Релятивістський струмінь

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Активна гігантська еліптична галактика M87. З центру галактики виривається релятивістський струмінь; другий струмінь, можливо, існує, але він переважно випромінює енергію в іншому напрямку, тому його видно слабкіше, почасти через дещо змінений спектр внаслідок ефекту Доплера - можливий конфлікт з характеристиками телескопа[1] [2]. Одна з можливих причин низької яскравості - зміщення джерела джета[3] [4].

Релятивістські струмені, джети (англ. Relativistic jet) — струмені плазми, що вириваються з центрів (ядер) таких астрономічних об'єктів, як нейтронні зорі[5], активні галактики, квазари й радіогалактики. Першим такий струмінь виявив астроном Гебер Кертіс у 1918 році. Пізніше фізик і філософ Стівен Гокінг зумів довести, що такі викиди відбуваються з гіпотетичних чорних дір. Струмені спостерігаються у багатьох об'єктів космосу, то можна зробити висновок про сягання межі стиску субстанції і / або, парадоксально, межі вакууму в осях таких вихорів через порівняння з доступними для вивчення вирами океанів (див. нижче "Причини виникнення").

Зазвичай у об'єкта, наприклад, нейтронної зорі, спостерігається два струмені, спрямовані в протилежні боки. Не доведений синхронний викид струменів як єдиного процесу для балджів галактик - справа у розмірі. Вісь балджа Чумацького шляху, наприклад, має протяжність близько 3000 світлових років. Синхронність може бути випадковою, але єдиний процес на такій дистанції не можливий за сталої дослідженої швидкості світла і вочевидь вимагає механізму миттєвого, дальнодіючого реагування, якому поки що потрібен пошук фактичних свідчень. Не можна стверджувати що-небудь без нових даних, бо швидкість світла вимірювалася для міжзоряного простору, але й там передбачається ділянка її перевищення і саме на початку осі джетів[6], а простір уздовж осі всередині балджа, з критичними і/або граничними напруженнями та ще такої протяжності може мати якісь нові, невідомі поки що особливості. 

Причини виникнення

Причиною появи релятивістських струменів вважається взаємодія магнітних полів з акреційним диском навколо чорної діри або нейтронної зорі[7]. Але взаємодія магнітного та інших полів з акреційним диском і тілом об'єкта швидше є загальною обов'язковою умовою. Не можна обґрунтовано стверджувати неможливість викиду плазми і по осі вихору зсередини тіла, коли внаслідок збігу факторів досягнуто граничного тиску і/або навпаки - межі вакууму, які вже не може утримати система сил навколо стрижня конкретного виру. Подібність комплексу суперечних процесів виру чорної діри з усіма явищами вихорів (і частково, варіанту гіроскопа, дзиґи - спільним є збереження орієнтації осі у просторі і для виру в океані?) не могла оминути увагу науки і загалу, то нарешті одержала математичне підтвердження. Відстежені і досліджені океанічні вири в Атлантиці корелюють з математичною моделлю виру чорної діри і, напевне, тоді усіх вихорів. Вир може виокремитися в циліндр, нагадуючи ізольовану чорну діру, і треба чекати від велетенського гіроскопа ознак збереження орієнтації осі, що, можливо, одна з причин зміщення циліндрів на захід. Необхідне вивчення можливого перепаду рівня води східної частини циліндра над західною. Він, якщо буде (або вже) помічений сучасними супутниковими технологіями, може бути доказом збереження напрямку осі і однією з причин зміщення 'Едді' на захід - зсув нівелюванням рівня води[8].

