Supermasivní černou díru by mohl obíhat milion obyvatelných planet  
Je to jenom teoretické cvičení. Ale představa ultimátní černé díry, kolem které krouží jeden milion terestrických planet s podmínkami vhodnými pro život našeho typu, to přece stojí za to!
Filmová supermasivní černá díra Gargantua s planetou Milner. Kredit: Paramount Pictures.
Filmová supermasivní černá díra Gargantua s planetou Milner. Kredit: Paramount Pictures.

Právě začalo žhavé léto 2018. Proč si ho nezpestřit výstředními, šílenými, ale přitom vědecky fungujícími modely planetárních soustav? V tomhle případě zapomeňte na nějakou obyčejnou hvězdu a pár planet, které by nějak připomínaly Sluneční soustavu. Tohle bude jízda na úplně jiném levelu!


Astrofyzik Sean Raymond z francouzské Observatoire de Bordeaux se zabývá vznikem a evolucí planetárních systémů. Pro blog PlanetPlanet a jeho rubriku „Jak postavit ultimátní Sluneční soustavu“ nedávno zpracoval studii o tom, kolik planet by mohlo v dlouhodobě fungujícím planetárním systému obíhat supermasivní černou díru. Raymond je podle vlastních slov přesvědčen, že se můžeme hodně naučit z extrémů. A planetární systémy, které Raymond vytvořil, jsou extrémně extrémní. Je to zábavná směsice vědy a bezuzdné představivosti.

 

Sean Raymond, Kredit: Observatoire de Bordeaux.
Sean Raymond, Kredit: Observatoire de Bordeaux.

Raymond si vzal supermasivní černou díru a posadil ji do centra planetárního systému namísto Slunce nebo podobné hvězdy. Počítal přitom se supermasivní černou dírou o hmotnosti 1 milion Sluncí, což je podobné váze supermasivní černé díry v centru Mléčné dráhy, která činí asi 4 miliony Sluncí. Velikost Raymondovy supermasivní černé díry by přitom odpovídala asi rozměru Slunce.

 

Když planety obíhají kolem běžné hvězdy, tak k sobě mohou být jen tak blízko, aby jejich vzájemná gravitační přitažlivost nepřemohla gravitaci hvězdy. Pokud by k tomu došlo, tak by oběžné dráhy těchto planety byly nestabilní a celý planetární systém by se záhy rozsypal. Raymond podotýká, že kolem našeho Slunce by v obyvatelné zóně na stabilních koncentrických oběžných drahách mohlo obíhat tak maximálně šest planet podobných Zemi.

 


Scénář 550 obyvatelných planet

 

Ale supermasivní černá díra není jenom tak nějaká hvězda. Její gravitační síla by byla brutální, milionkrát větší, než v případě Slunce. A hravě by překonala gravitační síly planet. Raymond propočítal, že kdyby se nám nějak lišácky povedlo nahradit Slunce takovou supermasivní černou dírou, tak by ji v obyvatelné zóně mohlo stabilně obíhat 550 planet podobných Zemi. Enormní gravitace takové černé díry by nejspíš protáhla tvar obíhajících planet, ale prý by je neroztrhla.

 

Scénář 550 obyvatelných planet. Kredit: PlanetPlanet.
Scénář 550 obyvatelných planet. Kredit: PlanetPlanet.

Jak vytvořit obyvatelnou zónu kolem supermasivní černé díry, která v klidném stavu nijak zvlášť nezáří? Raymond navrhuje umístit kolem supermasivní černé díry prstenec 9 hvězd podobných Slunci, do zhruba poloviny dnešní vzdálenosti Země od Slunce (0,5 AU). Žít v takovém systému by bylo z našeho pohledu neuvěřitelné. Planety by obíhaly kolem supermasivní černé díry velmi rychle, jednou za pár dní. Každá z hvězd by dokončila oběh jednou za 3 hodiny.

 

Na obloze obyvatel takového systému by se děly věci, na které bychom v úžasu zírali. Každých 20 minut by jedno ze sluncí prošlo za černou dírou, jejíž gravitace by zafungovala jako čočka, takže by se na obloze dotyčných planet objevovala slunce v podobě ohnivých prstenců. Nemluvě o reji planet na obloze. Gravitace černé díry by měla vliv i na vnímání záře sluncí. Bližší slunce by byla rudá, vzdálenější modrá. Autor textu se přiznává, že tohle by vážně chtěl vidět na vlastní oči.

 

Supermasivní černá díra a milion zemí. Kredit: PlanetPlanet.
Supermasivní černá díra a milion zemí. Kredit: PlanetPlanet.


Supermasivní černá díra a milion zemí


Raymond se ovšem nespokojil s 550 planetami, z nichž každá měla vlastní oběžnou dráhu. Šel ještě mnohem dál a navrhl systém podobný předchozímu, v němž ale obíhá černou díru velké množství planet na shodných oběžných drahách. Takový model má jisté předpoklady. Prstence planet musejí být všechny zhruba stejně hmotné. V každém z nich musí být nejméně 7 planet a planety musejí být rozmístěny rovnoměrně.

 

Když Raymond použil supermasivní černou dírou o hmotnosti 1 milion Sluncí a prstenec 9 hvězd podobných Slunci, tak zjistil, že se mu do obyvatelné zóny takového systému vejde celkem 400 prstenců planet, z nichž každý obsahuje 2 500 planet podobných Zemi. Tyto planety by přitom oddělovala vzdálenost, která odpovídá vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem. Dohromady to dělá jeden milion zemí, což je na jeden planetární systém opravdu dechberoucí. Takto blízké planety by také mohly spojovat vesmírné výtahy nebo něco podobného.


