Logo (Main page)
Special Astrophysical Observatory RAS

 
   О нас      Подразделения     Телескопы     Наука     ЦКП/УНУ     Издания     Образование     Сервис     Контакты  

Вопросы-ответы

Здесь вы можете задать интересующий вас вопрос по астрономии и наши сотрудники-астрономы ответят на него. Ответ будет прислан по указанному Вами электронному адресу. Наиболее интересные для широкой аудитории вопросы мы публикуем на этой странице.
Орфография и пунктуация авторов сохранены.

Ваше имя:   E-mail:

Вопрос:


Вопрос: Хотел бы задать несколько вопросов. Первый вопрос: Может ли маленькая чёрная дыра весить больше большой чёрной дыры? Второй вопрос: Может ли образоваться наша Вселенная из маленькой точки, если логически можно утверждать, что мы наблюдаем во Вселенной маленькие и большие черные дыры? А это означает факт того, что сжатие материи и энергии имеет конечную точку. Не означает ли этот факт, что Большой взрыв произошел не из маленькой точки, а из большой черной дыры? Третий вопрос: Можно ли предположить, что Вселенная является живым организмом? Спасибо за ответы.
Александр

Ответ:

1) Нет, не может. Меньшая по размерам черная дыра (ЧД) не может быть массивнее большей по размерам ЧД. Размер (гравитационный радиус R - радиус Шварцшидьда, определяющий границу - горизонт событий, из-под которого не может выйти свет) невращающейся ЧД однозначно связан с ее массой M: R=2GM/c^2. Здесь G - гравитационная постоянная, а c^2 - скорость света в квадрате.

2) Во втором вопросе сформулированы два вопроса.
2a) Достоверно об образовании Вселенных из черных дыр пока сказать нельзя, так как есть сложности в постановке требуемого критического эксперимента. Тем не менее, существуют теоретические работы, которые говорят о возможности появления новой вселенной при коллапсе материи внутри черной дыры (без учета ее размера), если сингулярность (точка с бесконечной плотностью в центре объекта) по каким-либо причинам не достигается. Другими словами, происходит отскок и начинается расширение вселенной, например, по трем существующим, и может быть новым, пространственным измерениям, как и произошло с нашей Вселенной.
Если для черных дыр трудно (а на настоящий момент кажется, что невозможно) поставить эксперимент для изучения того, что же именно произойдет вблизи сингулярности ЧД, то для нашей Вселенной есть шанс проверить, что было или чего не было в самом начале. Для этого нужно найти признаки существования первичных гравитационных волн, которые можно увидеть с помощью особых свойств электромагнитных волн - поляризации, т.е. выделения плоскости колебания волн. Искривление пространства, которое могли создавать первичные гравитационные волны, возникшие при очень быстром расширении Вселенной в самую раннюю эпоху, находит отражение в изменении поляризационных свойств дошедшего до нас от эпохи горячей Вселенной реликтового излучения (РИ), приводя к так называемой вихревой или магнитной компоненте (или B-моде) поляризации РИ. Быстрое (экспоненциальное) расширение Вселенной в самую раннюю эпоху называется инфляцией. При инфляции порождаются первичные гравитационные волны вместе с растущими и превращающимися впоследствии в галактики и скопления галактик неоднородностями вакуума.
Если первичные гравитационные волны будут найдены, идея отскока как начала нашей Вселенной будет фактически закрыта (но для других вселенных, в принципе, может и работать). Если измерения уровня B-моды поляризации покажут очень низкую верхнюю границу уровня обнаружения относительно предсказанной, это, в общем, закроет гипотезу инфляции и позволит рассматривать другие теории, в том числе и теорию отскока как рабочие модели для объяснения возникновения нашей Вселенной. Эксперименты по измерению уровня (амплитуды) первичных гравитационных волн сейчас готовятся и проводятся на различных телескопах миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, например, уже работает телескоп в эксперименте BICEP3 (исследования Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, США) на Южном полюсе.
2b) В любом случае, в независимости от рождения Вселенной при сжатии материи на предыдущем этапе существования и отскоке или в результате инфляции при действии особого поля - инфлатона, во время одной из начальных стадий Вселенная была очень компактной, плотной и горячей.

