Astronomie

Trous noirs et relation temporelle

Trous noirs et relation temporelle


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Pourquoi est-il dit que si quelqu'un est aspiré à l'intérieur d'un trou noir, il peut voir que le temps passe lentement ?


La relativité générale peut être utilisée pour discuter, théoriquement, de ce qui arrive aux objets lorsqu'ils s'approchent de l'horizon des événements d'un trou noir ; tout a à voir avec votre point de vue. Les spectateurs extérieurs, ceux qui ne sont pas affectés par la gravité du trou noir, verraient un objet s'approcher lentement de l'horizon des événements et n'entreraient pratiquement jamais au-delà de l'horizon. Pour le point de vue des observateurs, le temps s'arrête pour l'objet. Du point de vue de l'objet, son propre temps s'écoule normalement, et c'est le temps en dehors de l'horizon des événements qui s'écoule plus vite que la normale. Pour des informations plus générales dans un format vraiment facile à suivre, vous pouvez consulter What is Relativity de Jeffery Bennett.


Agence japonaise d'exploration aérospatiale JAXA

Q. Votre spécialité est l'astronomie aux rayons X. Qu'est-ce qui vous a attiré?


Le centre de la Voie lactée vu aux rayons X. Le gaz se propageant vers le haut à droite et à gauche du centre semble rouge. Le rouge indique une énergie faible et le bleu indique une énergie élevée. (avec l'aimable autorisation de : NASA/CXC/MIT/F.K.Baganoff et al.)

Les rayons X sont une lumière invisible à l'œil humain. Cette lumière peut nous permettre de voir divers phénomènes astronomiques qui peuvent être vus avec une lumière optique et c'est ce qui m'attire. Les rayons X nous fournissent beaucoup d'informations, et ce qui m'intéresse particulièrement, c'est que cela inclut des informations sur la majeure partie de l'univers. Une étoile émettant de la lumière optique est très belle, et c'est aussi une composante importante de l'univers, mais pour tout comprendre de l'univers, nous devons regarder les choses en dehors des étoiles. Nous devons voir divers aspects de l'univers dans différentes longueurs d'onde, mais je m'intéresse personnellement aux phénomènes de haute énergie, donc les rayons X sont parfaits pour moi.

Q. Les rayons X sont-ils adaptés à l'observation des trous noirs ?

Les zones autour des trous noirs ont une énergie très élevée, elles peuvent donc être très bien observées avec les rayons X. En particulier, les trous noirs plus sombres ne peuvent être détectés qu'à l'aide de rayons X. Des trous noirs plus brillants peuvent être observés dans d'autres longueurs d'onde, telles que la lumière optique et les rayons infrarouges, je pense donc qu'il est important de les combiner dans les observations.

Q. Une question fondamentale : qu'est-ce qu'un trou noir ?


À l'intérieur du carré se trouve un trou noir formé après une explosion de supernova, situé sur le bord extérieur de la galaxie NGC7793. (courtoisie : rayons X (NASA/CXC/Univ de Strasbourg/M. Pakull et al) Optique (ESO/VLT/Univ de Strasbourg/M. Pakull et al) H-alpha (NOAO/AURA/NSF/CTIO 1.5m ))
(En haut à gauche) Amas de galaxies de la Vierge observé par XMM-Newton. (En haut à droite) Image d'un trou noir avec des jets de rayons X extraits de la photo en haut à gauche. (En bas) Jets de rayons X, indiqués en blanc, superposés sur une carte radio de la galaxie. Deux lignes de jets d'ondes radio s'étendant à gauche et en dessous se chevauchent avec des jets de rayons X. (avec l'aimable autorisation de : E. Belsole, Service d'Astrophysique, CEA Saclay, France)

Un trou noir est un objet céleste qui a une très haute densité et un fort champ gravitationnel. Même la lumière ne peut pas échapper à son champ gravitationnel, donc un trou noir lui-même ne libère pas de lumière. Ainsi, nous ne pouvons pas observer directement les trous noirs. Mais lorsque les gaz sont aspirés dans un trou noir, ils atteignent des températures ultra-élevées et libèrent beaucoup d'énergie, clignotant brillamment dans le spectre des rayons X. Cela prouve l'existence d'un trou noir. La plupart des galaxies ont un trou noir en leur centre.
À ce jour, deux types de trous noirs ont été observés. Un type est généré après une explosion de supernova. Lorsqu'une étoile massive avec plus de 30 fois la masse du Soleil termine sa vie, une explosion de supernova se produit et le centre de l'étoile devient incapable de résister à sa propre gravité, se rétrécissant à l'extrême pour devenir un trou noir. À ce stade, un trou noir a une masse environ 10 fois supérieure à celle du Soleil.
Un autre type est un énorme trou noir dont la masse est des millions, voire plusieurs centaines de millions de fois supérieure à celle du Soleil. Il reste encore un mystère comment un trou noir aussi énorme peut être généré.