Raymond svůj milionový systém ještě vylepšil tím, že namísto 9 hvězd tam umístil 36 hvězd, které by obíhaly v prstenci, vzdáleném od supermasivní černé díry 6 AU. V takovém případě by každá z planet byla osvětlována ze všech stran a nikde by nebyla žádná noc. Raymond vymyslel milion světů s věčným dnem. V této variantě by rovněž planety musely být ještě blíže k supermasivní černé díře a obíhaly by ji extrémně rychle, asi 10 procenty rychlosti světla. Ctihodným čtenářům OSLA asi není nutné zdůrazňovat, že by to pro obyvatele systému milionu světů přinášelo kupu veselých relativistických efektů.


Jestli se někdy objeví technologická supercivilizace, ať už ze Země nebo odjinud, která si bude ráda hrát s planetami, hvězdami a supermasivními černými děrami, tak by si mohla podobný hvězdný systém postavit. Mohl by to být úžasný domovský svět. Anebo ultimátní vesmírná ZOO. V horkém létě to jsou fantastické představy.

Video:  Ask An Astrobiologist - Episode 10: Sean Raymond


Video: Worlds with Water: Prerequisite for Life? | Sean Raymond


Literatura
Live Science 11. 6. 2018.

Datum: 21.06.2018
Tisk článku

System approach - Dedík Ladislav, Ďurišová Mária
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 39 Kč
cena: 37 Kč
System approach
Dedík Ladislav, Ďurišová Mária
Související články:

Kolik Zemí by mohl mít hvězdný systém snů?     Autor: Stanislav Mihulka (30.05.2014)
Starobylý planetární systém z úsvitu Galaxie     Autor: Stanislav Mihulka (02.02.2015)
NASA hlásí bohatou sklizeň zemí u zmrzlého trpaslíka TRAPPIST-1     Autor: Stanislav Mihulka (23.02.2017)



Diskuze:

obyvatelnych, to urcite

Jakub Beneš,2018-06-23 16:03:29

aaa, mihulka nevidel interstellar :)

ovsem na druhou stranu, mohly by tam zit ty predpokladane kremikove nebo finalni roboticke civilizace.

Odpovědět


Re: obyvatelnych, to urcite

Jan Balaban,2018-06-24 08:08:08

Nebolo by pre finálnu civilizáciu lepšie miesto s teplotou blízkej absolútnej nule? Vzhľadom k supravodivosti,supratekutosti....

Odpovědět

optimismus

Vaclav Prochazka,2018-06-22 19:35:02

Jak dlouho pozorujeme "střed galaxie" a pohyby hvězd kolem něj? Ten časový interval je prostě zatím směšně krátký, než abychom z pohybu mohli příčetně vyvozovat nějaké závěry. S ohledem na rozměry, o kterých je řeč bude možná i 100 a nebo 1000 let pozorování pořád málo.

Jak dlouho pozorujeme naší sluneční soustavu a kolik lidí se kdy pokusilo pořádně spočítat pohyby barycentra a pohyby Slunce ovlivněné ostatními entitami našeho planetárního systému? Kolem čeho jsou ty údajné elipsy oběžných drah planet? Kolem Slunce, kolem barycentra nebo ... ? Reálně jde o chaotický systém, který se nějakou záhadou chová velice stabilně. Malá změna počátečních podmínek v simulaci způsobí ohromnou změnu ve výsledku. Víte o nějakém modelu naší soustavy, který by fungoval spolehlivě v souladu s pozorováním od dneška zpátky do dob Tychona Brahe?

Pokud jde o Galaxii, tak neznáme pořádně její rozložení hmoty. Při jakékoliv simulaci, když jí budeme chtít provést pečlivě, tak skončíme na skutečnosti, že neznáme dostatečně přesně počáteční podmínky většiny objektů. Jasně simulace nám bude nějak fungovat, to lze vždy zařídit, ale s jakou chybou?

"To se dá spočítat velmi snadno i pro tak velký počet hvězd v Galaxii, pokud by bylo třeba."

Tak to je přece úplný nesmysl. Nějaký výsledek za hodně dlouhou dobu běžící simulace pro 150e+9 hvězd dostanete, ale jak to asi bude odpovídat realitě bez znalosti počátečních podmínek? Bude to jen odhad - pokus, který může, ale vůbec nemusí modelovat realitu. A co vliv okolních galaxií? A jaká je vlastně rychlost šíření gravitace? Je to ∞ nebo c a nebo jiná hodnota? Už to někdo konečně změřil? To může mít zásadní vliv na váš model. A to se bavíme jenom o simulaci uvažující hvězdy jako hmotné body....

OTR neumíme slušně řešit ani pro dva objekty, natož pak pro celou Galaxii. Neumíme elegantně řešit problém 3 těles primitivní Newtonovskou mechanikou. Bylo by vhodné si uvědomovat, co všechno nevíme a neumíme, než začneme vynášet soudy nad vesmírem. Už jenom fakt, že se nám černá díra v jádru Galaxie za posledních 20 let zvětšila o 4 řády je na pováženou.

Odpovědět


Re: optimismus

Vaclav Prochazka,2018-06-22 19:38:17

Mělo být jako Re: Vojtěch Kocián,2018-06-22 16:37:37

Odpovědět


Re: optimismus

Pavel Hudecek,2018-06-22 20:22:06

"Víte o nějakém modelu naší soustavy, který by fungoval spolehlivě v souladu s pozorováním od dneška zpátky do dob Tychona Brahe?"