3) В последнее время в нашей стране вопрос о том, является ли Вселенная живым организмом или даже разумной, задается неоднократно. Следует сказать, что в рамках философских концепций (пусть не всех) предположить можно, все что угодно. Если же мы будем рассматривать такой объект, как Вселенная, в рамках современной физики, то важно понимать, что перенос информации со скоростью света от одной наблюдаемой сейчас границы Вселенной до другой займет порядка 40 млрд. лет, да и то за время переноса информации Вселенная расширится еще. Тогда, если она жива и/или разумна (при этом мы рассматриваем Вселенную как целое) и нам, например, надо с ней пообщаться, время общения, как согласованного действия, будет соответствовать времени передачи информации. При таком взгляде на реальность гипотеза о разумности Вселенной или о том, что она живой организм, в целом выглядит непроверяемой (или неопровергаемой), то есть нефальсифицируемой.
Это означает, что рассуждения о ее живой организации/разумности лежат вне научного подхода, как метода познания окружающего мира. Изменить же предельную скорость передачи информации, увеличив ее, в нашей Вселенной невозможно, и это просто могло бы привести к ее нестабильности уже на квантовом уровне. За время существования нашего Мира такая нестабильность не наблюдается.

ведущий н.с., д.ф.-м.н. О.В.Верходанов, 05.02.2018 г.


Вопрос: Что будет если нейтронная звезда упадет на черную дыру? (Надеюсь сформулировал корректно) При таких гравитационных силах, будет ли черная дыра всасывать материю из нейтронной звезды, так же как из обычной звезды? Или нейтронная звезда упадет на черную дыру, как другая черная дыра? Если брать в расчеты то что в центре черной дыры - сингулярность (точка с бесконечно плотностью и массой), то вроде как черная дыра должна разорвать нейтронную звезду на части. На супер компьютерах такое должно было моделироваться, инфу в интернете, к сожалению, не нашел. Задавал вопрос и сам на него ответил, спасибо )
Илья

Ответ:
В результате слияния черной дыры и нейтронной звезды происходит мощный короткий гамма-всплеск, но гамма-всплеск порождается и в процессе слияния двух нейтронных звезд.
При слиянии черная дыра будет разрушать нейтронную звезду и всасывать из нее материю. Исследования показывают, что при слиянии 2-х нейтронных звезд или нейтронной звезды с черной дырой выход энергии происходит в виде коллимированного потока - релятивистского джета. Если этот джет направлен в нашу сторону, то тогда мы можем фиксировать это событие. Наличие релятивистских джетов означает, что мы видим малую долю всех происходящих во Вселенной всплесков.
При слиянии таких релятивистских объектов (нейтронные звезды, черные дыры) также формируются гравитационные волны, которые уносят часть энергии, возникающей при этом. На обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) на данный момент обнаружено уже, по крайней мере, три мощных гравитационных сигнала от слияния бинарных черных дыр.
Очень упрощенная схема процесса слияния нейтронной звезды и черной дыры показана здесь.

ст.н.с., к.ф.-м.н. С.С. Кайсин, 09.08.2017 г.


Вопрос: Добрый день. Хочу спросить про гравитацию. Можете объяснить как объекты с массой воздействует на пространство? Как все объясняют объект искажает пространство образуя воронку по которой вращается другое тело. Так вот, как объект может образовывать воронку если он воздействуют на пространство во всех направлениях?
Илья

Вопрос: Здравствуйте. У меня к Вам вопрос,хочу спросит про самую важную и удивительную силу во вселенной, гравитацию. Я не являюсь ученым и не занимаюсь физикой,но мне это очень интересна.и так,как объясняют гравитацию,искажение пространства под действием массы объекта. Визуально это выглядит так. Натянутая ткань,на не ложать шар,он продавливает под собой ткань,она образует воронку,берут шар поменьше и как в рулетке запускают шар по кругу воронке,все шарик на орбите,вроде все ясно. НО шар искажает ткань благодаря тому что тянется к земле ВНИЗ ,а как же быть объектам в космосе ,ведь там нет верха и низа. Объект с массой воздействует на пространство во все стороны и ни какой воронки не может образоваться. ..
Илья

Ответ:
При визуальном построении обычно используется двумерная поверхность как аналог трехмерного пространства (или 4-х мерного пространства-времени). Такая аналогия не случайна, и применяется потому, что мы живем в 3х-мерном пространственном мире, где представить себе (развернуть в воображении) 4 пространственных измерения очень сложно. Двумерный аналог помогает увидеть действие гравитации, которая в общей теории относительности и есть кривизна пространства-времени. Для ее описания и компьютерного графического анализа удобно вводить еще одно пространственное - четвертое измерение (или пятое пространственно-временное). В этом случае масса является источником искривления 3х-мерного пространства, что геометрически можно было бы увидеть в 4х-мерном пространственном измерении. Физически это наблюдается как искривление траектории света, приходящего из области позади массивного объекта. Если построить трехмерное сечение такого 4х-мерного пространства в области объекта и отметить траектории фотонов (частиц света), то возможно увидеть подобие такой картинки, которую рисуют в учебниках. Важно отметить, объект не тянет двумерную поверхность в виде сетки вниз, а искривляет (тянет к себе) все сетки, проходящие рядом с ним - и сверху, и снизу, и слева, и справа, и т.д. При одновременной же разрисовке их всех на картинке возникла бы путаница графиков.

ведущий н.с., д.ф.-м.н. О.В.Верходанов, 30.07.2017 г.


Вопрос: Ведутся ли в САО исследования по проблеме SETI? Существуют ли программы по поиску внеземных цивилизаций в России?
Сергей

Ответ:
Да, конечно, в Специальной астрофизической обсерватории РАН занимаются исследованиями по проблеме SETI. Они ведутся в нескольких направлениях.
1. Поиск сигналов искусственного происхождения в радиодиапазоне на телескопе РАТАН-600.
В рамках этой программы изучаются несколько десятков звезд либо похожих на Солнце, либо обладающих планетными системами. Каждый из объектов наблюдается многократно (в течение последних лет) циклами по несколько минут. К настоящему времени сигналы искусственного происхождения (не помехи, не пролеты спутников или самолетов) не обнаружены.
2. Оптический мониторинг больших участков неба с высоким временным разрешением с целью обнаружения коротких вспышек любого происхождения (искусственного, в том числе).
Для этого используется 9-канальный роботизированный телескоп, состоящий из небольших объективов, снабженных регистрирующими матрицами с частотой 10 кадров в секунду (http://mmt.favor2.info/). Результаты мониторинга обрабатываются в реальном времени, при этом обнаруженные вспышки распределяются по 4-м категориям - спутники, метеоры, известные ранее объекты и новые события. К маю 2017 года (с 2014 года) каждая точка северной полусферы наблюдалась от нескольких десятков до 2000 раз в течение 15 минут, однако никаких вспышек, чья природа могла бы быть искусственной, зарегистрировано не было.
3.Наблюдения "подозрительных" объектов на 6-метровом телескопе БТА с предельно высоким временным разрешением ( http://link.springer.com/article/10.1134%2FS1990341309030109).
К ним относятся звезды, у которых обнаружены земноподобные планеты в зоне обитаемости (таких насчитывается около 50-ти), а также необычные с точки зрения астрофизики объекты (например, с оптическими спектрами без линий), которые могли бы быть маяками внеземных цивилизаций. На данный момент в оптическом диапазоне длин волн признаков искусственных сигналов объектов, которые изучались, не обнаружено. В России проводится еще одна программа поиска внеземных цивилизаций. В Астрокосмическом центре ФИАН изучаются необычные источники, которые могли бы быть сферами Дайсона (астроинженерными конструкциями высокоразвитых цивилизаций, которые окружают звезду).
Дополнительную информацию об исследованиях по проблеме SETI (в России, в том числе) можно почерпнуть из нижеприведенных источников:
Энциклопедия проблемы внеземных цивилизаций
Материалы конференции в САО 2005 года, опять-таки несколько устаревшие, но полезные, по-прежнему.
Конференция в России
О SETI в России
История SETI

ведущий н.с., д.ф.-м.н. Г.М.Бескин, 23.05.2017 г.


Вопрос: Здравствуйте! Вопрос из области астрофизики, космологии и физики элементарных частиц. Измерение массы Бозона Хиггса, открытого на Большом Адронном Коллайдере в рамках Стандартной Модели (СМ) при прямых вычислениях показывает, что вакуум нашей Вселенной может находится в так называемом метастабильном состояние и распасться, либо от сильного энергетического воздействия, либо с течением времени, причем в последнем случае данный процесс носит вероятностный характер. Я не большой специалист в области физики, но имею базовые знания в области астрономии, и честно сказать меня подобные вещи пугают. Мой вопрос в следующем, можно ли быть уверенным в стабильности нашего вакуума, (например на основании астрофизических данных, так как во Вселенной происходят процессы с огромными энергиями, а вакуум остается стабильным) и как вообще относится к подобного рода вычислениям в рамках СМ. Буду очень признателен за ответ.
Алексей

Ответ:
Вопрос, конечно, не совсем по профилю нашей обсерватории и относится к физике элементарных частиц и теории поля. По-видимому, да, вероятность перехода вакуума в состояние с меньшей энергией ненулевая. И уверенности в стабильности нашего вакуума нет. Однако пугаться этого явления не стоит, так как бОльшие опасности, (если судить о близости по времени) - от экологических проблем и астероидов в ближайшую сотню лет и до превращения Солнца в красного гиганта через 4 млрд.лет - представлют собой более насущные проблемы, о которых стоит беспокоиться. Не говоря даже просто о существовании верхнего предела человеческой жизни.
Если же фазовый переход вакуума в состояние с меньшей энергией произойдет, то в одном случае, если он произойдет рядом с нами, мы, наверное, ничего заметить не успеем, а в другом случае - станем свидетелями интересного астрономического зрелища. Движение фазового перехода в пространстве нашей Вселенной будет не быстрее скорости света, и изменения можно будет наблюдать, если движение медленнее, чем летят фотоны.
Как было правильно отмечено, гигантское энерговыделение в наблюдаемых астрофизических объектах не нарушает стабильности вакуума в видимой области Вселенной. Это позволяет надеяться, что, по крайней мере, в наблюдаемом объеме в ближайшие 13.8 млрд.лет (сколько до нас идет свет из разных концов) ничего опасного с вакуумом не случится. Если не произойдет фазового перехода, связанного с темной энергией...
А вот про выживаемость человечества в ближайший миллион лет сказать пока сложно.

ведущий н.с., д.ф.-м.н. О.В.Верходанов, 08.07.2015 г.


Вопрос: Добрый день! Расскажите, как наблюдали (и наблюдали ли?) солнечное затмение 20 марта 2015 ученые в САО РАН. Что увидели? Поделитесь впечатлениями.
Татьяна

Ответ:
Солнечное затмение - одно из самых величественных природных явлений. Еще в начале 20 века покрытия Солнца лунным диском использовались для уникальной возможности изучения внешних слоев атмосферы нашего светила. С развитием космических исследований значение наземных наблюдений солнечных затмений для науки несколько снизилось. Тем ценнее редкие результаты, которые удается получить с использованием крупных наземных телескопов. В основном это радиотелескопы, так как даже частные фазы затмения не являются серьезной проблемой при наблюдении солнечной поверхности в радиодиапазоне, а Луна используется в качестве природного экрана, заслоняющего "менее" интересные активные области Солнца. Так, например, было в марте 2006 г., когда фаза полного затмения проходила через нашу обсерваторию в месте установки оптического телескопа БТА. Крупнейший в своем классе радиотелескоп РАТАН-600 в тот момент оказался вне полосы лунной тени на самом ее краю. Тем самым нашим ученым удалось провести ряд интересных исследований северной околополярной области Солнца, не закрытой лунным диском, изучив ее слабое радиоизлучение, которое обычно тонет в общем потоке радиоизлучения Солнца. Похожим образом РАТАН-600 был использован и во время частного затмения 20 марта 2015 г. (см. здесь). Визуальным наблюдениям Солнца 20 марта мешала облачность. Тем не менее, нам удалось получить несколько фотографий через телескоп производства Synta Sky-Watcher с диаметром объектива 200 мм.


Солнечное затмение 20 марта 2015 г. в САО РАН вблизи максимальной фазы. Снято автором на фотоаппарат Canon EOS 450D через телескоп Synta Sky-Watcher SKP2001 (F=1000 мм, D=200 мм).

Во время затмения 20 марта 2015 г. максимальная фаза в САО составила около 0.25, то есть Луна закрыла собой 25% диаметра солнечного диска. На территории России фаза затмения более 80% наблюдалась в северных регионах страны: в Мурманской и Калининградской областях, на архипелаге Новая Земля и полуострове Таймыр. В городе российского подчинения Баренцбург, что находится на норвежском архипелаге Шпицберген, солнечное затмение 20 марта 2015 г. было полным. Наибольшая продолжительность полной фазы затмения (более 2 минут) в мире наблюдалась на Шпицбергене и Фарерских островах.
Солнечные затмения - очень редкое явление. Ежегодно на Земле может наблюдаться от 2 до 5 солнечных затмений, часть из которых будет кольцевыми, когда видимый поперечник Луны оказывается меньше диаметра Солнца. В одном и том же месте на планете из-за малого размера пятна лунной тени полная фаза солнечного затмения наблюдается в среднем один раз в 400 лет. Но есть и исключения. Например, в Алтайском крае, около г.Бийск, с 1981 по 2008 г.г. (то есть менее чем за 30 лет!) наблюдалось 3 полных солнечных затмения. В ближайшем будущем наблюдателям затмений стоит обратить внимание на г.Карбондейл (штат Иллинойс, США). В этом месте будут наблюдаться полные затмения Солнца 21 августа 2017г. и 8 апреля 2024г. Больше информации о грядущих затмениях Солнца можно найти на специализированном сайте НАСА.

ст.н.с., к.ф.-м.н. Е.А.Семенко, 27.03.2015 г.


Архив "Вопросы-ответы":   2010г. 2009г.

Вопросы и замечания к  вебмастеру 
Последнее обновление: 08/06/2018