Q. Quelle est votre spécialité de recherche ? Parlez-nous de vos principales réalisations en recherche ?

Mon principal sujet de recherche est la formation des galaxies et des amas de galaxies. Parallèlement à cela, je fais des recherches sur les trous noirs situés au centre des galaxies. Quant à ma réalisation majeure à ce jour, mes recherches sur l'amas de galaxies de la Vierge à l'aide du satellite européen d'astronomie à rayons X XMM-Newton se démarquent. Au centre de cet amas de galaxies, il y a une grande galaxie connue sous le nom de M87, et en son centre se trouve un énorme trou noir d'environ 100 millions de fois la masse du Soleil. Nous avons capturé du gaz à très haute énergie jaillissant de ce trou noir. Un trou noir a une gravité si forte qu'il aspire tout ce qui l'entoure, mais en même temps, il fournit une énergie très élevée aux zones qui l'entourent.
Pendant ce temps, comme la densité de gaz dans un amas de galaxies est extrêmement élevée, le rayonnement X libère une énergie très forte. Normalement, lorsque de l'énergie est libérée, un gaz devrait se refroidir et cesser d'émettre des rayons X. Mais au centre d'un amas de galaxies, les émissions de rayons X se poursuivent. Les émissions continues de rayons X ont besoin d'une source de chaleur, et l'une des possibilités est la masse lourde d'un trou noir. On pense qu'un énorme trou noir au centre d'une galaxie libère de l'énergie pour chauffer le gaz environnant. Ma recherche a abouti à des preuves pour soutenir cette théorie.

Q. Comment un trou noir influence-t-il la formation d'une galaxie ?


Représentation artistique d'un trou noir (avec l'aimable autorisation de l'ESA/NASA/AVO/Paolo Padovani)

La flèche pointe vers le trou noir supermassif de la galaxie naine Henize 2-10, situé près de la Voie lactée. On pensait que la masse des trous noirs était proportionnelle à la masse des galaxies dans lesquelles ils se trouvent, mais cette masse de trou noir est étonnamment grande par rapport à celle de sa galaxie. (avec la permission de : X-ray (NASA/CXC/Virginia/A.Reines et al) Radio (NRAO/AUI/NSF) Optical (NASA/STScI))

De nombreuses galaxies sont en forme de disque, comme des lentilles convexes, et leurs parties médianes sont appelées renflements. Lorsque les scientifiques ont mesuré les masses de plusieurs énormes trous noirs et celles de leurs galaxies hôtes, ils ont trouvé une relation proportionnelle entre les deux. Cela signifie que la formation d'un trou noir massif et de sa galaxie sont très étroitement liées l'une à l'autre. La galaxie et le trou noir ont probablement grandi ensemble.
Un scénario possible va comme ceci. Il y a environ 10 milliards d'années, alors que l'univers faisait un tiers de sa taille actuelle, un trou noir massif était encore en phase de croissance. À un moment donné, ce trou noir est devenu très actif et a libéré beaucoup d'énergie pour favoriser la formation d'étoiles. Lorsque plus d'étoiles ont été créées, l'univers est devenu plus grand. Au fur et à mesure que le trou noir grandissait, une galaxie se développait autour de lui en même temps. Le jet d'énergie qui a jailli alors que le trou noir s'agrandissait peut avoir soufflé du gaz, qui aurait parfois formé une étoile. Le mécanisme précis n'a pas encore été compris, mais nous supposons la co-évolution des galaxies et des trous noirs massifs.