Vím:

Někdy kolem r. 1994 jsem měl takový malý prográmek, simulátor planet. Jako jedna z ukázek k němu byla i sluneční soustava. Na 486/66MHz/4MB RAM se dalo pustit asi 100 let za nějaké minuty a normálně to chodilo.

Taky jsem vedl kroužek programování a jedno dítě tam takový program udělalo za pár h ve Visual Basicu. Hodnoty podle nějaké knížky taky v pohodě stačily, jen asi za milion let ulítla Země:-)

Problém 3 těles je ve skutečnosti problémem jen tehdy, pokud jsou hmotnosti těch těles podobné. Navíc se tomu říká problém vlastně jen proto, že nejde vyřešit analyticky, aby výsledkem byly nějaké funkce, kde zadáte čas a dostanete polohu. Pro numerickou simulaci to ale problém není (pokud je soustava stabilní a počítáte dost přesně). A když to stabilní není (protože jedno těleso nemá dost majoritní hmotnost), zas se to za chvíli rozprskne a je z toho triviální úloha se dvěma tělesy a jedním co letí do pryč.

Rychlost gravitace? Před pár lety dohady, od 16. 10. 2017 změřená a ano, dle očekávání c. Přesnost? sekundy proti 130 milionů let.

No a takhle by se dalo vypořádat se všemi Vašimi kecy, ale mám užitečnější věci na práci, takže:

1. Stáhněte si třeba Visual Studio (je zadarmo), naučte se programovat a trochu si pohraje.
2. Až to rozchodíte podle Newtonam stáhněte si třeba matematiku od Jarníka, až ji nastudujete, nastudujte si OTR třeba na astronuklfyzika.cz a můžete zkusit, jak se bude lišit výsledek simulací OTR/Newton na různých škálách.
3. Nastudujte si co všechno a jak bylo naměřeno, s jakou přesností a spočítejte si vliv té (ne)přesnosti na třeba chování galaxie.

A pak nám o tom něco napište:-)

Odpovědět


Re: Re: optimismus

Vaclav Prochazka,2018-06-22 23:37:26

Já myslím, že víte prd:-)

To, že si někdo udělá prográmek, kde hmotné body - planety lítají krásně kolem dalšího hmotného bodu - Sluníčka je děsně fajn. To by se dalo snad naprogramovat i v Karlovi:-)

"Problém 3 těles je ve skutečnosti problémem jen tehdy, pokud jsou hmotnosti těch těles podobné."

To je přece úplný nesmysl. Prostě to neumíme analyticky vyřešit ať jsou hmotnosti stejné a nebo velmi rozdílné. To už věděl Poincaré. To, že si v určitém okamžiku řekněme, že m1

Odpovědět


Re: Re: optimismus

Pavel Nedbal,2018-06-22 23:43:16

Nerozporuji předchozí komentář pana Hudečka. Jen drobně doplňuji: pohyby hvězd v centru Galaxie už jsou sledovány od doby, kdy to bylo možné. Dokonce pro některou z tamějších hvězd byl již napozorován jeden celý oběh. Po doplnění průmětu neměřené elipsy Dopplerem máme dostatečně přesně stanovenu hmotnost, která se uvnitř její dráhy nachází. Protože žádný objekt tam nepozorován, pravděpodobnost, že by se nejednalo o hmotu zhroucenou do černé díry, je mizivá. Ano, mě se také černé díry nelíbí, ale je to zatím jediné řešení pro hmotnost pod daným poloměrem pana Schwarzchilda. To, jak se tam soustředila tak velká hmotnost nevíme, možná taková zhuštění byla vytvořena již na úsvitu věků. Koneckonců, pozorujeme, že některé hvězdy mají nezářící partnery o hmotnostech, které rovněž musí být zhrouceny. Nakonec, existenci neutronových hvězd dobře dokazují pulzary, ty s přetokem hmoty od společníka právě kvůli tomu hodně roztočené. A protože s narůstající hmotností neutronové hvězdy zdánlivě paradoxně klesá jejich poloměr, pro ty, které to přehnaly, poloměr klesne pod fotonovou orbitu a pak už následuje neodvratný pád, ano, dle OTR až do bezrozměrného bodu (možná sice v nekonečném čase, ale neodvratně). Jinak samozřejmě se vzdalováním se od č.d. vně fotonové orbity již normální hmotě v zásadě nic nehrozí (dostatečná vzdálenost se míní taková, kdy již slapové síly těleso nemohou poškodit), takže tam může obíhat téměř trvale (vyzařování gravitačních vln od páru č.d. a relativně málo hmotného tělesa je již zanedbatelné, takže galaxie, které mají i poměrně velké č.d. ve svém středu rozhodně nejsou ve stavu, kdy budou zanedlouho sežrány, prostě je to oběh, na který typ centrálního tělesa nemá vliv. Pokud se týče zveřejněného článku o obyvatelné zóně kolem č.d., je to spíše článek úsměvný, aprílový. A křivky radiálních rychlostí hvězd, z kterých odvozujeme rozložení hmoty ve směru od galaktického centra? Zatím máme opravdu poměrně málo přesných dat, protože pouze spektrální posun neumožňuje víc, než jakýsi odhad, na to bychom potřebovali velmi dlouhý pozorovací čas, nicméně přítomnost neviditelné hmotnost se tam zdá být. Osobně bych hned nevymýšlel tzv. "temnou", tedy nebaryonickou hmotu, myslím, že to bylo příliš zpopularizováno a kdekdo se toho chytil, možná i v lákavé představě, že bude oceněn ve Stockholmu, že. Myslím, že Vesmír je v zásadě jednoduchý a nic takového nevytvořil, to jen pracuje naše fantazie.

