Gabányi Krisztina: Hogyan “fényképezték le” a fekete lyukat (Atomcsill, 2020.10.01.) 

pont ez jutott nekem is eszmbe :P olya ez mint a föld geoid vagy kímavaltozas :)

Köszönjük a szakszerű kérdéseket! Továbbítom Gabányi Krisztina válaszát. dgy ------------------------- Nagyon jó a kérdés hogyan hozták létre RadioAstron esetében a képet. Sok esetben nem is tudtak képet létrehozni. (Ezeket persze nehezebb ismeretterjesztő előadásban érthetően bemutatni, ezért az ember a képeket eredményező mérésekre fókuszál inkább). Igen, nem egyetlen bázisvonal volt, a műhold pályáján hosszasabban mért és változott a bázisvonal hossza és orientációja. Emellett a Földön is természetesen több antenna vesz részt egy mérésben és mindegyikhez kicsit másmilyen bázisvonallal "kapcsolódik" a keringő antenna. A RadioAstron esetén az volt a nehézség, hogy nagyon messzire eltávolodott a Földtől, a földi bázisvonalak jóval rövidebbek, mint ami a RadioAstronhoz tartozik. Jó a meglátás, a felbontás szinte minden esetben jelentősen aszimmetrikus, egyik irányban nagyon jó, viszont a merőleges irányban 4-5-ször is rosszabb lehet. Az említett bal sarokban mutatott ellipszisek (általában nyalábnak nevezzük ezeket) azt hivatottak reprezentálni, hogy körülbelül melyik irányban, milyen felbontással számolhatunk. Azonban ügyes eljárásokkal, az adatfeldolgozás során ennél általában jobb felbontóképességet is el lehet érni (annak a kárára, hogy halványabb dolgokat nem fogunk tudni detektálni). Általában a felbontóképesség ezen nyalábok hossztengelyének ötöde, vagy akár tizede is lehet. Frekvenciák: Egyre magasabb frekvenciákon egyre nagyobb kihívás VLBI technikát alkalmazni. Emellett nagyobb frekvenciákon (mm-es, szubmm-es hullámhosszakon) egyre nagyobb problémát jelent a légköri vízpára mennyisége. Illetve általában is egyre fontosabb elvárás, hogy "nyugodt" légköri helyzet legyen a méréskor. Az előadásban említett frekvenciaértékek az adott vevő közép-frekvenciájára vonatkoznak, manapság egyre szélesebb sávú vevőket tudnak építeni (akár 2-4 GHz-es szélességűeket is). Azt is észben kell tartani, hogy a vevők ki vannak téve az emberi technika keltette rádiófrekvenciás zavaroknak is. Ugyan vannak a rádiócsillagászat számára védett frekvenciasávok, de az egyre szélesebb tartományban működő vevők miatt, sok problémát okoznak a földi kommunikációs, műsorszóró, radar, stb. jelek, amik nagyságrendekkel erősebbek az űrből várt jelekhez képest. És persze vannak kedvelt frekvenciatartományok, ahol például sok, a csillagközi anyagban lévő anyagot, molekulát lehet detektálni. Ahogy a Nap összetételét meg lehet mondani annak optikai színképének tanulmányozásával, a rádiótartományban is vannak színképvonalak, amelyek különböző molekulákhoz köthetők. Az ALMA rádiótávcső-hálózat, amely az Event Horizon Telescope (EHT) egyik tagja, de önállóan is végez méréseket (sőt idejének majdnem 95%-ban így működik), egyik fő célja az ilyen csillagközi anyagban, csillagkeletkezési régiókban található molekulák azonosítása. Az ALMA vevőit, illetve frekvenciasávjait, ezért úgy választották ki, hogy minél több ilyen érdekes anyag megfigyelhető legyen. Aztán ezekhez a már meglévő vevőkhöz kapcsolódóan terveztek újabb kutatásokat (például az EHT-t, ami pedig nem keskeny frekvenciasávban hanem az úgynevezett kontinuumban végez méréseket). Gabányi Krisztina

