Na przekór grawitacji

B. Czerny

Przyciąganie

grawitacyjne

Prawo powszechnego

ciążenia

Isaak Newton

Albert Einstein

Grawitacja =
geometria
czasoprzestrze
ni

Ale zwykła materia
zawsze powoduje
przyciąganie – nie
ma ujemnej masy

F =
GM

1

M

2

/r

2

Masa jest zawsze
dodatnia, grawitacja to
siła przyciagania, nie
tak jak
elektromagnetyzma
(prawo Coulomba)

Ludzie potrafią pokonać

siłę grawitacji

A czy potrafi to sama
natura ?

Słońce – korona i wiatr

Słońce – korona i wiatr

Słońce w promieniach X – satelita
SOHO

Słońce – korona i wiatr

Prędkość wiatru słonecznego – ok. 500
km/s

Korona słoneczna ma
temperaturę ok.
miliona stopni i jest
praktycznie
przezroczysta. Z
korony wypływa wiatr
słoneczny, w sposób
dość niejednorodny.

Słońce – korona i wiatr

Pogoda kosmiczna jest na

http://www.spaceweather.com/

Wiatr ten jest ciągle
monitorowany w
ramach badań pogody
kosmicznej.

Wiatr słoneczny i zorza

polarna

Wiatr słoneczny – dokąd

sięga ?

Daleko poza ostatnią planetę Układu
Słonecznego

A co z grawitacją?

Wystarczy podgrzać, czyli dodać energii …

Wiatry z innych gwiazd

Zderzenie dwóch wiatrów gwiazdowych (obraz z
HST)

Już nie wiatr, a niszcząca

siła wybuchu …

Obrazy z HST

Prędkość otoczki –
kilka tys. km/s

Już nie wiatr, a niszcząca

siła wybuchu …

400 lat po
wybuchu –
supernowa
obserwowana
przez Keplera -
obraz w
promieniach
rentgena z satelity
Chandra

Co powoduje rozerwanie

gwiazdy w zjawisku

supernowej ?

Gwiazda świeci na koszt paliwa termojądrowego
w swoim wnętrzu. Gdy paliwo wyczerpie się,
gwiazda się kurczy. Słońce skurczy się w sposób
łagodny do postaci białego karła, ale gwiazdy
masywniejsze kurczą się gwałtownie tworząc
gwiazdę neutronową lub czarną dziurę, przy
okazji rozbryzgując część otoczki. Zatem
paradoksalnie efekt wybuchu jest wywołany

przyciąganiem grawitacyjnym

.

Okrągła gwiazda i wąsaty

wiatr - dżety

Młoda
gwiazda
HH-47 –
obraz z
HST

Mikrokwazary

Prędkość
wyrzutu bardzo
bliska
prędkości
światła – 300
000 km/s

Dżet
relatywistyczny
– ważne są
efekty
szczególnej
teorii
względności

Wiatry w galaktykach

Prędkość
wyrzutu kilka
tysięcy km/s

Efekt widzimy
tylko badając
widma
najbardziej
centralnej części
tak zwanych
galaktyk
aktywnych
(Różańska i in.
2004)

Galaktyk
a TON S
180

Kwazary – odległe

galaktyki

Dżet relatywistyczny

Kwazary – odległe

galaktyki

Zmiany obrazu
następują w
skali kilku lat !

Najbliższa

radiogalaktyka

Inny przykład –
galaktyka M87

Stare radiogalaktyki

Mapa VLA obiektu Cyg A, najbliższej bardzo silnej
radiogalaktyki. Rozmiar źródła to 500 000 lat
świetlnych. Obszar centralny prawdopodobnie
nadal aktywny.

Skąd biorą się dżety?

Kluczem jest
zarówno
dostarczenie
energii, jak i
istnienie pola
magnetycznego,
kierującego ruchem
plazmy.

Symulacja
Matsumoto i in.

Asymetryczne dramatyczne

wybuchy – błyski gamma

Niektóre wybuchy supernowych zachodzą tak,
że powodują rozbłyski gamma, trwające kilka –
kilkadziesiąt sekund. Świecenie gamma
pochodzi od niezwykle szybkich
(ultrarelatywistycznych) dżetów. Te wybuchy,
nazywane są zjawiskiem hipernowej. Tam też
musi odgrywać rolę pole magnetyczne, kierując
ruchem plazmy. Błyski gamma to najbardziej
energetyczne zjawiska we Wszechświecie,
obserwowane z kosmologicznych odległości.

Najdalszy błysk gamma ma z= 6.29

Tajemnicza siła

odpychająca

w kosmologii

Dziwna odpychająca siła działa jednak na
wszystko, gdy badamy zachowanie materii w
odległościach kosmologicznych. Mówią nam o
tym badania odległych supernowych typu Ia.

Tajemnicza siła

odpychająca

w kosmologii

Dziwna odpychająca siła działa jednak na
wszystko, gdy badamy zachowanie materii w
odległościach kosmologicznych. Mówią nam o
tym badania odległych suprenowych typu Ia.

Ciemna energia –

kwintesencja

Astronomowie badają przejawy działania tej
siły, a fizycy próbują dostarczyć wyjaśnienia jej
pochodzenia (na razie bez rezultatu). Zjawisko
nie jest sprzeczne z ogólną teoria względności,
ale wymaga istnienia materii o dodatniej masie
ale

ujemnym ciśnieniu

.

To zjawisko jest teraz największa zagadka
astronomii i fizyki.