00:35 

Про ямы, пульсары и гироскопы

Кот Аморфный
Усмехались из тени, мерцали, блестели сотни зелёных глаз. У садовой сторожки танцующих кошек вы встречали хоть раз?..
В общем, я у troyachka в дневнике подсмотрела ссылку на интересную статью про пульсар PSR J1906+0746, который ни много ни мало провалился, если верить, в частности, википедии, в "гравитационную яму", возникшую из-за искривления пространства-времени (в статье последнее очень образно обозвали вмятиной в пространстве-времени; не космос, а какая-то сельская дорога прямо: ямы, вмятины...)

Собственно, статья эта вот. Она довольно подробная и толковая, на самом деле, как я теперь, немного разобравшись, понимаю, и я рекомендую её прочитать; это действительно интересно.

Но беда в том, что я — человек от физики весьма далёкий, и для меня фразы типа "деформация структуры пространства-времени", "геодезическая прецессия" и прочее — это такая восхитительная магическая белиберда, за которой не стоит никакого конкретного образа. То есть, я допускаю, что действительно умные и образованные люди сразу понимают, что и как произошло, наверное, даже способны это описать формулами (это тоже совсем особый вид магической тарабарщины, совсем уже непонятной и доступной только посвящённым, у меня они, например, одним видом своим вызывают дислексию и утрату навыка чтения). Для меня же прочитанное свелось примерно к следующему: "У нас тут была звезда, а потом она вдруг исчезла, и мы это объясняем, эээ... пространственно-временными искривлениями!" Чтобы понять, что это не так, пришлось собрать в кучку остаточные школьные знания по физике и полазать по справочникам, а потом пересказать прочитанное самой себе простыми словами.

Всё дело в том, что для того, чтобы понять суть какого-либо явления, мне нужно представить его наглядно как дебилу. Наглядность вообще чудесная штука, с её помощью, например, та же загадочная прецессия превращается во вполне понятное "болтать её по оси вращения начало, как волчок, когда он замедляется".


Прецессия волчка (на самом деле это гироскоп) наглядно.:right:


Только с волчком это происходит из-за земной гравитации, а конкретно вот с пульсаром — из-за притяжения звезды-компаньона (а в нашем случае, напомню, это не просто двойная система, а система из двух нейтронных звёзд, каждая из которых тянет одеяло на себя изо всех сил) и этого вот самого искривления пространства-времени, которое вблизи подобных объектов просто есть (это я пока предпочитаю принять как данность, потому что «на пальцах» оно не получается).

Объяснение простыми словами немного убивает магию, зато становится понятно ("понятно" — это очень, очень важно в моей картине мира), что, фактически, никто никуда не проваливался и не исчезал, а просто приборы на Земле временно перестали фиксировать сигнал пульсара. А произошло это как раз из-за постепенного смещения оси вращения звезды.

Тут надо понимать, что такое, по сути, из себя представляет пульсар. То есть, все, вроде как, знают, что это нейтронная звезда с большой массой и небольшим диаметром, которая обязательно обладает высоким импульсом вращения.


:left: Нейтронная звезда с хвостами-джетами (рисунок).


Характерной особенностью пульсаров является также наличие у них джетов, или релятивистских струй. Помимо того, что джеты — это очень красивая штука (когда они видны, разумеется, а то ведь всякое бывает, а человеческий глаз — прибор несовершенный, и диапазон частот воспринимает не такой уж большой), в случае с пульсарами именно они и позволяют пульсар «запеленговать». С нашей точки зрения наличие в определённой точке пространства пульсара фиксируется по электромагнитным импульсам, повторяющимся с определённой (и вполне высокой, надо сказать) частотой.



На ютубе есть целая куча роликов, в которых радиочастотное "звучание" различных космических объектов, и в том числе пульсаров, переведено в слышимый диапазон, но с работы я не могу их найти; вечером обязательно отыщу и добавлю сюда. А пока придётся довольствоваться снимками с телескопов Хаббл (оптический) и Чандра (радиодиапазон), на которых виден пульсар PSR B0531+21 — горячее ядро сверхновой, взрывом которой была образована Крабовидная туманность:




Крабовидная туманность с пульсаром в центре (совмещение оптичского, инфракрасного и радиодиапазонов)



Пульсар в центре Крабовидной туманности в радиодиапазоне


Собственно, это и есть та самая пульсация, давшая название классу объектов. С точки же зрения нейтронной звезды (если допустить у неё наличие точки зрения), вовсе она не пульсирует, а испускает более-менее постоянный поток излучения — те самые два хвоста-джета — который из-за вращения звезды виден нам с перерывами, как автомобильная мигалка или, скажем, луч маяка.


Замедленное мерцание пульсара в Крабовидной туманности (съёмка на длине волны 800 нм); видно двойной импульс из последовательности сильной и более слабой вспышек. :right:


Наша Солнечная система — крошечная точка в космосе. Несложно представить, что при небольшом изменении оси вращения далёкой звезды эти лучи просто перестанут попадать на Землю, «промахиваясь» мимо неё. Это, собственно говоря, и произошло с PSR J1906+0746, о котором говорилось в статье, с которой я начала. Другими словами, ничего загадочного в самом исчезновении нет, и ни в какие «дырки во времени», как бы нам этого не хотелось, пульсар не проваливался и даже светить не переставал. Для него вообще ничего не поменялось, в сущности: «раскачиваться» вокруг своей оси он начал гораздо раньше, чем это привело к смещению лучей. А поскольку болтать его по-прежнему продолжает, то через какое-то время его снова развернёт таким образом, что нам его станет видно.

Собственно, именно эти особенности вращения, а вовсе не исчезновение само по себе, делают двойной пульсар PSR J1906+0746 таким интересным для астрономов.

Вот такие вот пирожки с радиоизлучением.

Ну а поскольку я не астроном, и для меня всё это — сплошное "ух ты" и "вааау!", придётся мне в следующий раз что-то про двойные пульсары искать. Или про Крабовидную туманность — вон она какая красивая...

Апд. Обещанное звучание пульсаров. Третьим по порядку идёт пульсар из центра Крабовидной туманности, который был на картинках и гифке выше. Его период — около 30 оборотов в секунду. Довольно неторопливо по меркам нейтронных звёзд. Период обращения вокруг своей оси "исчезнувшего" пульсара PSR J1906+0746 выше: 144,1 миллисекунды, так что звучал бы в записи он ближе к последним вариантам.


"Голоса" пульсаров


А вот это — самое наглядное, что только можно было найти (я даже и не рассчитывала!): непосредственно модель поведения пульсара, о котором идёт речь.


Геодезическая прецессия оси вращения пульсара в искривленном пространстве-времени


Кстати, насчёт этого самого искривления я тоже нашла показательную цитату:
"Из-за искривления пространства-времени орбита пульсара оказалась короче примерно на одну миллионную часть, чем если бы орбита проходила в плоском пространстве времени."
То есть опять никакой магии, всего лишь "потерялся" крошечный кусочек орбиты. Впрочем, с другой стороны... Вы только вдумайтесь: о какую-то несчастную одну миллионную спотыкается (вполне себе буквально) целая звезда!..
запись создана: 12.01.2015 в 16:54

@темы: Завораживает, Взгляд вверх, via lactea и дальше

URL
Комментарии
2015-01-12 в 17:10 

Idiots Lantern
такая интеллектуальная и дружелюбная порода, что уживется даже с крокодилом (с)
Боже, как ты это все понимаешь...

2015-01-12 в 17:12 

troyachka
TRAVELLER IN TIME AND SPACE seeks male or female companion with good sense of humour for adventures in the Fourth and Fifth Dimensions. No experience necessary. No time wasters, no space wasters please
Спасибо)

2015-01-12 в 17:13 

Кот Аморфный
Усмехались из тени, мерцали, блестели сотни зелёных глаз. У садовой сторожки танцующих кошек вы встречали хоть раз?..
nicklausse_muse, я и не понимаю.) Приходится вот художественным пересказом заниматься. Это же в чистом виде "пока объяснял — сам разобрался".:D

URL
2015-01-12 в 17:14 

Кот Аморфный
Усмехались из тени, мерцали, блестели сотни зелёных глаз. У садовой сторожки танцующих кошек вы встречали хоть раз?..
troyachka, тебе спасибо за статью.

URL
2015-01-14 в 06:47 

Bercut_bird
Любовь - это дофаминэргическая целеполагающая мотивация к формированию парных связей
Хех, недавно пробовал вкурить Теорию Струн. Получилось не очень, но в качестве утешительного приза в процессе более-менее разобрался с Теорией Относительности. Теперь я понимаю фразы про искривление пространства-времени! :)

2015-01-14 в 06:53 

Кот Аморфный
Усмехались из тени, мерцали, блестели сотни зелёных глаз. У садовой сторожки танцующих кошек вы встречали хоть раз?..
Bercut_bird, когда-нибудь я тоже это сделаю.)

URL
2015-01-14 в 07:01 

Bercut_bird
Любовь - это дофаминэргическая целеполагающая мотивация к формированию парных связей
Кот Аморфный, если что, я читал "Элегантную Вселенную" :).

2015-01-14 в 07:08 

Кот Аморфный
Усмехались из тени, мерцали, блестели сотни зелёных глаз. У садовой сторожки танцующих кошек вы встречали хоть раз?..
Bercut_bird, о, спасибо, как раз хотела что-нибудь научно-популярное почитать.

URL
2015-01-14 в 07:11 

Bercut_bird
Любовь - это дофаминэргическая целеполагающая мотивация к формированию парных связей
Кот Аморфный, всегда пожалуйста! ))

     

Lorem ipsum

главная