Как узнать о приближении Черных дыр?

Разворот на 180°

Что можно увидеть, если посветить фонариком в черную дыру? Мощное поле притяжения изогнет часть лучей и направит их обратно, а наблюдатель увидит тусклое, искаженное изображение своего фонаря. Астрономы давно уже отнесли этот экстремальный пример гравитационной линзы к явным курьезам — это хрестоматийный пример из учебника по теории относительности. И все же два физика настаивают, что это явление можно наблюдать воочию.

Даниель Хольц (Daniel E. Holz) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (University of California at Santa-Barbara) и Джон Арчибальд Уилер (John A. Wheeler) из Принстонского университета (Princeton University) считают, что Солнце — подходящий фонарик. Черная дыра вблизи Солнечной системы может быть замечена, если располагается вблизи эклиптики⁽³⁾ — раз в году в течение нескольких часов подряд она бы «отражала» тусклый солнечный свет на ночную сторону Земли. Его могли бы зарегистрировать астрономы, занимающиеся непрерывным поиском гравитационных микролинз⁽²⁾. Это была бы уникальная проверка теории Эйнштейна в экстремальных условиях черных дыр (информация была опубликована в журнале Astrophysical Journal от 10 октября 2002 г.).

Двойная петля: солнечный свет может обогнуть черную дыру и вернуться к Земле.

Джордж Массер (George Musser)

Пора «to pee in the sky»?

О заметке Джорджа Массера «Разворот на 180 градусов» (предоставлено редакцией из мартовского номера «В мире науки») пишет кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного Астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ) Владимир Георгиевич Сурдин.

Поворот луча света вблизи черной дыры, внешне напоминающий его отражение, — давно известный эффект ОТО. Но детально рассмотреть его в приложении к реальным астрономическим объектам до сих пор никому не приходило в голову: из простейших оценок ясно было, что эффективное сечение черной дыры солнечной массы как «зеркала» очень мало — порядка 1 кв. км. 

Так оно и оказалось — Даниель Хольц и Джон Арчибальд Уилер аккуратно показали, что при всех наилучших предположениях и на пределе возможностей современной астрономии заметить отраженный свет можно будет только в том случае, если черная дыра приблизиться к Солнечной системе менее чем на 0,01 парсека⁽¹⁾. По межзвездным меркам это очень близко: в 100 раз ближе Альфы Центравра — ближайшей к нам звезды. Произойди это на самом деле, мы заметили бы приближение черной дыры по другим, гораздо более сильным эффектам, например, по вызванным ею гравитационным возмущениям в движении внешних планет (Нептуна, Плутона) и астероидов в Поясе Койпера.

Но авторов это не смущает: они честно рассмотрели эффект и даже предложили его усилить — не ограничиваться отраженным солнечным светом, а с помощью очень мощного (мегаваттного) лазера сканировать небо в поисках близких черных дыр, осуществляя таким образом заблаговременное оповещение землян о грозящей опасности- приближении черной дыры.

Я посмотрел оригинальную статью в Astrophysical Journal (vol. 578, p. 330–334, 2002 October 10) — некоторые ее абзацы так и просятся в раздел «Физики шутят». Взять хоть название статьи — «Retro-MACHOs: pee in the sky?» Здесь pee — угол поворота светового луча черной дырой, но в целом фраза читается как «писать против ветра». Я не припомню такого баловства в Astrophysical Journal.

Однако когда шутят такие физики, как легендарный Джон Уилер (р. 1911 г.), то это уже не шуточки. Он работал с Ферми и Эйнштейном, за ним числятся десятки теоретических открытий, да и практических тоже — он один из отцов атомной бомбы. За ним сотни учеников, известнейших физиков, Нобелевских лауреатов. Мы учились по его книгам (даже на русском языке их немало). В общем, Уилер имеет право шутить, причем до сих пор он делает это весьма изящно.

Что касается вероятности наблюдать это явление, то она очень мала: ближайшие черные дыры должны располагаться от нас в среднем на расстоянии 20–30 парсеков⁽¹⁾. А чтобы они еще и видны были вблизи эклиптики⁽³⁾ (этого требует условие эффективного отражения), то вероятность такого события близка к нулю. Однако и в поиск гравитационных микролинз ⁽²⁾ тоже мало кто верил, но современные автоматизированные телескопы позволили это сделать. Так что, кто знает, быть может уже пора «to pee in the sky»?

Редакция CNews.ru благодарит журнал «В мире науки» (русская версия «Scientific American») за предоставленный материал из мартовского номера журнала.

Гравитационные микролинзы⁽²⁾ — астрономическое явление, при котором изображение удаленного источника (например, звезды, галактики и пр.) оказывается искаженным, так как луч света между источником и наблюдателем проходит вблизи тела притягивающего, а, значит, «искривляющего» путь светового потока (например, другая звезда, галактика, скопление галактик). Сейчас известно уже несколько надежных гравитационных микролинз.

Эклиптика⁽³⁾ — для наблюдателя, находящегося на Земле, путь видимого годичного перемещения Солнца на фоне звёзд (от греческого «эклипсис» — «затмение»).

Короткая ссылка на материал: //cnews.ru/link/a482