Odpovědět


Re: Re: Re: optimismus

Richard Palkovac,2018-06-23 07:25:43

Co sa tyka temnej hmoty a jej vymyslenia, tak prave ze jej "vymyselnici" (Zwicky, Rubinova) boli vo svojom case na posmech medzi ostatnymi, takze o ich tuzbe stat sa medialnymi hviezdami by som neuvazoval. Napriek tomu sa casom presadila, co mna urcite vedie k zamysleniu sa a snahe nejako logicky jej existenciu vysvetlit, co aj robim.

Odpovědět


Re: Re: optimismus

Vaclav Prochazka,2018-06-22 23:52:25

Já myslím, že víte prd:-)

To, že si někdo udělá prográmek, kde hmotné body - planety lítají krásně kolem dalšího hmotného bodu - Sluníčka je děsně fajn. To by se dalo snad naprogramovat i v Karlovi:-)

"Problém 3 těles je ve skutečnosti problémem jen tehdy, pokud jsou hmotnosti těch těles podobné."

To je přece úplný nesmysl. Prostě to neumíme analyticky vyřešit ať jsou hmotnosti stejné a nebo velmi rozdílné. To už věděl Poincaré. To, že si v určitém okamžiku řekněme, že m1

Odpovědět


Re: Re: optimismus

Petr Golich,2018-06-23 12:07:39

Hodně štěstí s plovoucí desetinnou čárkou

Odpovědět


Re: Re: Re: optimismus

Pavel Hudecek,2018-06-23 12:48:00

Tak přesnost se samozřejmě musí volit s ohledem na požadovanou dobu trvání, počet objektů a přesnost výsledku. Pro malé simulace, jako p. Procházkou diskutovaná sluneční soustava a pár století, si v pohodě vystačíme s v každém PC hardwarově implementovanými cca 19 dekadickými místy, pokud bychom chtěli jít dál, nezbývá něž si to doprogramovat a počítat přesněji softwarově.

Ale když vezmeme ty simulace galaxií, tak tam zas nikoho nezajímá přesný osud každé konkrétní hvězdičky, ale chování celku. A jak se při takových simulacích ukazuje, tak na výsledky odpovídající pozorovaným stádiím galaktického vývoje, nejsou potřeba žádné extra přesné počáteční podmínky, ani udržení přesnosti výpočtu.

Když to trochu přeženu, tak z každého nějak rotujícího oblaku přiměřené hmotnosti, se již při nevelké přesnosti výpočtu, vyvine galaxie:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: optimismus

Petr Golich,2018-06-23 17:10:19

Ono nejde jenom o množství desetinných míst, ale i o to, že v binární reprezentaci plovoucí desetinné čárky chybí spousty hodnot v soustavě desítkové - tzn. při připočtení malého čísla k velkému dochází k nepřesnostem - malé číslo je se řádově rovná epsilon hodnotě. Nestabilita numerického modelu je skutečně veliká, pokud se používá tato reprezentace hodnot na velkých škálách a velkém počtu iterací. Co je opravdu spolehlivé je pevná desetinná čárka tak alespoň na 30 míst a více, ale dostupná je pouze SW implementace v některých nástrojích, ale výjma implementace v FPGA nevím o žádném HW implementaci(stejně je to pomalejší než double). Tedy běžný člověk si to asi těžko ukuchtí ze své výplaty.

Že soudruzi, kteří modelují kde co a použijí double s tím, že se ani se neobtěžujou předem stanovit chybu modelu, diskretizační chybu či chybu zaokrouhlování, je téma na jinou diskuzi. Tedy vlastně nevíme co počítáme.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: optimismus

Milan Krnic,2018-06-23 17:20:54

Podobně postupují někteří stavaři. Stačí vhodně omezit realitu. Z tohoto pohledu nechápu problém s D47 :)

Odpovědět


Re: Re: optimismus

Florian Stanislav,2018-06-23 12:27:40

Pane Hudečku, když jste programoval pohyb planet s Newtonovovskou mechaniku a OTR, jak jste do toho využil nastudovaní matematiky od Jarníka. Hlavně by mě zajímalo jak jste začlenil fakt, že díky vázané rotaci se Země ( i planety ) vzdalují od Slunce, čili oběh se zpomaluje atd.
https://www.aldebaran.cz/bulletin/2009_24_zem.php

Jistě máte nějaké výstupy z toho Vašeho programu, takže jak daleko bude Země od Slunce za 1 00 milionů let a 1 miliardu let a jak daleko Země bude od Marsu za 100 milionů let let v době zemského letního slunovratu. Nejde o to, jestli to je dobře, ale jestli to vůbec jako výstup z programu.

Odpovědět


Re: Re: Re: optimismus

Pavel Hudecek,2018-06-23 13:15:53

Autor mnou zmíněného programu si určitě nedělal naděje, že by jeho program dokázal zcela věrně modelovat naši soustavu na astronomicky zajímavých časových škálách. Zmínil jsem ho jen jako reakci na:

"Víte o nějakém modelu naší soustavy, který by fungoval spolehlivě v souladu s pozorováním od dneška zpátky do dob Tychona Brahe?"