Вир в океані є наслідком різниці щільностей і температур шарів води, взаємодії зустрічних течій. У ньому за певного набору потужності обертання, можливо, з лінійною швидкістю звуку чи й долаючи звуковий бар'єр, поглиблюється воронка, в яку спірально втягується акреційна маса води, на її осі навіть на глибині кілометра б'ють блискавки (як, до речі, і в хоботі торнадо[9]) і потім відбуваються схлопування кавітаційної порожнини стрижня з викидом вгору своєрідних джетів. Важливе для теми і цільності бачення дослідження, яке об'єднує природні об'єкти і явища, що відрізняються в мільярди разів[10]. Ґрунтовне теоретичне дослідження астрономічних вихорів і, почасти, джетів представлене в роботі В,С,Бескіна, магнітогідродинамічний аспект[11]. Світіння і смуги океану зауважив ще Колумб, бачили з космосу астронавти. Десятки років ведуться наукові дослідження явища вирів в Атлантиці. Вчений океанографічної експедиції знаходить зв'язок між вихорами вирів і ураганів з торнадо. Наведені вище факти, висновки чи гіпотези взяті з матеріалів про радянську експедицію "Полігон-70"[12].

Швидкість релятивістських струменів поперек променя зору

Під час спостереження руху релятивістського струменя на небесній сфері може виникнути ілюзія руху з надсвітловою швидкістю. Однак для пояснення цього ефекту немає потреби сумніватися в основах теорії відносності.

Теоретичне обґрунтування цього явища було надано англійським астрофізиком Мартіном Рисом 1966 року. Уявімо, що викид (струмінь) речовини з центру джерела рухається з деякою досить великою (але природно, досвітловою) швидкістю під тупим кутом до променя зору (тобто, якоюсь мірою наближається до спостерігача). Для простоти, будемо вважати центр об'єкта нерухомим щодо спостерігача. Сигнал від ближчих до спостерігача частин струменя випромінюється в пізніші моменти часу (у порівнянні з сигналом від нерухомого центру). Отже, вимірювана спостерігачем проекція швидкості на картинну площину (тобто площину, перпендикулярну до променя зору) буде більшою швидкості, що обчислюється, коли б ближня частина струменя і центр спостерігалися одночасно. При деякій орієнтації видима швидкість стає більшою справжньої швидкості руху v в γ разів, де γ - Лоренц-фактор . У деяких випадках спостерігається Лоренц-фактор близько 10. Надсвітлові джерела, таким чином, є доказом існування релятивістських викидів із ядер галактик і квазарів[5]. Спостереження методом РНДБ довели, що понадсвітловий рух компонент дуже типовий для цих об'єктів [13].

Треба врахувати і варіант неточної оцінки відстані до джерел: при значно менших відстанях можлива втрата гостроти проблеми, але з вірністю геометричного перевищення по Мартіну Рису (через неодночасність приходу сигналу з різних ділянок променя під "вдалим" тупим кутом). Звичайно, цей варіант нагадує, що розбігання Всесвіту поки тільки гіпотеза, але він не виник ефемерно, це перша і (по Алану Сендіджу) не стерта думка Хаббла, пізніше трансформована. Сумніви - то нормальна, навіть, рекомендована справа у науці. Треба сказати, що сам автор розбігання Жорж Леметр з часом дещо втратив впевненість, це видно з цитати[14]:

При опублікуванні перекладу роботи в нотатках Британського королівського астрономічного товариства відмовився від публікації ряду результатів, в тому числі закону Хаббла, через недостатність спостережних даних.

Природно в пошуку, чекаючи підтвердження гіпотез або альтернативних даних, мати репером висновок Альберта Ейнштейна про граничну швидкість світла. Вона спирається на безліч експериментів і природний досвід незворотності часу. За матеріалами цієї сторінки лінійна швидкість обертання стінок воронки Чорної Діри не перевищувала б швидкості світла, а наближення до неї могло б бути детонатором початку схлопування порожнини і - викиду джета. Головний принцип: коригується уявлення про віддаленість досліджуваного об'єкта - очевидно, за простою геометрією, він пропорційно ближче. Видима сфера тоді постає компактнішою, в ній може ослабитися гострота питання невидимих субстанції і/або енергії чи порушення звичних досліджених законів фізики. Можна також від зворотного, через межі збереження цих законів замкнути коло перевірки, підійти до опорної швидкості світла с=300000км/сек на виході досліджуваного джета Кертіса-Хокінга. Щоб бути послідовними, треба прискіпливо аналізувати "космологічну сталу" А.Ейнштейна , відкинуту чи не надто поспіхом(?) Можливі протиріччя з висновками самого вченого в якихось аспектах його теорії, зокрема, питання виваженості використання астрономічної іпостасі червоного зсуву Доплера, зрозуміло, потребують об'єктивного розгляду вченими.