@@dgy137 Nagyon köszönöm a részletes választ! Azt nem gondoltam volna, hogy a miliméteres és egy nagyságrenddel rövidebb hullámhosszon is jelentkezhet már a légköri "elmosás", mint ahogy a látható tartományban is. Valószínűleg ezt a problámát nem fogjuk hasonlóképp megoldani, mint az optikai tartományban (adaptív optika), hanem minden tagot az űrbe telepítünk mondjuk a Nap-Föld rendszer L3, L4,L5 pontjaihoz. Köszönöm!!! :) AZs

a más "technológiát kutatni" -ra is megvannak a szakemberek! Szerintem azért kutatnak mást is mert így jobban elférnek a világban :-) Én pl. nem sokat értek ezekből az előadásokból túl sok a felfoghatatlan de valami oknál fogva szívesen csurgatom a nyálam...és hátha kisül valami jó ezekből a kutatásokból a mindennapokra is. Volt már ilyen.

A hiba az ön készülékében lehet, nálunk nincs sípolás. dgy

@@elteatomcsill8013 köszönöm szépen a választ, valamiért az összes pódiumi felvételnél hallható egy folyamatos gyenge sípoló hang, több mobiltelefonnal is néztem, érthetetlen.

Van "sípolás". Magas frek. Majdnem oszillációs.

sajnos valóban van egy közepesen zavaró statikus zaj, elég magas frekin, ezeket viszonylag könnyen ki lehet szűrni a vágó progival

"Én a jelenlegi ismeretem alapján így tudom elképzelni." A modern fizika által leírt jelenségeket általában nem tudjuk "elképzelni". És értjük is, hogy miért: agyunk a köznapi méretek, lassú mozgások, merev testek fizikájához alkalmazkodott, az ilyen objektumok körében előforduló jelenségekre tud reagálni, ilyeneket tud előrejelezni, azaz előzetesen elképzelni. A mai fizika által vizsgált jelenségek messze esnek a köznapi tapasztalatok körétől, ezért az egyéni agy nem bírja ezeket elképzelni. Az emberiség viszont kifejlesztett egy kollektív érzékszervet ezeknek a jelenségeknek az észlelésére, feldolgozására, sőt befolyásolására. Úgy hívják: természettudomány. Az emberek azért megpróbálkoznak elképzelni az elképzelhetetlent. Ez vezet az ismeretterjesztő könyvekben megjelenő hasonlatokhoz, "szemléletes" képekhez, amelyek többé vagy kevésbé leírják a vizsgált jelenség egyes vonásait. Inkább kevésbé, mint többé. A fekete lyuk esetében a "feltekeri a teret" azért nem túl jó, inkább félrevezető hasonlat, mert óhatatlanul a forgás képzetét társítja a jelenséghez. A forgásnak pedig tengelye van, kitüntetett iránya. Ilyen a Schwarzschild-féle fekete lyuk esetén nincs, az objektum teljesen gömbölyű, forgásinvariáns, körülötte a téridő izotrop, minden irányban egyforma. Van egy jobb hasonlat, a vízesés vagy mosdólefolyó hasonlata. Képzeljünk el egy nagy tavat, aminek a közepén kihúzták a dugót a lefolyóból. A víz minden irányból sugárirányban áramlik középre, a lyuk felé, ahol aztán eltűnik a mélyben. Ha a tavon csónakázunk, van egy maximális sebesség, amivel a vízhez képest tudunk evezni. A tó nagy részén olyan lassú az áramlás, hogy ellene is tudunk evezni: kifelé egy kicsit nagyobb erőfeszítéssel, mint befelé. Ha viszont túl közel kerülünk a középponthoz, a víz befelé áramlásának sebessége egy ponton megegyezik a maximális evezési sebességünkkel. Ezen a ponton a legnagyobb erőfeszítéssel is csak helyben tudjuk tartani a csónakot, kifelé már nem haladhatunk, nem szabadulhatunk innen. Ha pedig még közelebb vagyunk a centrumhoz, a víz gyorsabban áramlik befelé, mint ahogy mi kifelé evezni tudunk, ezért a legnagyobb sebességű kifelé evezésünk ellenére is egyre sodródunk befelé, és záros határidőn belül eltűnünk a lefolyóban. Ez az általam ismert legjobb, legpontosabb hasonlat, ami szemlélteti a Schw-féle fekete lyuk tulajdonságait. Fontos hangsúlyozni, hogy a modellben nincs semmiféle örvénylés, a víz szimmetrikus, izotrop módon halad a centrum felé. Ez a modell a valódi fekete lyukaknak még egy fontos tulajdonságát tükrözi: a "no return point"-ot, azaz azt a helyet, ahonnan már nincs visszatérés, a víz felszínén nem jelzi semmi sem. A víz ugyanolyan, mint máshol, és evezni is ugyanúgy lehet benne. Csak ha messze, a partra tekintünk, csak akkor vehetjük észre, hogy már nem tudunk kifelé haladni. Hasonló a helyzet a fekete lyukak esetén is: szemben a rossz sci-fi filmekkel, ahol az eseményhorizonton való áthaladást az űrhajó recsegése-ropogása és más hanghatások kísérik, a valóságban e ponton nem történik semmi drámai. De természetesen minden hasonlat sántít. A tényleges fizikai szituációt csak matematikával tudjuk pontosan leírni. dgy