A všeobecně na ty kecy o strašlivě velkém vlivu počátečních podmínek.
- Tedy samozřejmě nerozporuji, že počáteční podmínky i kvalita simulace mají velký vliv na konkrétní osud jednotlivých objektů, ale zásadně nesouhlasím s tím, že mají významný vliv na obecné chování celku, což je to, oč v simulacích galaxií a pod. jde.

Tzn. p. Procházka si o naší sluneční soustavě myslí:

"Reálně jde o chaotický systém, který se nějakou záhadou chová velice stabilně."

A já si naproti tomu myslím, že protože je slunce mnohem těžší než planety, tak to není záhada, ale samozřejmost.

Jarníka jsem doporučil, jako zdroj ke studiu základů matematiky, potřebný k tomu, aby pak mohl nastudovat a správně použít rovnice OTR, aby si pak mohl sám vyzkoušet, že v podobných situacích je vliv OTR velmi malý (např. v naší soustavě nebylo úplně snadné ho měřením prokázat u dráhy Merkuru, kde je největší).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: optimismus

Milan Krnic,2018-06-23 17:31:49

Podobně stabilně a tedy samozřejmě svítí sluníčko, atp. Až navěky, amen.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: optimismus

Florian Stanislav,2018-06-24 10:05:41

https://www.treking.cz/astronomie/test-obecne-teorie-relativity.htm
Obecná teorie relativity se projevuje spíše jako gravitační čočka. Nebo v počátcích vývoje velmi hustého vesmíru.
https://cs.wikipedia.org/wiki/St%C3%A1%C4%8Den%C3%AD_perihelia_Merkuru
Vliv obecné teorie relativity je asi 0,7% celkového stáčení perihélia Merkuru.
Takže vzhledem k obrovským vstupním chybám a nejistotám v modelech vývoje planetárního systému je nám studium klasika matematiky Jarníka a klasika fyziky Einsteina s OTR relativně málo platné. Ale dobře, že jste to dal za úkol nastudovat.

Odpovědět


Re: Re: optimismus

Karel Rabl,2018-06-23 16:17:44

Já se domnívám že simulace v počítači, počítající náš vesmír se všemi proměnnými by musela být mnohem těžší než celý naš vesmír.

Odpovědět

A co tvrdé záření?

Jan Poslušný,2018-06-22 17:25:20

Nevím, kolik tvrdého záření by se generovalo při pádu částic (např. slunečního větru) do takhle hmotné černé díry, ale dost možná by to všechny ty planety spolehlivě sterilizovalo...

Odpovědět

temná hmota

Jaroslav Pešek,2018-06-22 17:19:19

Temná hmota by mohla být hmota skládající se z gravitonů. V černé díře je gravitace tak hustá, že by z ní mohla vznikat hmota a tato hmota pak tryská ven z černé díry. Máme ve vesmíru neutronové hvězdy. Černá díra by mohly být gravitonová hvězda.

Odpovědět

Já se domnívám že je to blbost,

Karel Rabl,2018-06-22 12:50:56

protože už přítomnost hvězd v okolí černé díry je pro tyto planety kritická a tyto hvězdy čistí(podobně jako planety) okolí černé díry a gravitačně ovlivňují své okolí tak, že dříve nebo později tyto planety skončí v okraji černé díry, ale planety a hvězdy by se mohly vyskytovat uprostřed "dostatečně velké" černé díry za zdánlivým horizontem, (v oku hurikánu zvané gravitace (času v energii)) a možná i náš celý vesmír je jen "oko" černé díry.

Odpovědět

...

Jan Balaban,2018-06-22 04:21:05

"Počítal přitom se supermasivní černou dírou o hmotnosti 1 milion Sluncí, což je podobné váze supermasivní černé díry v centru Mléčné dráhy, která činí asi 4 miliony Sluncí. Velikost Raymondovy supermasivní černé díry by přitom odpovídala asi rozměru Slunce."

V čom sa udáva veľkosť čiernej diery? V jednotkách hmotnosti, alebo dížky? Veľkosť horizontu udalostí, alebo snáď veľkosť singularity by zodpovedala veľkosti Slnka?

Odpovědět


Re: ...

Jakub Beneš,2018-06-22 17:55:07

velikost se obvykle udava jako prumer horizontu udalosti.

Odpovědět


Re: Re: ...

Jan Balaban,2018-06-24 08:03:18

Ďakujem.

Odpovědět

dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-21 18:00:26

Tohle mi pořád vrtá hlavou. Napřed měla mít m = 16e3 a dnes je to už 4e6 Sluncí. Do toho tady máme tu úžasnou temnou hmotu a temnou energii...
Není ona ta domnělá černá díra jenom barycentrem Galaxie a ten vzoreček co používáme od dob Newtona jenom trochu nepřesný? Ta přesná druhá mocnina by přece nemusela být tak úplně přesná, ostatně proč by měl být vesmír přísně Eukleidovský? A nebo co když gravitační konstanta není tak úplně konstantní? To je přece jenom naše víra:-) Upravíme mocninu a pak už nebudeme potřebovat temnou hmotu a energii:-)

Neví někdo, jestli takovouhle hypotézu už někdo numericky netestoval?

