[Перевод] Астрономы обнаружили самую раннюю подтверждённую чёрную дыру

В 2024 году международная команда астрономов запустила программу CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey ( CAPERS ), использующую данные космического телескопа Джеймса Уэбба для идентификации галактик, появившихся во времена «космического рассвета». Этот космологический период наступил менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, и именно тогда сформировались первые галактики во Вселенной. В недавнем исследовании команда CAPERS подтвердила существование чёрной дыры в центре галактики (обозначенной CAPERS-LRD-z9), удалённой от нас примерно на 13,3 миллиарда световых лет.

https://habr.com/ru/articles/935744/

#чёрные_дыры #маленькие_красные_точки

[Перевод] «Уэбб», возможно, обнаружил первую чёрную дыру, образовавшуюся в результате прямого коллапса

Астрофизики не знают, существуют ли чёрные дыры прямого коллапса. Их существование – это гипотеза, которую выдвинули, чтобы объяснить, откуда во Вселенной на таком раннем этапе могли появиться сверхмассивные чёрные дыры (СМЧД). Им не требуется ни звёздный прародитель, ни иерархическое слияние. Вместо этого они коллапсируют напрямую из нестабильного газового облака, прямо как звёзды. Недавно астрономы, работающие с изображениями, полученными в ходе исследования COSMOS-Web — обзора «Уэбба», наблюдающего за более чем миллионом галактик в космическом времени, — обнаружили нечто странное. Они увидели двуядерную галактику, вероятно, образовавшуюся в результате столкновения двух галактик. Они прозвали её галактикой Бесконечность, потому что она напоминает символ бесконечности

https://habr.com/ru/articles/935488/

#чёрные_дыры #сверхмассивные_черные_дыры

Информационный парадокс чёрных дыр: куда в них исчезает информация, и исчезает ли вообще?

Чёрные дыры — одни из самых загадочных объектов во Вселенной. Вблизи себя они искривляют пространство-время настолько, что даже свет не может вырваться из их гравитационного колодца (критическое расстояние от центра чёрных дыр называется горизонтом событий). Само их существование не оспаривается научным мейнстримом. Но, как это часто бывает в физике, эти сущности порождают ещё больше вопросов и теоретических проблем — в данном случае эти проблемы находятся на стыке квантовой механики и общей теории относительности. Одна из самых известных — информационный парадокс чёрных дыр, который ставит под вопрос фундаментальные законы сохранения информации в нашей Вселенной. Прежде чем углубляться в парадокс, важно понять, что подразумевается под «информацией» в этом контексте. В квантовой механике информация — это полное описание состояния системы. Если у нас есть частица, её состояние определяется: координатой, импульсом, спином, квантовыми числами (заряд, цветовой заряд в КХД и т. д.).

https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/919376/

#чёрные_дыры #волосы #информация #квантовая_физика #теория_относительности #ruvds_статьи

Информационный парадокс чёрных дыр: куда в них исчезает информация, и исчезает ли вообще?

Чёрные дыры — одни из самых загадочных объектов во Вселенной. Вблизи себя они искривляют пространство-время настолько, что даже свет не может вырваться из их гравитационного колодца (критическое расстояние от центра чёрных дыр называется горизонтом событий). Само их существование не оспаривается научным мейнстримом. Но, как это часто бывает в физике, эти сущности порождают ещё больше вопросов и теоретических проблем — в данном случае эти проблемы находятся на стыке квантовой механики и общей теории относительности. Одна из самых известных — информационный парадокс чёрных дыр, который ставит под вопрос фундаментальные законы сохранения информации в нашей Вселенной. Прежде чем углубляться в парадокс, важно понять, что подразумевается под «информацией» в этом контексте. В квантовой механике информация — это полное описание состояния системы. Если у нас есть частица, её состояние определяется: координатой, импульсом, спином, квантовыми числами (заряд, цветовой заряд в КХД и т. д.).

https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/919376/

#чёрные_дыры #волосы #информация #квантовая_физика #теория_относительности #ruvds_статьи