Q. Lequel a été créé en premier, un trou noir ou une galaxie ?

C'est similaire à la question « qu'est-ce qui est venu en premier, la poule ou l'œuf ? » n'est-ce pas ? On n'a pas encore compris si un trou noir ou une galaxie est venu en premier. Lors d'observations récentes, un trou noir super-massif a été découvert dans une petite galaxie à un stade précoce. Quand vous regardez la corrélation entre la masse d'un trou noir et celle d'une galaxie, comme je l'ai déjà mentionné, ce trou noir est bien trop gros pour une galaxie. Il est également entendu que les étoiles se sont activement formées à l'intérieur de cette galaxie. Ainsi, il peut y avoir certaines personnes qui pensent qu'un trou noir vient en premier, mais nous ne pouvons pas tirer de conclusion d'une recherche sur une seule galaxie. Il existe des galaxies sans trou noir, ou d'autres où aucun trou noir n'a été détecté. De plus, il existe d'autres possibilités, par exemple la création d'un trou noir lorsque des étoiles et des galaxies sont entrées en collision et ont fusionné. La discussion sur cette question se poursuivra pendant un certain temps.


Le cours Cornell enseigne que les trous noirs pourraient être liés à la «noirceur raciale»

Le Cornell College a lancé un cours d'astronomie pour découvrir le lien entre les trous noirs de l'époque et la "noirceur raciale" - preuve, disent les critiques, que même les sciences laborieuses ne sont pas à l'épreuve de l'"hystérie raciale commune".

Le cours, intitulé « Trous noirs : la race et le cosmos », utilise les travaux de théoriciens de la recherche, d'artistes et d'écrivains de fiction noirs pour remettre en question les « connaissances standard » en ce qui concerne la position que la race occupe en astronomie.

« La connaissance standard voudrait que le « noir » dans les trous noirs n'ait rien à voir avec la race. Il n'y aura certainement aucun lien entre le cosmos et le concept de noirceur raciale. Est-ce possible ?” lit la description du catalogue de la faculté.

Pour la première fois, les scientifiques d'EHT ont cartographié les champs magnétiques autour d'un espace noir en utilisant des ondes douces polarisées. Avec cette percée, nous avons franchi une étape cruciale pour résoudre l'un des plus grands mystères de l'astronomie.
(Collaboration EHT)

Les étudiants universitaires de la faculté de l'Ivy League apprennent que les lectures, la musique et les œuvres d'art "posent implicitement et explicitement une telle connexion", conformément au plan.

« Les théoriciens utilisent des idées astronomiques telles que « espace noir » et « horizons d'occasion » pour interpréter le passé historique de la race dans des méthodes artistiques, tandis que les artistes et les musiciens évoquent la noirceur au moyen de thèmes et d'images cosmologiques", indique le contour.

Enseigné par le professeur d'astronomie Nicholas Battaglia et la professeure de littérature comparée Parisa Vaziri, le cours fera référence aux travaux d'auteurs rappelant Octavia Butler et Nalo Hopkinson en plus de la musique de Solar Ra, Outkast et Janelle Monáe.

Le cours peut même s'appuyer sur des enseignements de théoriciens rappelant Michelle Wright et Denise Ferreira da Silva.

Les bâtiments du Cornell College vus de la tour McGraw.
(iStock)

Le cours, néanmoins, a suscité des critiques de la part de certains qui le considèrent comme l'exemple le plus récent de « l'hystérie raciale » sur les campus universitaires.

"Si vous souhaitez savoir en quoi l'Ivy League est devenue un désert mental, chez Cornell, ils se demandent si les "trous noirs" sont racistes ou non", a écrit une personne de Twitter.

Un autre a ajouté : « La période « Black Gap » ne devrait pas concerner la race ou la couleur de la peau. En fait, ce parcours de Cornell inflige probablement beaucoup plus de blessures que de bien.

"Même les sciences laborieuses ne sont pas à l'abri de l'hystérie raciale persistante", a écrit une troisième personne sur Twitter.

Pour en savoir plus sur le New York Put up, cliquez juste ici.


Le cours Cornell enseigne que les trous noirs pourraient être liés à la «noirceur raciale»

Le Cornell College a lancé un cours d'astronomie pour découvrir le lien entre les trous noirs de l'époque et la "noirceur raciale" - preuve, disent les critiques, que même les sciences laborieuses ne sont pas à l'épreuve de l'"hystérie raciale commune".