Odpovědět


Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-21 18:55:16

Jakkoli se pokoušet "testovat" něco mimo náš horizont, je jaksi na nic, podobně jako jakákoli dnešní víra vydávaná za teorii či hypotézu. Tedy vím max. o zpochybnění víry, např.:
https://www.youtube.com/results?search_query=prof.+michal+k%C5%99%C3%AD%C5%BEek
Jak to je ve skutečnosti, samozřejmě nikdo neví, a pravděpodobně nikdy vědět nebude, tedy na testy můžete zapomenout.

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-21 22:57:56

Díky
Je dobrej:-)

Odpovědět


Re: dira v centru Galaxie

Richard Palkovac,2018-06-21 19:40:50

Špirálová galaxia je preto špirálová, má špirálové ramená, lebo jej hmota sa rúti do jej centra, podľa súčasnej kozmológie do Čiernej diery, podľa mňa do Sivého objektu. Ak by to tak nebolo, nebol by dôvod na špirály.

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-21 20:19:36

To samé platí u spirálové tyče na rajčata. Ve skutečnosti jde však o podporu rajčat bez nutnosti vyvazování.

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-21 22:24:24

No právě, a to centrum může být hypotetická černá díra a nebo to může být zkrátka a jednoduše barycentrum systému:-)))

Odpovědět


Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Richard Palkovac,2018-06-22 08:03:27

Takze podla Vas, sa sice hmota galaxie ruti do jej centra, ale jej struktura ma tak zazracnu pevnost, ze dokaze odolat dostredivemu gravitacnemu tlaku takého mnozstva hmoty a stale si zachova kvalitu normalnej hmoty .

Ja tento nazor urcite nezdielam , prave naopak, som presvedceny, ze v centre spiralovej galaxie je nielen utvar podobny ciernej diere, ale v jeho centre je urcite singularita, kde hmota straca kvalitu hmoty a zostava len energia, ktoru ja nazyvam cistou, ale v sucasnosti sa nazyva skor zaporna, tmava, temna a preto tato rastie hlavne odkedy existuju spiralove galaxie a vesmir sa od vtedy zrychlene rozpina.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-22 15:00:15

To, že v nějaké teorii vyjde singularita, znač spíše neúplnost této teorie než cokoliv jiného. To zda hmota může nabývat nějakých exotických forem v prozatím imaginární singularitě nevíme. Třeba si to jednou v laboratoři díky kvantovce namodelujeme a uvidí se :-)))

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Richard Palkovac,2018-06-22 15:29:50

Existencia singularity podľa môjho názoru znamená len toľko, že svet okolo nás nie je matematika, ale je taký, aký je, je to dané.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-23 20:55:30

Svet okolo nás nie je matematika jednoduše proto, že matematika je jen imaginární konstrukt, v některých případech dobře popisující subjektivní realitu. To, že je vše tak, jak je, je věc kauzální. A tedy to dané není - není to osud v pravém slova smyslu. Je to komplexní, nepopsatelný vývoj.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Richard Palkovac,2018-06-24 06:47:27

Keď píšem, že "svet okolo nás nie je matematika" , mám na mysli, že svet okolo nás nie je matematicky popísateľný (http://riki1.eu/matematika.htm).

Pokiaľ sa pozeráme sa kauzalitu čisto z pohľadu nášho 3D vesmíru, tak pri singularite kauzalita končí, vo veľmi ojedinelých prípadoch začína, rovnako ako informácia sa stráca, vo veľmi ojedinelých prípadoch sa vytvára. Ak sa na to ale pozrieme z pohľadu multivesmírov, všetko môže byť inak.

Elegantným riešením problému so singularitou je holografický princíp, ktorý ak platí, tak môžem všetky svoje hypotézy hodiť do koša a gravitácia, tmavá hmota aj tmavá energia bude Verlindeova.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-24 10:23:21

Samozřejmě na pohledu záleží. Jenže k čemu je pohled vůči 3D Vesmíru, když je toto uchopení za horizontem našeho poznání. Zde tedy žádné řešení není. Pouze představy.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Richard Palkovac,2018-06-24 14:44:20

Vidím, že ste už rezignoval, ale nebojte sa, príde nejaký mladý, ktorý o tom nevie, že "Zde tedy žádné řešení není" a vyrieši to.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-24 15:23:56

Pokud by přišel takový "nejaký mladý", musel by mít z pohledu fyziky nadpřirozené schopnosti, aby mohl provést ověření.

Odpovědět


Re: dira v centru Galaxie

Pavel Hudecek,2018-06-21 20:43:38

V současné době můžeme s velkou mírou jistoty říct, že něčemu, jako je temná hmota se nevyhneme jakoukoli změnou gravitačního zákona, s výjimkou toho, že by byl v každé galaxii jiný, resp. by byl jiný i v rámci různých částí některých galaxií.

Z napozorovaných dat a jejich numerického zpracování plyne:
- různé galaxie mají různý podíl temné hmoty
- pro podíl TH v galaxiích nebylo nalezeno žádné obecně platné pravidlo
- při srážkách galaxií se TH nezřídka do větší/menší míry odděluje od hmoty viditelné

Co se temné energie týče, tak ta by asi nějakou modifikací současné fyziky vysvětlit šla. Ale to je vlastně jen změna názvu: Z temné energie to přejmenujeme třeba na pátou interakci, nebo nějakou vlastnost prostoru.

No a ta naše centrální ČD: Jako dítě jsem četl, že do centra naší galaxie nevidíme, protože záření, které k nám asi přichází, má moc dlouhé vlny na to, aby mohlo být registrováno optickými prostředky a moc krátké na to, aby ho mohla zkoumat radioastronomie. Takže tehdy byly vše o centru galaxie jen spekulace. Uplynuly nějaké desítky let a máme techniku, která tam vidí a tak toho víme poněkud více. Ale pořád se uvádí nepřesnosti ve dvouciferných %.

