq teñ degil: gravitatsion linzalav tasvirni deñiştire. Şema üç añlayışnı ayıra; resimlerni ortaqlı ölçekli harita kibi üst-üstüne qoyma.
Üç añlayışnıñ rolleri başqa
Vaqialar ufqu
İçinden uzaq baqıcığa signal qaytıp çıqmaycaq bölgeniñ sıñırı. Qattı qabıq degil.
Model singulârlığı
İdeal klassik modelniñ merkezinde egrilik tasviri singulâr ola. Bu, körülgen bir noqta degil.
Kökteki kölge
Işıq tutulğanı ve yolları egrilgeni içün çevredeki şavle tasvirinde yaltıraqlıq eksile.
Ufuq haber çıqa bilemi degen sualni çeze; singulârlıq içki klassik çözüvniñ meselesini belgiley; kölge tış baqıcı içün yaltıraqlıq dağılımını tasvirley. Ufqunıñ barlığına uyğun baquvlar merkezniñ bütün tafsilâtını avtomatik açmay. Aqiqiy astrofizik qara teşikler aylana bile; sade model olarnıñ bütün hususiyetlerini tasvirlemey.
Dal · Formulanenİhtiyariy · keçip ketmek mümkün
Ufuq qaç kilometrdir?
Aylanmağan, yüksiz modelniñ ufuq radiusı
r_(s) = (2GM)/((c)^(2)),
mında G — çekim sabiti, M — massa, c — vakuumda ışıq sürati. Bu, meydan radiusıdır: ufuq küresiniñ meydanı 4π(r_(s))^(2). Onı singulârlıqtan qabıqqa qadar adiy cetvelnen ölçelgen mesafe dep añlamaq olmaz.
Yuvarlatılğan G ≈ 6,67 × (10)^( − 11) (m)^(3)/(kg ⋅ (s)^(2)), Küneş massası M_(⊙) ≈ 1,99 × (10)^(30) kg ve c ≈ 3,00 × (10)^(8) m/s ile bir Küneş massasına taqriben 2,95 km çıqa. Şartlı 10M_(⊙) içün radius 29,5 km, diametr 59 km. Massa eki qat artsa, radius da eki qat arta; kvadratı degil. GM/(c)^(2) birimleri metr bere. OpenStax: formula ve yuvarlatılğan sabitler.
Bu, belli teşikniñ ölçevi ya da Küneşimiz tabiiy şekilde qara teşikke dönüşecek degen senariy degil; saylanğan ideal çözüvniñ esabıdır. Formula EHT tasvirindeki alqa ölçüsini de doğrudan bermey. Ohio State: Schwarzschild radiusınıñ manası, 1-ci saife.
Alqa qara teşikniñ içinde degil, tışında ışıq çıqara
Qara teşik çevresindeki sıcaq gaz ufuqtan keçmezden evel ışıq çıqara bile. Aylanuv, magnit meydanları ve gravitatsion linzalav körüngen ışıqnı şekillendire. Şavlelerniñ bir qısmı içke tüşe, başqaları teleskoplarğa yete. Çevrede madde az olsa, yaltıraq disk olmay bile: disk qara teşikniñ tarifinde mecburiy parça degil. NASA: akkretsiya diski.
2019 senesi 10 aprel EHT M87* çevresiniñ ufuq ölçegindeki ilk tasvirini neşir etti; bunun içün 2017 senesi aprel radio baquvları qullanıldı. Teleskop şebekesiniñ verileri birleştirilip, radio yaltıraqlıq dağılımı esapnen tiklendi. Bu, aqiqiy astronomik baquvdır, amma qattı ufuq yüzüniñ adiy kameranen çekilgen fotosı degil. ESO: baquvlar, işlev ve tarihler.
Asıl ilmiy maqale yaltıraq assimetrik alqanı ve beklenilgen qara teşik kölgesine uyğun merkezi yaltıraqlıq eksilüvini tasvirley. Tiklev usulları ve fizikiy modellernen deñeşme yorumlamaq içün müimdir. Bu maqaledeki bediiy ög baqış EHT verisi degil ve onıñ yerini tutmay. EHT: baquvlar ve tasvirni tiklev, 4–5-ci bölükler.
Qara renk sıñırsız tutuv mesafesi bermey
Küneşniñ tabiiy ömründe olamağan bir deñiştirme tasavur et: yerinde, madde atılmadan ve itkü olmadan, aynı massalı aylanmağan qara teşik peyda olsun. Yer deral içke tüşermi? Yoq. Yer mesafesinde çekim tesirini aynı massa belgiley, orbita deral tüşmekni talap etmey. Küneş sıcaqlığını coymaq başqa felâket olur edi. OpenStax: ep şeyni içke çeküv efsanesi.
Qara teşik kompakt massağa pek yaqın barmaq imkânını bere. İşte yaqında nisbiylik geometriyası ve tutuluv şartları çezici ola. O, mesafe ve areketine baqmadan, kâinattaki er cisimni içke çekmey.
Başlanğıç sualge cevap endi anıqtır: çevre ışığı ve çekim deñiştirgen tasvirini köremiz; ufuq yaltıraq alqa degil, signallarnıñ qaytuv sıñırıdır. Merkezi kompakt cisimni tapuvnıñ başqa yolu — Samanyolunıñ merkezindeki yıldızlar areketi.