🕳 Плотность внутренней части черной дыры

🔍 Плотность внутренней части черной дыры Шварцшильда на самом деле равна нулю. Это может показаться странным, но все зависит от типа черной дыры. Черная дыра Шварцшильда, которая была первой точным решением уравнений поля Эйнштейна, представляет собой вакуумное решение.

У нее есть масса, но вся эта масса сосредоточена в сингулярности, которая даже не является частью пространства-времени!

🌌 Это также верно для черной дыры Керра, которая обобщает решение Шварцшильда для вращающегося случая. Однако ситуация меняется, когда мы рассматриваем более реалистичные сценарии, такие как коллапсирующая пылевая сфера. В этом случае плотность не равна нулю, но она варьируется со временем и радиальным расстоянием.

📏 Можно было бы просто вычислить среднюю плотность черной дыры, разделив ее массу на объем, заключенный внутри ее горизонта событий. Однако мы говорим о искривленном пространстве-времени, и обычные правила для вычисления объема больше не применимы.

Действительно, нет однозначного определения для объема внутренней части горизонта событий, следовательно, нет и однозначного определения для его плотности.

💫 Тем не менее, если мы используем это наивное вычисление как прокси для плотности черной дыры, мы обнаруживаем, что черная дыра размером со звезду имеет плотность, сопоставимую с плотностью внутренней части нейтронных звезд, в то время как самые крупные сверхмассивные черные дыры имеют плотности, сопоставимые с плотностью воздуха или даже меньше.

🌌 Яркость квазаров и их возможное появление при слиянии галактик

🌠 Квазары - это одни из самых ярких объектов во Вселенной, находящиеся в центрах галактик, содержащих супермассивные черные дыры с массами от миллионов до миллиардов солнечных масс. Газ и пыль, притягиваемые гравитацией черной дыры, образуют аккреционный диск, вращающийся вокруг нее. Частицы в этом диске вращаются на очень высоких скоростях, сталкиваются друг с другом, вызывая трение и генерируя интенсивное тепло. Температура ядра квазара может достигать триллионов градусов; например, ядро квазара 3C 273 измерялось на уровне более 10 триллионов Кельвинов.

🌞 Энергия, выделяющаяся в виде синхротронного излучения, включает инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые и рентгеновские длины волн. Квазары могут быть триллион раз ярче нашего солнца, но из-за огромных расстояний они видны только как точки света на небе. Ближайший квазар к Земле находится в галактике Маркарян 231 и расположен на расстоянии около 581 миллиона световых лет.

🌌 При слиянии галактик Млечный Путь и Андромеды есть высокая вероятность формирования квазара. Ожидается, что это слияние направит огромные объемы газа и пыли к объединенным супермассивным черным дырам, что может вызвать интенсивный аккреционный процесс и образование яркого аккреционного диска - квазара.

Центр объединенной галактики будет квазаром, который будет светить в 100 раз ярче комбинированной яркости Млечного Пути и Андромеды.

☀️ Однако если говорить о возможности увидеть его с Земли, то существует сомнение в том, что планета Земля будет существовать во время этого слияния, так как Красное Солнце может поглотить Землю.

Если бы сегодня в центре Млечного Пути находился квазар, он был бы ярким как полная луна и видимым даже днем.

🌌 Квазар J059-4351, находящийся на расстоянии 12 миллиардов световых лет в созвездии Пиктор, является самым ярким объектом из когда-либо наблюдаемых - его яркость составляет 500 триллионов раз больше солнечной!

☀️ Почему у людей не выработалась устойчивость кожи к ультрафиолетовому излучению?

🧬 Устойчивость кожи человека к ультрафиолетовому излучению (УФ) не является универсальной чертой вида. Вместо этого, люди получили "легкий доступ к витамину D" через генетические адаптации. Основным пигментом, отвечающим за защиту от УФ-излучения, является меланин. Он начал вырабатываться в большом количестве примерно 1,2 миллиона лет назад, когда наши предки, Homo erectus, стали менее волосатыми.

🌍 Разные популяции людей имеют различные уровни выработки меланина. В регионах, удаленных от экватора, наблюдается преобладание генетических комбинаций, приводящих к осветлению кожи. Этот процесс происходил от 30 000 до 6000 лет назад. Таким образом, светлая кожа является относительно недавним явлением в эволюции человека.