A náš prostor samozřejmě díky gravitaci není přesně euklidovský:-)

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-21 22:16:40

Ovšem přinejmenším tzv. napozorovaná jsou data zpracovaná z přístrojů, což je neurčitá míra nejistoty. Kdy to zpracování provádíme podle modelu, opět s neurčitou mírou nejistoty. Takže můžeme s jistotou říci, že jisté není v této oblasti nic.

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-21 22:35:34

Pokud se nemýlým temnou hmotu jsme si "vymysleli" z toho důvodu, že nám nesedí pozorování s předpovědí dle Newtonovy teorie. (Lze vůbec počítat v nějakém modelu s >1e3 objektů dle OTR s ohledem na výpočetní náročnost?). Je to jen pomůcka, abychom se nemuseli toho krásného, jednoduchých a zažitého vzorečku vzdát:-) CO gravitační konstanta, její přesnost a proč by neměla být závislá třeba na vzdálenosti energii a čase? Máme důkazy, že je opravdu konstantní?
Problém s těmi pozorováními vzdálených galaxií je v tom, že přesně nevíme co je mezi námi a tou galaxií. Máme problém, že pohyb v galaxiích je pro nás s ohledem na časové měřítko přímo neměřitelný a můžeme se o něm leda tak dohadovat na základě Dopplerova jevu ... Srážku galaxií jako takovou taky nepozorujeme, pouze se domníváme, že k ní dochází / došlo... Ale je problém pozorovat tu dynamiku...

Odpovědět


Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Pavel Hudecek,2018-06-22 22:14:07

"Pokud se nemýlým temnou hmotu jsme si "vymysleli" z toho důvodu, že nám nesedí pozorování s předpovědí dle Newtonovy teorie."

Temná hmota byla řešením problému, že neseděly rychlosti hvězd v galaxiích. Prostě to vypadalo, že čí dál ke kraji, tím víc se odchylovaly od Newtonovského modelu*. V zásadě to mělo dvě řešení:
1. Gravitace funguje jinak.
2. Okolo galaxií, ve vzdálenosti několikanásobku poloměru, je další hmota, které je podstatně více, než ve viditelné části. A tato divná hmota nesvítí, nestíní pozadí, ani ho nemikročočkuje.

Ale po zlepšení pozorovací techniky a změření mnohem většího počtu galaxií se ukázalo, že obsah této "divné hmotnosti" je v různých galaxiích různý, někde skoro není, jinde je i asymetricky rozmístěná. Tím 1 definitivně padlo.

*Rozdíl mezi Newtonem a Einsteinem je na galaktických škálách oproti vlivu té záhadné hmotnosti zanedbatelný. A v simulacích kde by na tom záleželo, se s tím dá navíc různě "kouzlit", kdy se pro různé okolnosti předpočítá relativistická korekce, takže se vše počítá Newtonovsky a k tomu se připočítá korekce, která vznikne OTR výpočtem počítaným třeba 1000x méně často.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Pavel Hudecek,2018-06-23 12:24:32

Ještě si doplním, že "Tím 1 definitivně padlo." je v tom smyslu, že padlo jako řešení nahrazující temnou hmotu.

Ale není tím např. vyloučeno, že by se časem mohlo ukázat, že na třeba miliardkrát větších škálách (než galaxie, nebo kupy galaxií) gravitace funguje malinko jinak a nahradit tak temnou energii, záhadnou sílu pomáhající s expanzí vesmíru, která podle všech známých pozorování funguje všude stejně.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Petr Golich,2018-06-23 12:38:55

Na kosmologických škálách je rozdíl mezi Newtonovou dynamikou a OTR obrovský v principu, protože to první předpokládá nekonečnou rychlost gravitační interakce. A protože ještě nikdo nesestavil validní model galaxie v OTR, tak se stále používá ND nebo MOND. Relativistické korekce Newtona fungují na malých škálách a malých časových intervalech v soustavě těles, kde jedno je dominantní - např. sluneční soustava, kde hmotnost slunce je cca 99% hmotnosti celé soustavy. V galaxiích takto hmota rozložena není a opravdu jeden lidský život je málo na ověření. Ani nevíme, zda je správná křivka oběžné rychlosti v závislosti na vzdálenosti od centra galaxie.

Dále pozorování galaxií a kup je zrádné, protože mezi jednotlivými částmi tak velkého objektu je v obraze i více jak tisíc let rozdíl.

Ani naše sluneční soustava není stabilní - gravitační aberace, jak potom chceme z tak krátkých pozorování říct, že galaxie drží svojí velikost a nerozpíná se? (věta o viriálu je pekná, ale nejsem si jist, zda jí lze použít na něco u čeho vidíme pouze momentální stav)

A nakonec je tu otázka dynamického tření při srážkách galaxií, už ho někdy někdo pozoroval?

Odpovědět


Re: dira v centru Galaxie

Vojtěch Kocián,2018-06-22 07:24:06

Pohyb hvězd v okolí centra Mléčné dráhy je zmapovaný a jejich oběh kolem něj je velmi rychlý.
https://www.youtube.com/watch?v=7vcSKbXnLJA
Něco velmi těžkého tam je, protože barycentrum by fungovalo trochu jinak. Zjednodušeně platí, že rychlost oběhu těles kolem barycentra závisí především na tom, kolik hmotnosti je uvnitř oběžné dráhy. Kdyby tam bylo prázdné barycentrum, hvězdy poblíž by se pohybovaly poměrně pomalu a střed by nebyl tak výrazný. Asi jako u Lagrangeových bodů.