Le cours, intitulé « Trous noirs : la race et le cosmos », utilise les travaux de théoriciens de la recherche, d'artistes et d'écrivains de fiction noirs pour remettre en question les « connaissances standard » en ce qui concerne la position que la race occupe en astronomie.

« La connaissance standard voudrait que le « noir » dans les trous noirs n'ait rien à voir avec la race. Il n'y aura certainement aucun lien entre le cosmos et le concept de noirceur raciale. Est-ce possible ?” lit la description du catalogue de la faculté.

Pour la première fois, les scientifiques d'EHT ont cartographié les champs magnétiques autour d'un espace noir en utilisant des ondes douces polarisées. Avec cette percée, nous avons franchi une étape cruciale pour résoudre l'un des plus grands mystères de l'astronomie.
(Collaboration EHT)

Les étudiants universitaires de la faculté de l'Ivy League apprennent que les lectures, la musique et les œuvres d'art "posent implicitement et explicitement une telle connexion", conformément au plan.

« Les théoriciens utilisent des idées astronomiques telles que « espace noir » et « horizons d'occasion » pour interpréter le passé historique de la race dans des méthodes artistiques, tandis que les artistes et les musiciens évoquent la noirceur au moyen de thèmes et d'images cosmologiques", indique le contour.

Enseigné par le professeur d'astronomie Nicholas Battaglia et la professeure de littérature comparée Parisa Vaziri, le cours fera référence aux travaux d'auteurs rappelant Octavia Butler et Nalo Hopkinson en plus de la musique de Solar Ra, Outkast et Janelle Monáe.

Le cours peut même s'appuyer sur des enseignements de théoriciens rappelant Michelle Wright et Denise Ferreira da Silva.

Les bâtiments du Cornell College vus de la tour McGraw.
(iStock)

Le cours, néanmoins, a suscité des critiques de la part de certains qui le considèrent comme l'exemple le plus récent de « l'hystérie raciale » sur les campus universitaires.

"Si vous souhaitez savoir en quoi l'Ivy League est devenue un désert mental, chez Cornell, ils se demandent si les "trous noirs" sont racistes ou non", a écrit une personne de Twitter.

Un autre a ajouté : « La période « Black Gap » ne devrait pas concerner la race ou la couleur de la peau. En fait, ce parcours de Cornell inflige probablement beaucoup plus de blessures que de bien.

"Même les sciences laborieuses ne sont pas à l'abri de l'hystérie raciale persistante", a écrit une troisième personne sur Twitter.

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Trou noir

Les films de science-fiction aiment un bon trou noir. C'est sombre, mystérieux, dangereux et vous pouvez envelopper toutes sortes d'intrigues intéressantes derrière. Malheureusement, la mauvaise science traditionnelle écrite par les scénaristes s'aggrave encore lorsque des trous noirs sont ajoutés. Jetons un coup d'œil à certaines des propriétés que présentent les trous noirs dans la fiction :

  1. Ce sont des aspirateurs célestes imparables, aspirant tout ce qui se trouve à proximité.
  2. Si vous tombez dans un trou noir, vous serez téléporté ailleurs dans l'univers ou même voyagerez dans le temps.
  3. Les trous noirs sont les entrées des trous de ver.
  4. Les trous noirs ont généralement de belles mais sinistres choses colorées d'araignées qui tourbillonnent autour d'eux.
  5. Les trous noirs sont des endroits bruyants, avec des sons atmosphériques précipités et des basses profondes et dramatiques palpitant dans tout l'espace.

Tout objet a une masse. La théorie de la gravitation universelle d'Isaac Newton nous dit que lorsque quelque chose a une masse, il attire tous les autres objets de l'univers vers lui-même. Cette attraction est appelée “Gravity”, et la force de cette attraction est proportionnelle à la masse de l'objet. La gravité est en fait une force extrêmement faible - la gravité qui attire votre corps vers les objets de votre maison est si faible que même les équipements les plus sensibles ne peuvent pas facilement la mesurer et vous ne remarquerez certainement pas ses effets. Même des choses extrêmement grandes comme les montagnes n'ont pas d'effet évident, bien que les scientifiques du XIXe siècle aient pu mesurer la gravité des montagnes en utilisant des arrangements compliqués de pendules et de contrepoids lourds. Ce n'est que lorsque nous commençons à regarder vers une échelle planétaire que nous commençons à obtenir un fort champ gravitationnel.

Si nous pouvions continuer notre expérience de compression de la Terre et ne pas nous arrêter jusqu'à ce qu'elle ait la taille d'un ballon de plage, nous commencerions à remarquer des choses très étranges qui se produisent, comme l'avait prédit Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale. La gravité déforme le tissu de l'espace et du temps (un morceau populaire de techno-babillage dans la science-fiction qui se trouve également être une analogie utilisée par les physiciens de la vie réelle lorsqu'ils essaient d'expliquer la nature de l'univers à des gens comme nous) d'une manière un peu comme votre propre poids corporel étirant la surface d'un trampoline. Plus vous êtes lourd, plus l'impression que vous faites est profonde, et toute personne se tenant près de vous sur le même trampoline se retrouvera penchée vers vous. C'est juste une analogie, bien sûr, mais cela aide à expliquer le phénomène de lentille gravitationnelle. Cette distorsion de l'espace signifie qu'un faisceau de lumière (qui doit toujours voyager en ligne droite) semble se plier lorsqu'il se déplace à travers un champ de gravité puissant. Bien sûr, il se déplace vraiment en ligne droite à travers l'espace, mais l'espace lui-même est courbé par la gravité. À la surface de notre terre imaginaire de la taille d'un ballon de plage, la distorsion est devenue si grave que la lumière est considérablement déformée, un peu comme si on regardait à travers un bocal à poisson rouge (Cliquez sur l'image ci-dessous pour une simulation de cet effet - cela montre un trou noir passant, avec une galaxie en arrière-plan). Si nous devions continuer à comprimer la terre, de plus en plus petite, nous finirions par atteindre un point où la lentille deviendrait si extrême qu'un faisceau de lumière ne pourrait jamais quitter la surface - il se courberait complètement en arrière et retournerait là il est venu. C'est ce qu'on appelle un trou noir. La lumière quittera la surface et atteindra une distance maximale avant d'être retirée. Cette hauteur maximale délimite une frontière connue sous le nom d'Horizon des événements, et c'est là que les choses commencent vraiment à devenir étranges.

Cette distorsion de l'espace-temps a une conséquence vraiment bizarre : la dilatation du temps. Si nous plaçons une horloge à différentes distances d'un trou noir et que nous l'observons à travers un télescope de très loin, nous constaterons qu'à mesure que l'horloge se rapproche, elle tourne plus lentement. Cela se produit parce que le temps lui-même est allongé par l'immense gravité - le temps se déplace plus lentement pour l'horloge que pour nous. Si nous devions changer de place, en nous plaçant très près de l'horizon des événements et en regardant une horloge éloignée, nous verrions l'horloge (et le reste de l'univers) avancer rapidement.

Alors, qu'avons-nous établi jusqu'à présent? Un trou noir est simplement la région de l'espace autour d'un objet avec un champ gravitationnel extrêmement puissant, délimité par l'horizon des événements. Les objets qui tombent subiront une dilatation du temps (le temps ralentit pour eux), des forces de marée irrésistibles (déchirant leurs atomes mêmes) et une puissante explosion soutenue de rayonnement dur. Cela pose quelques problèmes pour les prédictions de science-fiction. Voyons-les un par un :


Théorie de la relativité et trou noir

La relativité générale est-elle connectée au trou noir ? Si oui comment ? Aujourd'hui, nous allons essayer d'obtenir la réponse.

Maintenant, qu'est-ce que la Relativité Générale ? crédit photo supérieur - NASA

La théorie de la relativité générale est une représentation géométrique de la gravité. Lorsque nous mettons de la masse sur le tissu de l'espace-temps, la gravité est générée. D'un point de vue pratique, la gravité de Newton est la meilleure. Quand il s'agit d'expliquer le mouvement des planètes de notre système solaire, Newton échoue. Voici Einstein sur la photo. La relativité générale explique le mouvement de notre système solaire.

La relativité générale est représentée par

Rμν = Tenseur de Ricci
R= Scalaire de Ricci
gμν = T métriqueensor
T= tenseur énergie-effort

En fait, ce n'est pas qu'une seule équation. Ce sont les équations de champ d'Einstein qui sont un ensemble de dix équations.

