Дайджест №968: Марсоход, Чёрные дыры, Звёзды, Марс, Дрон, Пространство, Технологии 13.06.2022-19.06.2022

Вопрос: Может ли постоянная Планка иметь другое значение в удаленных областях вселенной и может ли оно измениться в будущем с ее расширением?
Ответ: В космологии существует так называемый сильный космологический принцип, который утверждает, что, во-первых, независимо от точки пространства во Вселенной и направления обзора наблюдатель увидит вокруг себя на больших масштабах одинаковую картину, то есть законы физики везде во Вселенной одинаковы, а, во-вторых, законы физики были одинаковы во все времена. Астрономические наблюдения подтверждают этот принцип: в любом направлении и на любом расстоянии от Земли мы видим выполнение одинаковых физических законов и одинаковое значение постоянных, а значит постоянные всегда имели одинаковое значение. Однако, мы не можем наблюдать совсем молодую Вселенную периода инфляции, а также ту часть Вселенной, которая находится для нас за горизонтом частицы (видимая Вселенная), в связи с этим существуют предположения о том, что во время инфляции физические законы были иными и постоянные отличались от известных нам значений, также они могут быть иными за горизонтом частицы. Таким образом, если значения постоянных потенциально могли быть другими на стадии инфляции, значит, потенциально они могут измениться и в будущем, но это исключительно предположение, практические наблюдения указывают на малую вероятность таких изменений. Подробней о том, что произошло если бы законы физики были иными читайте в нашей статье:

Что было бы, если бы законы физики были другими? (Читать 2 минуты)

 

Вопрос: А можно подробнее про испарение черных дыр Хокинга, пожалуйста. Разве то, что они испаряются и мельчают, противоречит самой сути черных дыр, из которых ничего не должно вылетать?
Ответ: В действительности излучение Хокинга никак не противоречит понятию Чёрной дыры. И здесь есть две основные причины. Первая это то, что чёрную дыру вполне могут покидать частицы, но при этом они не должны нести информации о том, что находится под горизонтом событий (такими частицами должны быть тахионы хотя их существование не доказано). Вторая причина в том, что излучение Хокинга формируется не в чёрной дыре, а вне ёё, поэтому может спокойно лететь, куда захочет. Эта неразбериха возникает из-за того, что наука о чёрных дырах активно развивается, наши представления о них быстро меняются и согласно современным данным чёрная дыра вполне может уменьшаться. Сам вопрос об испарении чёрных дыр возник при экспериментах на Большом Адронном Коллайдере, где должны были образовываться микро чёрные дыры, которые не были зафиксированы на практике, это было объяснено их испарением. Хотя на данный момент прямых подтверждений испарения чёрных дыр нет.

 

Вопрос: Теоретически возможны нейтронные звёзды из антивещества. Что будет при столкновении нейтронной звезды из обычного вещества и из антивещества?
Ответ: Антивещество отличается от обычного вещества противоположным значением некоторых параметров и если бы оно могло существовать во Вселенной локально в больших количествах, то оно также формировало планеты и звёзды. Однако, из-за барионной асимметрии антивещества во вселенной практически не осталось и областей, заполненных антиматерией, не существует, поэтому звезду из антиматерии встретить нам не удастся. Но, допустим, две нейтронные звезды из материи и антиматерии всё же столкнулись. При контакте частицы с античастицей они аннигилируют, то есть исчезают, а вся их масса переходит в энергию излучения, при столкновении нейтронных звёзд произойдёт аннигиляция большой части их вещества. Уже это будет мощнейшим взрывом из всего, что могло наблюдать человечество за всю историю. За счёт потери вещества в обоих звёздах нарушится баланс между давлением вырожденного нейтронного газа и гравитацией, стремящейся сжать звезду, что приведёт к двойному взрыву нейтронных звёзд. В связи с их крайне малыми размерами при взрыве очень большая часть, разлетающихся вещества и антивещества перемешаются и будут аннигилировать между собой. Яркость этого взрыва затмит любую сверхновую и конкурировать с ней могут лишь квазары.

 

Вопрос: Что будет при столкновении двух чёрных дыр, одна из которых насыщалась обычным веществом, а вторая — антивеществом?
Ответ: Чёрная дыра из антиматерии вполне может образоваться и существовать, она ничем не будет отличаться от обычной, но в связи с отсутствием в нашей Вселенной участков, заполненных антиматерией, такая чёрная дыра не может сформироваться сама и может быть исключительно рукотворной. В сингулярности не будет разницы между материей и антиматерией, поэтому при столкновении таких двух чёрных дыр для внешнего наблюдателя они объединятся в одну чёрную дыру, объединив свои массы, но вот для наблюдателя, находящегося под горизонтом событий, картина может быть иной. По одной из гипотез для него не вся материя будет находиться в сингулярности и при контакте материи и антиматерии произойдёт аннигиляция, с выделением огромного количества фотонов, какая дыра будет массивней такая материя и останется вокруг наблюдателя, но так как всё это будет происходить под горизонтом событий, излучение и материя никогда не покинут его и внешний наблюдатель не увидит аннигиляции, для него горизонты обоих чёрных дыр просто сольются.

 

Марсоход Curiosity перед отправкой на Красную Планету.

 

На анимации показано сравнение скорости движения крыльев колибри и вращения нейтронной звезды вокруг своей оси.

Частота взмахов крыла колибри во время зависания составляет десятки взмахов в секунду (10-100 взмахов). Нейтронная звезда на изображении, радиопульсар PSR J17482446ad, за одну секунду успевает совершить 716 оборотов!

Ее масса составляет примерно две солнечных, а радиус — менее 16 км. Скорость вращения звезды на экваторе составляет почти четверть скорости света, более 70 000 км/с.