З іншого боку, значні протяжності променя з передбачуваним перевищенням швидкості А.Ейнштейна (вимірюються десятками парсеків) могли б бути причиною значної нестабільності швидкості світла і поміченими при проходженні Сонячної системи. Однак, немає повідомлень про таку аномалію в масовій пресі.

У зв'язку з усім вищевикладеним, проблеми зі спостереженням надсвітлових швидкостей в астрономії ще чекають свого вирішення.

Галерея

Див. також

Примітки

  1. Eichler, David; Smith, Michael (1983-06). Why is M87 jet one sided in appearance?. Nature (En) 303 (5920). с. 779–781. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/303779a0. Процитовано 2018-10-31. 
  2. Unified Schemes for Radio-Loud Active Galactic Nuclei. ned.ipac.caltech.edu. Процитовано 2018-10-31. 
  3. D.Batcheldor et al. A DISPLACED SUPERMASSIVE BLACKE HOLE IN M87. 
  4. J.A.Biretta. THE M87 JET. 
  5. а б К. А. Постнов. Сверхсветовой источник в Галактике
  6. Сверхсветовой источник в Галактике. Астронет. Процитовано 2018-08-31. 
  7. Понятов, Алексей (20 червня 2016). Как джеты вырываются из галактик?. Редакція журналу "Наука и жизнь" (ru). Процитовано 2018-11-01. 
  8. Ocean Eddies Are Mathematically Equivalent to Black Holes. SciTechDaily (en-US). 2013-09-24. Процитовано 2018-08-31. 
  9. Торнадо ч. 2. www.evgars.com. Процитовано 2018-10-26. 
  10. П.Манташьян (№2, 2008). ВИХРИ — ОТ МОЛЕКУЛЫ ДО ГАЛАКТИКИ. Редакція журналу "Наука и жизнь" (ru). Процитовано 2018-08-31. 
  11. В.С.Бескин. Магнитогидродинамические модели астрофизических струйных выбросов (рос). 
  12. ЧЕРНЮК, Едуард ("Техника - молодёжи" 1979 січень, сторінка 37). Генераторы ураганов. 
  13. Zensus, J.A., and Pearson, T.J. (1987) Superluminal Radio Sources, Cambridge Univ. Press, Cambridge
  14. Кто открыл расширение Вселенной?. www.cosmos-journal.ru. Процитовано 2018-10-26. 
  15. Hubble Video Shows Shock Collision Inside Black Hole Jet. 27 May 2015. 
  16. SciTecLibrary - Cтатьи и Публикации. www.sciteclibrary.ru. Процитовано 2018-11-02. 
  17. Научная Сеть >> Активные ядра галактик: природа "центральной машины". nature.web.ru. Процитовано 2018-11-02. 
  18. Джеты мешают точно определять координаты центров галактик • Марат Мусин • Новости науки на «Элементах» • Астрофизика, Наука в России, Внегалактическая астрономия. elementy.ru (ru). Процитовано 2018-11-02. 
  19. Уласович, Кристина. Джет из галактики Pictor A оказался в три раза длиннее Млечного Пути. nplus1.ru. Процитовано 2018-11-02. 
  20. Проявление джетов. logicphysic.narod.ru. Процитовано 2018-11-02. 
  21. Семиков, Сергей (2010 №12). Ритц против Доплера (рос.).