Récemment, LIGO a détecté des ondes gravitationnelles. Cette onde gravitationnelle donne un indice sur l'existence

de la Relativité Générale. Certains scientifiques pensent que les ondes gravitationnelles ont été créées par la collision de deux trous noirs. En 1915, quand Einstein a introduit la relativité générale, elle a été testée dans l'éclipse solaire par Eddington en 1919. La relativité générale a réussi tous les tests jusqu'à présent.
Karl Schwarzschild a obtenu la solution des équations de champ d'Einstein qui donne une description de la masse ponctuelle. Après que de nombreux physiciens donnent une solution aux équations de champ d'Einstein qui ont trouvé l'objet. Un objet auquel rien ne peut échapper de par sa gravité. Cet objet est aujourd'hui connu sous le nom de trou noir. Black Hole a une gravité trop forte.

Lorsque quelque chose tombe dans Black Hole, les informations de l'objet sont détruites. Black Hole a des régions comme l'horizon des événements et la singularité. L'horizon des événements est la limite de l'espace-temps d'où rien ne peut s'échapper. La singularité est située au centre de Black Hole. Singularité plus petit point de masse dans l'espace-temps. Toutes les lois de la physique Les pannes à la singularité.
Pour former un trou noir, nous avons juste besoin de compresser la taille physique moins que l'horizon des événements. Notre soleil sera converti en trou noir s'il est comprimé dans un rayon de 3 kilomètres.
La première image de Black Hole vient de sortir. Nous sommes la première génération à assister à la première image de Black Hole. Il n'y a donc aucun doute sur l'existence de Black Hole.


Comment les trous noirs façonnent le cosmos

Rendu de la vitesse du gaz dans une fine tranche de 100 kiloparsec d'épaisseur (dans la direction d'observation), centrée sur le deuxième amas de galaxies le plus massif dans le calcul du TNG100. Collaboration IllustrisTNG

Chaque galaxie abrite en son centre un trou noir supermassif. Un nouveau modèle informatique montre maintenant comment ces monstres gravitationnels influencent la structure à grande échelle de notre univers. L'équipe de recherche comprend des scientifiques du Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS), de l'Université de Heidelberg, des Max-Planck-Institutes for Astronomy (MPIA, Heidelberg) et d'astrophysique (MPA, Garching), des universités américaines Harvard et du Massachusetts Institute of Technology. (MIT), ainsi que le Center for Computational Astrophysics à New York.

Le projet « Illustris–The Next Generation » (IllustrisTNG) est la simulation la plus complète du genre à ce jour. Basée sur les lois fondamentales de la physique, la simulation montre comment notre cosmos a évolué depuis le Big Bang. En plus du projet précédent Illustris, IllustrisTNG inclut pour la toute première fois dans une simulation aussi étendue, certains des processus physiques qui jouent un rôle crucial dans cette évolution.

Un univers réaliste sorti de l'ordinateur

À ses points d'intersection, la toile cosmique de gaz et de matière noire prédite par IllustrisTNG héberge des galaxies assez similaires à la forme et à la taille des galaxies réelles. Pour la première fois, des simulations hydrodynamiques ont pu calculer directement le schéma de regroupement détaillé des galaxies dans l'espace.

La comparaison avec les données d'observation, y compris les dernières grandes enquêtes, démontre le haut degré de réalisme d'IllustrisTNG. De plus, les simulations prédisent comment la toile cosmique change au fil du temps, en particulier par rapport à la « colonne vertébrale » sous-jacente du cosmos de matière noire.

« Il est particulièrement fascinant de pouvoir prédire avec précision l'influence des trous noirs supermassifs sur la distribution de la matière à grande échelle », déclare le chercheur principal, le professeur Volker Springel (HITS, MPA, Université de Heidelberg). « Ceci est crucial pour interpréter de manière fiable les mesures cosmologiques à venir. »

La transformation la plus importante dans le cycle de vie des galaxies

Dans une autre étude, le Dr Dylan Nelson (MPA) a pu démontrer l'impact important des trous noirs sur les galaxies. Les galaxies en formation d'étoiles brillent dans la lumière bleue de leurs jeunes étoiles jusqu'à ce qu'un changement évolutif soudain mette fin à la formation d'étoiles, de sorte que la galaxie devient dominée par de vieilles étoiles rouges et rejoint un cimetière plein de galaxies «rouges et mortes».