Nem. dgy

@@dgy137 Tudható, hogy mivé alakul át ott az anyag? Vagy reménytelen?

@@szentagostonka A fekete lyuk határán semmiféle anyagátalakulás nem történik. Ez egy elméleti határvonal. Egy hasonlat: elindul egy repülő Európából Amerikába. Annyi üzemanyaga van, hogy biztosan át tudja repülni az óceánt. Ha a repülés első felében valami baj történik a fedélzeten, a gép vissza tud fordulni, és el tudja érni az európai partokat. Ha azonban már túl messzire távolodott Európától, hiába fordulna vissza, nem érne partot, mert hamarabb elfogyna az üzemanyaga. Így nem marad hátra más, mint tovább előre... Eszerint az Atlanti-óceán közepén húzódik egy vonal, a visszafordulási lehetőség határvonala. A gép pilótája természetesen jól tudja ennek a helyzetét, és ennek megfelelően navigál. Az óceán felszínre azonban nincs felfestve ez a vonal! Amikor a gép átrepül felette, a fedélzeten nem történik semmi különös, az utasok nem is vesznek tudomást az eseményről. A gép vagy az utasok anyaga sem alakul át semmiféle "már-csak-Amerikában-leszállni-képes" anyaggá. A fekete lyuk határát, az eseményhorizontot átlépő anyaggal sem történik semmi különös, nem érezni semmi extra jelenséget, az anyag nem alakul át semmi más formába. Ezzel nem szabad összekeverni a gyakran emlegetett "spagettizálódást" és hasonló jelenségeket. Ez nem a fekete lyuk tulajdonsága, hanem a térben gyorsan változó gravitációs téré. Amikor az űrhajós lábára kétszer akkora vonzóerő hat, mint a fejére, a teste nyúlni kezd, épp mint a középkori kínzópadokon. De ez nemcsak egy fekete lyuk környezetében fordulhat elő, hanem pl egy neutroncsillag közelében elrepülve is. Egy elegendően nagy tömegű fekete lyuk (ilyenek pl a galaxisok középpontjában levők) eseményhorizontján áthaladva ezek a gravitációs árapályeffektusok igen gyengék, az űrhajósok nem vesznek észre semmit. Maga a lyuk sok millió kilométeres lehet, és még elég sokáig tart, amíg a hajó beesik a centrumba. Egészen más a helyzet, amikor a beeső test eléri a fekete lyuk centrumát, a szingularitást. Itt valóban véget ér az általunk ismert fizika. A kiterjedt testeket már a szingularitás közelében cafatokra, sőt atomokra tépik az árapályerők. A szingularitás pontjában történtekről pedig az általános relativitáselmélet nem tud semmit sem mondani. A remélhetőleg hamarosan megszülető kvantum-gravitációelméletnek bizonyosan érdekes mondandója lesz erről a témáról is. dgy