💪 Интересный факт: даже при низком уровне меланина, кожа человека может адаптироваться к УФ-воздействию. При этом она способна вырабатывать больше меланина в ответ на солнечное облучение. Это свидетельствует о том, что люди могут физиологически адаптироваться к окружающей среде для восстановления некоторой защиты.

🪐 Возможная утрата газового гиганта в истории нашей солнечной системы

🌌 Существует предположение, что в ранние этапы формирования нашей солнечной системы мы могли потерять газовый гигант. Однако у нас нет твердых доказательств этого факта. Мы в основном основываемся на моделях формирования планет.

🪐 В нашей солнечной системе восемь планет: два газовых гиганта - Юпитер и Сатурн, и два ледяных гиганта - Уран и Нептун, которые иногда также называют газовыми гигантами. При моделировании формирования планет и их миграции на мощных компьютерах мы обычно получаем нестабильную солнечную систему, если не вводим в модели еще один газовый гигант.

Он затем выбрасывается, когда эти гиганты мигрируют, но это, как правило, приводит к созданию стабильной солнечной системы с четырьмя газовыми/ледяными гигантами и каменистыми планетами ближе к Солнцу.

🪐 Современные орбиты этих четырех больших планет, плюс одна выброшенная на ранних этапах истории нашей системы, более точно воспроизводят конфигурацию планет и их позиции, включая Меркурий, Венеру, Землю и Марс, когда мы проводим компьютерные симуляции эволюции этих орбит с течением времени. Существует также косвенное доказательство того, что этот мир существовал в нашей системе, исходя из структуры пояса астероидов Койпера и всплеска бомбардировки астероидами, который мы зафиксировали в нашей системе - Позднее тяжелое бомбардирование, произошедшее от 4.1 до 3.8 миллиардов лет назад.

🪐 Если этот мир существовал, он мог быть похож по массе и размеру на Уран и Нептун, так что он мог быть ледяным гигантом. Его орбита находилась между Сатурном и Ураном. В то время эти пять планет были гораздо ближе друг к другу, но по мере их обращения вокруг Солнца происходило некоторое гравитационное взаимодействие между ними, и они мигрировали.

Юпитер приближался к нашему звезде, в то время как другие четыре большие планеты двигались наружу. Это вызвало орбитальные резонансы, которые привели к гравитационной нестабильности.

🪐 Мы уже знаем, что миры могут свободно плавать в космосе. В 2023 году телескоп Джеймса Уэбба напрямую зафиксировал двойные газовые гиганты в Туманности Ориона.

Аналогично, если он существует, мир размером с Уран, который мы потеряли, сейчас плавает как бродячая планета где-то, вероятно, очень далеко.

🌌 Возможные планеты в прошлом Солнечной системы

🌠 В прошлом Солнечная система могла содержать сотни, если не тысячи объектов размером с планеты. Например, Луна Земли вероятно образовалась в результате столкновения с одним из этих объектов. А ротация Венеры в обратном направлении, наклон Урана и низкаяElevation северного полушария Марса также могут быть следствием подобных столкновений.

🌑 Спутник Нептуна, Тритон, вероятно, был независимым миром, который позже был захвачен гравитацией Нептуна. Однако стоит отметить, что в тот период ни один из этих объектов не считался планетой, так как они еще не завершили процесс очистки своих орбит.

🌌 Вопрос заключается в том, были ли 8 известных нам планет результатом этого начального периода формирования или когда-либо существовали другие планеты. Модели формирования Солнечной системы показывают, что текущая конфигурация и орбитальное положение четырех внешних планет могли бы сформироваться гораздо более вероятно, если бы изначально существовала одна дополнительная планета размером с Уран и Нептун.

🌠 Гравитационные взаимодействия между ними могли привести к тому, что вся система переместилась в свои текущие орбиты, но также могли привести к выбросу пятой планеты за пределы солнечной системы. Если гипотетическая Планета Х существует, я считаю ее текущей планетой. Однако не исключено существование других планет подобного размера в далеком внешнем солнечном системе в прошлом, которые были выброшены или уничтожены в результате близкого столкновения с другой звездой.