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Josef W,2018-06-22 12:32:41

Děkuji za odkaz - pěkně zpracovaná napozorovaná data. A konečně taky rozumný názor v diskusi, už tu pomalu převládají módní všezpochybňující a přitom vševědoucí příspěvky ...

Odpovědět


Re: Re: dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-22 15:06:41

Říci, že barycentrum by fungovalo jinak je dost odvážné, pokud uvážíme, že se Galaxie skládá z nějakých 150 miliard hvězd ... Nasimulovat neumíme pořádně ještě ani naši sluneční soustavu, natož galaxii. A to s bavíme o simulacích podle Newtona bez nějakých "OTR+STR" výstřelků.
Problém je, že přece není důvod, aby bylo barycentrum prázdné. Něco tam být může, ale osobně nevěřím na duchy ani na gigantické černé díry. Pohyb hvězd v okolí centra mléčné dráhy je možná zmapovaný, ale musíme uvážit s jak velkou chybou. Pohyb objektů v grav. poli není reálně po krásných elipsách, ale spíše se jedná o neopakující se křivku ... Takže jakákoliv extrapolace je velmi zrádná a nepřesná.

Odpovědět


Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Vojtěch Kocián,2018-06-22 16:37:37

To je jako říct, že neumíme zvážit jablko, protože neumíme simulovat chování všech jeho atomů. Ano, jde o aproximaci, protože nějaká chyba měření tam vždy bude, ale nejde o žádnou extrapolaci z neúplných dat. V tom videu jsou extrapolace značené čárkovaně a reálná měření plnou čarou. V hrubém přiblížení ty hvězdy opravdu kreslí elipsy nebo jejich části. Abychom mohli měřit efekty OTR, to sledujeme příliš krátkou dobu v příliš malém rozlišení, ale do budoucna to určitě někdo jako laboratoř teorie relativity použije.

Je z toho také vidět, že se hmotný střed nikam nepohybuje, ani když v těsné blízkosti proletí hvězda, která výrazně změní směr. Jde tedy o něco, oproti čemu mají hvězdy zanedbatelnou hmotnost (a podle těch oběhů je hmotnost centrálního objektu také počítaná). Barycentrum se tak opravdu nechová. Intenzita gravitačního pole kolem něj (tedy to, co nutí hvězdy měnit směr), je velmi malá, pokud jsou objekty, které ho tvoří, daleko (pokud nejsou, převáží pole z blízkých objektů). To se dá spočítat velmi snadno i pro tak velký počet hvězd v Galaxii, pokud by bylo třeba. Třeba ale není, lze to odvodit zcela obecně na rozdíl od trajektorie tělesa po delší časové období v tak chaotickém systému jakým je galaxie. Jestli jde o černou díru dle OTR nebo jen o velkou hroudu nějaké podivné hmoty, pozorování zatím neřekne, ale varianta že tam nic velkého není (tedy nic s hmotností v řádu milionů Sluncí), by vyžadovala hodně exotickou novou fyziku.

Odpovědět


Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Pavel Hudecek,2018-06-23 12:17:10

"Říci, že barycentrum by fungovalo jinak je dost odvážné, pokud uvážíme, že se Galaxie skládá z nějakých 150 miliard hvězd"

Na to stačí hvězda jediná, dost blízko toho barycentra. Pokud je uvnitř její dráhy nějaké těleso, které soustřeďuje významnou část hmotnosti galaxie, působí značná, směrem ke středu rostoucí síla a těleso obíhá velmi rychle (což je v našem případě potvrzené pozorováním). Pokud by to bylo naopak, tedy uvnitř dráhy hmotnost žádná/zanedbatelná, bude dostředivá síla malá, směrem ke středu klesající k 0, oběh velmi pomalý.

Na to vůbec není potřeba simulovat miliardy hvězd. Pro účel tohoto srovnání je může v pohodě nahradit jedna hmotná kružnice. A spočítá to student 1. ročníku VŠ s tužkou a papírem.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-23 17:03:17

Souhlasím s Vámi i Vojtěchem výše, spočítat se to dá. Spočítat se dá všechno. Horší je už analýza chyby a ověření se skutečností. Tak ale i projekci Star Treku lze brát za určitých okolností za pravdivou, ve finále stačí jen víra.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Vaclav Prochazka,2018-06-23 17:53:52

Jojo:-)

Já si teda myslím, že by bylo na čase zrušit všechny aerodynamické tunely, protože se přece všechno dá tak jednoduše a krásně spočítat. Je přece naprosto nesmyslné u něčeho tak jednoduchého jako je mechanika pozemských tekutin provádět nějaké ověřování, když na to stačí PC s procesorem 486DX:-))

Jenom jestli to není trochu o tom, že v tomhle případě máme šanci velmi rychle a s katastrofální jistotou ověřit, jak je to naše modelování nepřesné a někdy zcela mylné.... :)

Toho jsou naštěstí všichni ti úžasní matematici a programátoři co dělají fyzikální simulace ve Visual Studiu ušetřeni ....

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: dira v centru Galaxie

Milan Krnic,2018-06-23 20:29:41

K moři jezdit nemusí, stačí fotka a míry, a zbytek si už dopočítají. Heč!

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace