постоянная диска Эйри

Галактика напоминает город: в центре — яркие огни и плотная застройка, а к окраинам — редкие огни и пустота. Однако если проследить за вращением газа в галактическом диске, обнаружится, что на окраинах скорость почти не падает. Будто невидимые кварталы продолжают поддерживать движение. Астрономы нашли способ нанести этот невидимый город на карту.

Идея была красивой: взять чёрную дыру BTZ (трёхмерный аналог обычной чёрной дыры, решение уравнений Эйнштейна в пространстве с отрицательной космологической постоянной) и сгладить её горизонт специальной функцией. Тогда, по замыслу, внутри могла бы смениться сигнатура пространства-времени — время стало бы пространством, а пространство временем. Но расчёты показали другое.

Нейросеть предсказывает будущее динамической системы — например, эволюцию плазмы в магнитном поле или изменение лица на видео. Ошибки неизбежны, и чем дальше модель заглядывает вперёд, тем больше их накапливается. Свериться с правильным ответом в момент работы невозможно: его просто не существует. Авторы новой работы нашли простой, как всё гениальное, трюк: обучить одну модель двигаться и вперёд, и назад по времени.

В 2008 году телескоп Spitzer направил взгляд на звезду HD 15407A и зафиксировал мощный инфракрасный избыток. Через 15 лет, в 2023-м, JWST повторил измерения. Свет пыли померк на 14%. Но сам минеральный состав пыли остался прежним — как отпечаток пальца, снятый в разные годы. Этот отпечаток не стирается, даже когда диск медленно гаснет.

Вращающаяся чёрная дыра похожа на водоворот в реке — пространство-время закручивается вокруг неё, увлекая за собой всё, что окажется рядом. В некоторых теориях гравитации к этому водовороту добавляется ещё одно поле — векторное. Оно в каждой точке имеет направление и длину, как стрелка компаса.

Космический спектакль разворачивается на сцене галактики Центавр A. В главной роли — сверхмассивная чёрная дыра с мощным джетом, который пронзает пространство на сотни тысяч световых лет.

Посмотрите на равносторонний треугольник — вероятностный симплекс для трёх активов. Каждая точка внутри — это портфель: неотрицательные доли, в сумме единица. Центр треугольника, барицентр, соответствует равномерному распределению капитала (1/3, 1/3, 1/3). Кажется, что, приближаясь к этой точке, вы снижаете риск и избегаете опасных границ.

Капля мёда растекается по столу медленно, вода — быстро. Сопротивление течению — вязкость — у разных жидкостей своя. Но что, если вязкость меняется прямо на лету, по мере того как вещество сжимается или расширяется?

На резиновый бублик натянута невидимая плёнка — квантовое поле. Пока бублик маленький, плёнка натянута ровно и нигде не провисает: вакуум остаётся пустым. Но стоит растянуть бублик до определённого размера, как в плёнке сама собой возникает вмятина — поле начинает ощущаться в каждой точке. Эта вмятина не случайна.

Струя плазмы из центра далёкой галактики похожа на реку, которая течёт от истока и постепенно становится прозрачной. Вблизи чёрной дыры поток плотный и непрозрачный для радиоволн — как мутная вода. Лишь на некотором расстоянии струя «просветляется», и именно там радиотелескопы видят яркое ядро.

Крутящаяся на столе монетка — знакомое всем зрелище. Сначала она быстро вращается, потом кренится, и её стук становится всё чаще. В последние секунды она будто зависает: вращение замедляется, но монетка никак не хочет окончательно лечь. Этот финальный момент — настоящая загадка для физиков.

Вокруг молодой звезды MWC 480 кружит плоский диск из газа и пыли — как гигантская карусель, на которой вместо лошадок строительные блоки для планет. Радиотелескопы заглянули в этот диск на разных длинах волн, от миллиметровых до сантиметровых, и увидели, где именно скапливается пыль и насколько она крупная.

Свет от звезды HD 163296 проходит сквозь окружающий её газопылевой диск, как луч фонарика сквозь мутную воду. Частицы диска рассеивают свет, и он приобретает особое свойство — поляризацию: волны начинают колебаться в одной плоскости, словно верёвка, которую встряхивают строго вверх-вниз.

Обычная чёрная дыра — область пространства-времени, где гравитация столь сильна, что даже свет не может её покинуть. Однако физики обнаружили механизм, способный превратить эту бездонную яму в сквозной туннель — кротовую нору.

Вокруг молодых звёзд кружат диски из газа и пыли — это строительные площадки для будущих планет. У двойной системы HD 142527 такой диск особенно интересен. Астрономы навели на него сразу три инструмента, работающих в инфракрасном диапазоне (тепловое излучение пыли), и увидели удивительную картину.

Обычная чёрная дыра — гравитационная ловушка, из которой ничто не может вырваться. Однако вращающаяся чёрная дыра, описываемая решением Керра, устроена принципиально иначе: в её центре находится не точечная сингулярность, а кольцо бесконечно сжатой материи — кольцевая сингулярность.