Event Horizon Telescope төслийн оролцогчид (Event Horizon Telescope), том сүлжээрадио телескопууд анх удаа Охины ордны Мессиер 87 (M87) галактик дахь хар нүхний сүүдрийн бодит дүр төрхийг үзүүлэв.
Дэлхий даяар нэгэн зэрэг зургаан том хэвлэлийн бага хурал болж, олон улсын төслийн ажлын үр дүнгийн талаар астрофизикчид мэдээлэв.
Төслийн удирдагчдын нэг Лучано Рецзол, үүссэн зураг нь үйл явдлын тэнгэрийн хаяа байгааг баталж, өөрөөр хэлбэл Альберт Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол зөв болохыг баталж байна гэж тэмдэглэв.
Эрдэмтэд дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа найман урт долгионы радио телескопын хүчийг нэг том интерферометр радио телескоп болгон нэгтгэсэн, учир нь ийм ажиглалт хийхэд радио телескопын сүлжээ хамгийн тохиромжтой. Радио телескопууд, ялангуяа Франц, Чили, Хавайн арал дээр байрладаг. Өмнөд туйл. Event Horizon телескоп нь хар нүхийг хүрээлж буй орон-цаг хугацааны хязгаарын нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд буцах боломжгүй цэг гэж нэрлэгддэг.
Телескоп хаашаа харсан бэ?
Галактик бүрийн төв дэх асар том хар нүхнүүдийн ойр орчмыг судлахын тулд эрдэмтэд радио телескопын сүлжээг манай Сүүн замын галактикийн төвд хол зайд байрладаг Sagittarius A * гэсэн хоёр объект руу илгээсэн. Дэлхийгээс ойролцоогоор 26 мянган гэрлийн жилийн зайд, нэг хар нүх - Охины ордны зууван галактикийн Messier 87 (M87) төвд, дэлхийгээс 55 сая гэрлийн жилийн зайд байрладаг. M87 галактик дахь хар нүх нь нарнаас ойролцоогоор 6.5 тэрбум дахин, Sagittarius A*-аас мянга дахин хүнд юм.
Тасралтгүй ажиглалт 2017 оны 4-р сард 10 хоног үргэлжилсэн. Телескоп тус бүр 500 TB мэдээлэл цуглуулсан. Эрдэмтэд олж авсан өгөгдлийг тайлж, шинжлэхэд хоёр жил зарцуулсан. Ажиглалтын үр дүнг судлахдаа эрдэмтэд Heistack Observatory (MIT, USA) болон Бонн (Герман) дахь Макс Планкийн радио одон орон судлалын хүрээлэнгийн супер компьютеруудад ханджээ.
Ард түмний соёлын хамгийн алдартай хар нүхний дүр бол Interstellar киноны Гаргантуагийн дүр байв. Таталцлын долгионыг нээснийхээ төлөө Нобелийн шагнал хүртсэн Америкийн астрофизикч Кип Торн хар нүхний дүр төрх, түүний шинжлэх ухааны найдвартай байдлыг бий болгох үүрэгтэй байв. Кинонд дүрс нь нарийн ширийн зүйлс, оптик эффектүүдээр дүүрэн байдаг.
Хар нүх бол тийм хүчтэй таталцалтай биет бөгөөд үүнээс гэрэл хүртэл хязгааргүй зайд холдож, хар нүхнээс ямар ч бие зугтаж чадахгүй гэж үздэг. Ийм объектын тухай ойлголт нь орчин үеийн таталцлын үзэл бодол, Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол, таталцлыг орон зай-цаг хугацааны муруйлтаар дүрслэхтэй холбоотой юм.
Астрофизикчид юу мэдэхийг хүссэн
Телескопуудын хамтарсан ажил нь хар нүхний сүүдрийг харахад тусална гэж таамаглаж байсан. Хэмжилтүүд нь харьцангуйн ерөнхий онолыг туршиж үзэх, хар нүх байдгийг батлах бас нэгэн нотолгоог олж авах боломжийг олгоно. Хар нүхнүүд таамаглал хэвээр байгаа ч одон орон судлаачид байдаг гэдэгт эргэлздэггүй. Ойролцоох хоёртын системүүдийн ажиглалтаас эхлээд таталцлын долгион хүртэл тэдгээрийн оршин тогтнох олон тооны шууд бус нотолгоог аль хэдийн олж авсан. Хар нүхний анхны шинжлэх ухааны үндэслэлтэй зургийг 1979 онд Францын астрофизикч Жан-Пьер Люминет авчээ.
Гэсэн хэдий ч хар нүхний шууд ажиглалт хараахан гараагүй байна - хар нүхнүүд нь жижиг, гэхдээ тэр үед тэд маш хол байдаг.
Эрдэмтэд яагаад зарим хар нүхнүүд цацрагийн асар том эх үүсвэр болох квазаруудын төв болдог бол бусад нь, түүний дотор Sagittarius A * тайван зантай байдгийг олж мэдэхийг хүсчээ. Үүнээс гадна нарийвчилсан ажиглалт нь өтний нүхний таамаглал гэх мэт чамин таамаглалыг шалгахад тусална.
Хар нүх бол таталцлын хүчээр гэрлийг татах чадвартай цорын ганц сансрын бие юм. Тэд мөн орчлон ертөнцийн хамгийн том биетүүд юм. Тэдний үйл явдлын ойрын үед ("буцах боломжгүй цэг" гэгддэг) юу болж байгааг бид удахгүй мэдэхгүй байх магадлалтай. Эдгээр нь манай дэлхийн хамгийн нууцлаг газрууд бөгөөд олон арван жилийн судалгааг үл харгалзан өнөөг хүртэл маш бага мэдээлэлтэй байна. Энэ нийтлэлд хамгийн сонирхолтой гэж хэлж болох 10 баримт багтсан болно.
1 Хар нүх бодисыг сордоггүй.
Олон хүмүүс хар нүхийг хүрээлэн буй орон зайд татдаг "сансрын тоос сорогч" гэж боддог. Үнэн хэрэгтээ хар нүхнүүд нь онцгой хүчтэй таталцлын оронтой ердийн сансрын биетүүд юм.
Хэрвээ нарны оронд ижил хэмжээтэй хар нүх үүссэн бол дэлхий дотогшоо татагдахгүй, одоогийнхтой ижил тойрог замд эргэлдэх байсан. Хар нүхний ойролцоо байрлах одод массынхаа нэг хэсгийг одны салхи хэлбэрээр алддаг (энэ нь аливаа одны оршин тогтнох үед тохиолддог) бөгөөд хар нүхнүүд зөвхөн энэ бодисыг шингээдэг.
2 Хар нүх байдаг гэдгийг Карл Шварцшильд таамаглаж байсан
Карл Шварцшильд Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолыг "буцах боломжгүй цэг"-ийн оршин тогтнолыг зөвтгөхийн тулд анх ашигласан. Эйнштейн өөрөө хар нүхний талаар огт боддоггүй байсан ч түүний онол нь тэдний оршин тогтнохыг урьдчилан таамаглах боломжтой болгодог.
Шварцшильд 1915 онд Эйнштейн харьцангуйн ерөнхий онолоо нийтэлсний дараахан ийм санал дэвшүүлжээ. Тэр үед л "Шварцшильд радиус" гэсэн нэр томъёо гарч ирсэн бөгөөд энэ нь тухайн объектыг хар нүх болгохын тулд хэр их шахах шаардлагатайг илтгэдэг утга юм.
Онолын хувьд хангалттай шахалт хийвэл юу ч хар нүх болж хувирдаг. Объект илүү нягт байх тусам таталцлын орон улам хүчтэй болдог. Жишээлбэл, хэрэв самрын хэмжээтэй биет масстай бол дэлхий хар нүх болно.
3 Хар нүх шинэ ертөнцийг төрүүлж чадна
Хар нүхнүүд шинэ орчлон ертөнцийг бий болгож чадна гэсэн санаа нь утгагүй юм шиг санагддаг (ялангуяа бид бусад орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эсэхэд эргэлзэж байгаа тул). Гэсэн хэдий ч ийм онолыг эрдэмтэд идэвхтэй боловсруулж байна.
Эдгээр онолын аль нэгнийх нь маш хялбаршуулсан хувилбар нь дараах байдалтай байна. Манай дэлхий дээр амьдрал үүсэх онцгой таатай нөхцөл бий. Хэрэв физик тогтмолуудын аль нэг нь бага зэрэг өөрчлөгдсөн бол бид энэ ертөнцөд байхгүй байх байсан. Хар нүхнүүдийн өвөрмөц байдал нь физикийн ердийн хуулиудыг халж, (наад зах нь онолын хувьд) биднийхээс ялгаатай шинэ ертөнцийг бий болгож чадна.
4 хар нүх таныг (мөн юуг ч) спагетти болгож чадна
Хар нүхнүүд өөрт ойр байгаа объектуудыг сунгадаг. Эдгээр объектууд нь спагеттитэй төстэй болж эхэлдэг (бүр тусгай нэр томъёо байдаг - "spaghettiification").
Энэ нь таталцлын үйл ажиллагаатай холбоотой юм. Одоогийн байдлаар хөл чинь толгойноосоо илүү дэлхийн төвд ойрхон байгаа тул илүү хүчтэй татагдаж байна. Хар нүхний гадаргуу дээр таталцлын зөрүү таны эсрэг ажиллаж эхэлдэг. Хөл нь хар нүхний төв рүү илүү хурдан, хурдан татагддаг тул их биеийн дээд тал нь тэднийг гүйцэж чадахгүй. Үр дүн: спагетжилт!
5 Хар нүх цаг хугацааны явцад ууршдаг
Хар нүхнүүд оддын салхийг шингээхээс гадна ууршдаг. Энэ үзэгдлийг 1974 онд нээсэн бөгөөд Хокингийн цацраг гэж нэрлэсэн (энэ нээлтийг хийсэн Стивен Хокингийн нэрээр).
Цаг хугацаа өнгөрөхөд хар нүх нь бүх массаа эргэн тойрныхоо орон зайд цацрагийн хамт өгч, алга болно.
6 Хар нүх эргэн тойрон дахь цаг хугацааг удаашруулдаг
Үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам цаг хугацаа удааширдаг. Яагаад ийм зүйл болдгийг ойлгохын тулд Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын үндсэн зарчмуудыг харуулахын тулд ихэвчлэн ашигладаг бодлын туршилт болох "ихэр парадокс" руу хандах хэрэгтэй.
Ихэр ах дүүсийн нэг нь дэлхий дээр үлдэж, нөгөө нь гэрлийн хурдаар хөдөлж, сансарын аялалд нисдэг. Ихэр дэлхий рүү буцаж ирэхдээ гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай хөдлөхөд цаг хугацаа илүү удаан өнгөрдөг тул ах нь өөрөөсөө илүү хөгширсөн болохыг олж мэдэв.
Та хар нүхний үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам та үүнтэй хамт хөдлөх болно өндөр хурдтэр цаг хугацаа таны хувьд удаашрах болно.
7 Хар нүх бол хамгийн дэвшилтэт цахилгаан станц юм
Хар нүхнүүд нар болон бусад оддыг бодвол илүү сайн энерги үүсгэдэг. Энэ нь тэдний эргэн тойрон дахь асуудалтай холбоотой юм. Үйл явдлын давхрагыг асар хурдтайгаар даван туулахын тулд хар нүхний тойрог замд байгаа бодис маш өндөр температурт халдаг. Үүнийг хар биетийн цацраг гэж нэрлэдэг.
Харьцуулбал, цөмийн нэгдлийн үед бодисын 0.7% нь энерги болж хувирдаг. Хар нүхний ойролцоо бодисын 10% нь энерги болдог!
8 Хар нүх эргэн тойрон дахь орон зайг эргүүлдэг
Орон зайг зураастай сунгасан резинэн тууз гэж ойлгож болно. Хэрэв та тавган дээр ямар нэгэн зүйл хийвэл хэлбэр нь өөрчлөгдөнө. Хар нүхнүүд ижил аргаар ажилладаг. Тэдний хэт их масс нь гэрлийг оролцуулаад бүх зүйлийг өөртөө татдаг (түүний туяаг аналогийг үргэлжлүүлэн хавтан дээрх шугам гэж нэрлэж болно).
9 Хар нүх нь орчлон дахь оддын тоог хязгаарладаг
Одууд хийн үүлнээс үүсдэг. Од үүсч эхлэхийн тулд үүл хөргөх ёстой.
Хар биетийн цацраг туяа нь хийн үүл хөргөхөөс сэргийлж, од үүсэхээс сэргийлдэг.
10 Онолын хувьд аливаа объект хар нүх болж чаддаг
Манай Нар, хар нүх хоёрын цорын ганц ялгаа нь таталцлын хүч юм. Энэ нь хар нүхний төвд одны төвөөс хамаагүй хүчтэй байдаг. Хэрэв манай Нарыг ойролцоогоор таван километрийн диаметртэй болтол шахаж авсан бол энэ нь хар нүх байж болох юм.
Онолын хувьд аливаа зүйл хар нүх болж хувирдаг. Практикт хар нүхнүүд нарны массаас 20-30 дахин давсан асар том оддын сүйрлийн үр дүнд л үүсдэг гэдгийг бид мэднэ.