[Перевод] Физики создают новые описания хаотичного пространства-времени, расположенного внутри чёрных дыр

В начале времени и в центре каждой чёрной дыры находится точка бесконечной плотности, называемая сингулярностью. Чтобы исследовать эту загадку, мы берём всё, что знаем о пространстве, времени, гравитации и квантовой механике, и применяем это к месту, где все эти знания и формулы перестают работать. Пожалуй, во Вселенной нет ничего, что могло бы бросить больший вызов воображению. Физики до сих пор верят, что если им удастся придумать связное объяснение тому, что происходит в сингулярностях и вокруг них, то их посетит откровение — новое понимание того, из чего состоят пространство и время. В конце 1960-х годов некоторые физики предположили, что сингулярности могут быть окружены областью беспорядочного хаоса, где пространство и время бессистемно расширяются и сжимаются. Чарльз Миснер из Университета Мэриленда назвал эту область «вселенной миксмастера», в честь популярной в то время линии кухонной техники . Если бы астронавт упал в чёрную дыру, «можно представить, как она перемешает части тела астронавта, подобно тому как миксмастер или взбиватель яиц перемешивает желток и белок яйца», — писал позже Кип Торн , лауреат Нобелевской премии по физике.

https://habr.com/ru/articles/913756/

#чёрные_дыры #сингулярности

Вопросы о тёмной энергии: нужна ли она, можно ли заменить её чёрными дырами и меняется ли она со временем

В прошлой статье я написал об истории появления теории о тёмной материи, «ошибке» Эйнштейна (у гениев даже ошибки гениальные) и о том, что пока непонятно, что именно представляет собой эта загадочная то ли субстанция, то ли константа, то ли энергия. В одной статье невозможно уместить всю информацию на такую обширную тему, поэтому сейчас предлагаю рассмотреть некоторые более конкретные вопросы, связанные с попытками учёных разобраться в том, что такое тёмная энергия (а также существует ли она вообще). ▍ Без тёмной энергии — никуда Как мы уже давно знаем, Вселенная расширяется. Однако расширяться она может по-разному. Если бы не существовало силы, заставляющей её расширяться, а первоначальное расширение было бы вызвано только энергией Большого взрыва, то всё зависело бы от первоначальной скорости расширения. Если бы она была слишком мала для всего находящегося в ней (вещества и энергии), Вселенная быстро реколлапсировала бы — сжалась обратно.

https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/899484/

#тёмная_энергия #чёрные_дыры #вселенная #расширение_вселенной #ruvds_статьи_выходного_дня

[Перевод] Заперта ли наша Вселенная внутри чёрной дыры?

Космический телескоп Джеймса Уэбба с момента своего запуска, несомненно, произвёл революцию в нашем представлении о ранней Вселенной, но его новые результаты могут поставить астрономов в тупик. На самом деле, они могут дать нам базовую информацию о рождении Вселенной, возможно, намекая на то, что всё, что мы видим вокруг нас, находится внутри чёрной дыры. Телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов, который начал наблюдать за космосом летом 2022 года, обнаружил , что подавляющее большинство объектов глубокого космоса и, соответственно, ранних галактик, которые он наблюдал до сих пор, вращаются в одном и том же направлении. Примерно две трети галактик вращаются по часовой стрелке, а другая треть — против часовой стрелки. В случайной Вселенной учёные ожидали бы обнаружить 50% галактик, вращающихся в одну сторону, а остальные 50% — в другую. Новое исследование предполагает, что существует предпочтительное направление вращения галактик.

https://habr.com/ru/articles/891396/

#вселенная #галактики #чёрные_дыры #уэбб

[Перевод] Как сливающиеся сверхмассивные чёрные дыры преодолевают последний парсек?

На протяжении всей космической истории галактики сливаются во всё более крупные структуры. Когда галактики сливаются, сверхмассивные чёрные дыры, находящиеся в их центрах, в конце концов тоже должны слиться, образовав ещё более гигантскую чёрную дыру. Однако на протяжении десятилетий астрофизиков мучил один вопрос: как сверхмассивные чёрные дыры могут сблизиться настолько, чтобы начать крутиться вокруг друг друга по спирали и в итоге слиться воедино? Согласно расчётам, когда сближающиеся дыры достигают так называемого финального парсека — расстояния около одного парсека, или 3,26 световых лет, — их продвижение останавливается. По сути, они должны вращаться друг вокруг друга бесконечно долго. «Считалось, что время движения по спирали может достигать... возраста Вселенной», — говорит Стивен Тейлор , астрофизик из Университета Вандербильта. «Люди были обеспокоены тем, что слияния чёрных дыр может и не произойти».

https://habr.com/ru/articles/887258/

#чёрные_дыры

[Перевод] «Сингулярностей не существует», — утверждает первооткрыватель чёрных дыр Рой Керр

В нашей Вселенной, когда вы соберёте достаточно много массы в достаточно малом объёме пространства, вы неизбежно пересечёте черту: скорость, с которой вам нужно будет двигаться, чтобы преодолеть гравитационное притяжение в этой области, превысит скорость света. И когда это происходит, вокруг области неизбежно образуется горизонт событий, который выглядит, действует и ведёт себя точно так же, как чёрная дыра, если смотреть со стороны. Тем временем внутри вся эта материя неумолимо притягивается к центральной области внутри чёрной дыры. При наличии конечного количества массы, сжатой до бесконечно малого объёма, появление сингулярности будет практически гарантировано. Предсказания о том, что мы должны наблюдать за пределами горизонта событий, чрезвычайно хорошо согласуются с наблюдениями, поскольку мы не только видели множество светящихся объектов на орбите вокруг чёрных дыр, но даже получили изображение горизонтов событий нескольких чёрных дыр напрямую. Теоретик, заложивший основы законов, по которым во Вселенной формируются реалистичные чёрные дыры, Роджер Пенроуз, впоследствии получил Нобелевскую премию по физике в 2020 году за свой вклад в физику, в том числе за идею о том, что в центре каждой чёрной дыры должна существовать сингулярность. Но удивительным образом легендарный физик Рой Керр, открывший в 1963 году пространственно-временное решение для вращающихся чёрных дыр, только что написал новую работу , в которой опроверг эту идею, приведя несколько весьма убедительных аргументов. Вот почему, возможно, сингулярности будут существовать не в каждой чёрной дыре и какие ключевые вопросы нам следует обдумать.

https://habr.com/ru/articles/871014/

#чёрные_дыры #сингулярности #керр

Решения информационного парадокса чёрных дыр: квантовые волосы или реплики червоточин?

Вот и очередная статья о чёрных дырах подъехала! И не просто о чёрных дырах – об информационном парадоксе, который является вопиющим примером несовместимости квантовой механики с общей теорией относительности. Последние годы всё чаще стали выходить публикации, авторы которых прямо заявляют об окончательном решении проблемы. С другой стороны, звучат слова скептиков о том, что парадокс в принципе неразрешим, пока не получено экспериментальное подтверждение гипотезы Хокинга об испарении чёрных дыр. Мне понадобилось много времени, чтобы разобраться в теме, собрать из отдельных паззлов цельную картину и определиться, какое из предложенных решений парадокса наиболее убедительно. Объяснить это лаконично, простыми словами, на естественном языке и без единой формулы, сохранив всю информацию до последнего бита, практически невозможно. У меня не получилось уложиться в одну статью, так что самое интересное будет здесь, в продолжении. Из данной статьи вы узнаете, окружены ли чёрные дыры файерволлом; как частицам удаётся соблюдать моногамию запутанности, находясь в двух местах одновременно; может ли холонавт выбраться из чёрной дыры, а внешний наблюдатель – узнать о её содержимом по излучению Хокинга; что общего между запутанными частицами и червоточинами и как испарение чёрных дыр связано с квантовыми вычислениями.

https://habr.com/ru/articles/865368/

#чёрные_дыры #червоточины #энтропия_запутанности #квантовое_машинное_обучение #квантовое_скремблирование #информационный_парадокс #излучение_хокинга