"La seule entité physique capable d'éteindre la formation d'étoiles dans nos grandes galaxies elliptiques sont les trous noirs supermassifs en leurs centres", explique Nelson. « Les sorties ultrarapides de ces pièges à gravité atteignent des vitesses allant jusqu'à 10 % de la vitesse de la lumière et affectent des systèmes stellaires géants qui sont des milliards de fois plus gros que le trou noir lui-même, comparativement petit. »

Là où les étoiles scintillent : de nouvelles découvertes pour les structures des galaxies

IllustrisTNG améliore également la compréhension des chercheurs de la formation de la structure hiérarchique des galaxies. Les théoriciens soutiennent que les petites galaxies devraient d'abord se former, puis fusionner en des objets de plus en plus grands, entraînés par l'attraction incessante de la gravité. Les nombreuses collisions de galaxies déchirent littéralement certaines galaxies et dispersent leurs étoiles sur de larges orbites autour des grandes galaxies nouvellement créées, ce qui devrait leur donner une faible lueur de fond de lumière stellaire.

Ces halos stellaires pâles prédits sont très difficiles à observer en raison de leur faible luminosité de surface, mais IllustrisTNG a pu simuler exactement ce que les astronomes devraient rechercher dans leurs données. "Nos prédictions peuvent désormais être systématiquement vérifiées par des observateurs", souligne le Dr Annalisa Pillepich (MPIA), qui a dirigé une autre étude IllustrisTNG. "Cela donne un test critique pour le modèle théorique de la formation hiérarchique des galaxies."

Astrophysique avec un code spécial et un supercalculateur

Pour le projet, les chercheurs ont développé une version particulièrement puissante de leur code à maillage mobile hautement parallèle AREPO et l'ont utilisé sur la machine Hazel Hen du High-Performance Computing Center de Stuttgart, l'ordinateur central le plus rapide d'Allemagne, actuellement classé dix-neuvième dans le Top500. . IllustrisTNG est à ce jour le plus grand projet de simulation hydrodynamique de l'émergence de structures cosmiques.

Pour calculer l'une des deux principales simulations, plus de 24 000 processeurs ont été utilisés pendant plus de deux mois pour suivre la formation de millions de galaxies dans une région représentative de l'univers avec près d'un milliard d'années-lumière de côté. « Grâce au temps de calcul obtenu du Centre allemand Gauss pour les supercalculateurs, nous avons pu redéfinir l'état de l'art dans ce domaine », explique Volker Springel. « Les nouvelles simulations ont produit plus de 500 téraoctets de données de simulation. L'analyse de cette énorme montagne de données nous occupera pour les années à venir, et elle promet de nombreuses nouvelles perspectives passionnantes sur différents processus astrophysiques.”

Publications scientifiques originales :

• V. Springel, R. Pakmor, A. Pillepich, R. Weinberger, D. Nelson, L. Hernquist, M. Vogelsberger, S. Genel, P. Torrey, F. Marinacci, J. Naiman
« Premiers résultats des simulations IllustrisTNG : amas de matière et de galaxies », MNRAS, 1er février 2018
• D. Nelson, A. Pillepich, V. Springel, R. Weinberger, L. Hernquist, R. Pakmor, S. Genel, P. Torrey, M. Vogelsberger, G. Kauffmann, F. Marinacci, J. Naiman
« Premiers résultats des simulations IllustrisTNG : la bimodalité des couleurs de la galaxie », MNRAS, 1er février 2018
• A. Pillepich, D. Nelson, L. Hernquist, V. Springel, R. Pakmor, P. Torrey, R. Weinberger, S. Genel, J. Naiman, F. Marinacci, M. Vogelsberger
« Premiers résultats des simulations IllustrisTNG : le contenu en masse stellaire des groupes et amas de galaxies », MNRAS, 1er février 2018


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Même les questions les plus fréquemment posées sur les trous noirs sont difficiles à répondre. Les trous noirs sont l'inconnu ultime - ces déchirures dans le tissu de l'espace-temps ne laissent rien, pas même la lumière, s'échapper. Pourtant, nous savons qu'ils existent en partie à cause de la lumière émise par leur environnement. Ironiquement, les objets les plus noirs de l'univers peuvent également être entourés de certaines des choses les plus brillantes. Les trous noirs supermassifs au centre des galaxies deviennent de puissants phares lorsqu'ils se nourrissent - le gaz qui s'écoule dans ces gueules béantes se réchauffe et brille si fort qu'il peut être vu depuis l'univers primitif.

Chacun des quatre articles de cet ebook gratuit de Sky & Télescope magazine aide à révéler les mystères des trous noirs supermassifs, y compris comment ils se forment et quel rôle ils jouent dans la plus grande galaxie. Et un jour, nous pourrons peut-être même observer les bêtes elles-mêmes.

Dans ce guide gratuit, vous découvrirez quatre articles d'experts, qui expliquent diverses théories et faits sur les trous noirs.

  • « Un quasar dans chaque galaxie ? de Robert Irion résume les observations et les théories sur les trous noirs supermassifs qui existent au cœur de presque toutes les grandes galaxies.
  • "Comment les trous noirs ont aidé à construire l'univers" de Christopher Wanjek montre comment, sans les trous noirs, nous ne reconnaîtrions pas l'univers qui nous entoure, et nous pourrions même ne pas exister.
  • "Les cœurs des ténèbres qui tournent" par Laura Brenneman observe la rotation de trous noirs pour aider à répondre à une question fondamentale : comment se forment les trous noirs ?
  • "L'ombre d'Einstein" par Camille Carlisle présente un télescope planétaire - le télescope mondial Event Horizon - qui a pour objectif d'imager la silhouette d'un trou noir. Un jour bientôt, nous aurons la preuve directe que les trous noirs sont réels.

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Le cours Cornell enseigne que les trous noirs pourraient être liés à la "noirceur raciale"

L'Université Cornell a introduit un cours d'astronomie pour explorer le lien entre le terme trous noirs et "noirceur raciale" - preuve, disent les critiques, que même les sciences dures ne sont pas à l'abri de "l'hystérie raciale" universelle.

Le cours, intitulé « Black Holes : Race and the Cosmos », utilise des travaux de théoriciens des études noires, d'artistes et d'écrivains de fiction pour remettre en question la « sagesse conventionnelle » sur le rôle que joue la race dans l'astronomie.

"La sagesse conventionnelle voudrait que le "noir" dans les trous noirs n'ait rien à voir avec la race. Assurément, il ne peut y avoir aucun lien entre le cosmos et l'idée de noirceur raciale. Est-ce possible ? » lit la description du catalogue du collège.

Les élèves de l'école Ivy League apprennent que les lectures, la musique et l'art « posent implicitement et explicitement une telle connexion », selon la description.

Campus de l'Université Cornell Alamy Banque D'Images

"Les théoriciens utilisent des concepts d'astronomie comme" trou noir "et" horizons d'événements "pour interpréter l'histoire de la race de manière créative, tandis que les artistes et les musiciens évoquent la noirceur à travers des thèmes et des images cosmologiques", indique la description.

Enseigné par le professeur d'astronomie Nicholas Battaglia et la professeure de littérature comparée Parisa Vaziri, le cours fera référence aux travaux d'auteurs tels qu'Octavia Butler et Nalo Hopkinson ainsi qu'à la musique de Sun Ra, Outkast et Janelle Monáe.

Le cours s'appuiera également sur les enseignements de théoriciens tels que Michelle Wright et Denise Ferreira da Silva.

Le professeur d'astronomie Nicholas Battaglia enseignera "Black Holes: Race and the Cosmos". L'Université de Cornell

Le cours, cependant, a suscité les critiques de certains qui le considèrent comme le dernier exemple de «l'hystérie raciale» qui envahit les campus universitaires.

« Si vous voulez savoir quelle friche intellectuelle est devenue l’Ivy League, à Cornell, ils se demandent si les ‘trous noirs’ sont racistes », a écrit un utilisateur de Twitter.

Un autre a ajouté: «Le terme« Black Hole »ne concerne pas la race ou la couleur de la peau. En fait, ce parcours de Cornell cause probablement beaucoup plus de dégâts que de bien.

Parisa Vaziri donnera également le cours. L'Université de Cornell

« Même les sciences dures ne sont plus à l'abri de l'hystérie raciale en cours », a écrit un troisième utilisateur de Twitter.


Voir la vidéo: Irma Aarnio: Alakouluikäisten romaanit 2021 (Décembre 2022).