Для обнаружения черной дыры (ч.д.)

необходимо измерить массу объекта М,

его радиус r и показать, что g 2

2GMr r

c.

Кроме того, необходимо показать, что

объект не имеет наблюдаемой поверхно-

сти, а имеет лишь горизонт событий, ра-

диус которого rh=rg для невращающейся

ч.д. и rhrg для вращающейся ч.д.

Для обнаружения кротовой норы (к.н.)

необходимо найти массу объекта М, из-

мерить его радиус r и показать, что

g 2

2GMr r

c. Кроме того, необходимо по-

казать, что объект не обладает наблю-

даемой поверхностью, а также что у него

нет горизонта событий.

С точки зрения наблюдателя свойства

ч.д. и к.н. очень близки, поэтому разли-

чить их очень трудно.

К счастью, в силу различия метрики

пространства – времени ч.д. и к.н. лучи

света далеких звезд фона отклоняются в

гравитационных полях ч.д. и к.н. по-

разному. Поэтому ч.д. и к.н. звездных

масс можно различить по эффектам гра-

витационного микролинзирования.

Кроме того, к.н. может обладать моно-

польным магнитным полем и наблюдае-

мой структурой на масштабах rrg.

К настоящему времени открыто 20 ч.д.

звездных масс (Мx3M) в двойных сис-

темах, более 300 сверхмассивных ч.д. в

ядрах галактик (Mx=106109М) и 3 оди-

ночные ч.д. звездных масс (Мx=68М)

по эффектом гравитационного микролин-

зирования.

Ч.д. звездных масс открываются по их

движению в двойных системах (измеря-

ются их массы) и по быстрой (t103 сек)

переменности рентгеновского излучения,

формирующегося при аккреции вещества

на них (r10100 rg).

До сих пор не доказано наличие гори-

зонтов событий у известных кандидатов

в ч.д. Нужны специальные космические и

наземные эксперименты (космические

интерферометры, гравитационноволно-

вые телескопы и т.п.).

Сверхмассивные ч.д. отрываются в ядрах

галактик по движению газа и звезд вбли-

зи них.

Ч.д. в ядре нашей галактики

(Мх=3.7106 М).

NGC 6946 galaxy

Радиусы сверхмассивных ч.д. оценива-

ются путем прямых наблюдений с высо-

ким угловым разрешением (r13rg для

нашей Галактики на =3.5 мм).

Корреляции:

x балджM 0.001M

4x балджm

1.27x галоm M

BH Mass ~ M0.95bulge

BH Mass ~ σ4

open circles – high-mass bulge galaxies filled circles – low-mass bulge galaxies

10 характерных отличий наблюдатель-

ных проявлений к.н. (Кардашёв):

Отличия КН от ЧД

1. Нет горизонта событий (всё видно насквозь). 2. Излучение и частицы проходят в обе стороны. 3. Красное и синее смещение. 4. Сквозное и внешнее гравитационное линзирование. 5. Периодические радиальные орбиты. 6. Радиальное магнитное поле, может доминировать и на

больших расстояниях. 7. Дипольное электрическое поле при вращении

(односторонние выбросы, структура выбросов). 8. Нет эффекта Хокинга (минимальная масса КН,

магнитные ЧД и монополи, эволюция КН). 9. Двойные системы (магнито-дипольное излучение,

гравитационное излучение, слияние, γ -всплески). 10. Космологическая эволюция с ПКН и ПЧД.

Масса объекта – гравитационной линзы

пропорциональна квадрату длительности

явления микролинзирования. Таким об-

разом открыты 3 одиночные ч.д. звезд-

ных масс:

Мх=68М.

Fig. 16. MACHO-98-BLG-06 microlensing light curve (D.P.Bennett et al., 2002)

Кривые гравитационного микролинзи-

рования, а также изменения цвета и по-

ляризации излучения звезды фона (не-

нулевых угловых размеров) при микро-

линзировании для ч.д. и к.н. различают-

ся (Богданов и Черепащук, 2003). Это

дает возможность идентифицировать к.н.

Fig. 19. Light curves due to microlensing of a star by a wormhole for different impact

parameters: p=2.1 E, 1.9 E, 1.0 E, and 0

Fig.20. Changes of polarization degreeduring microlensing of a star by a

wormhole

По эффектам гравитационного микро-

линзирования можно также идентифици-

ровать другие компактные объекты, со-

стоящие из экзотической материи (на-

пример, NUT – объекты, обладающие

шварцшильдовской метрикой с включе-

нием метрики магнитного монополя). См.

недавнюю работу Богданова и Черепа-

щука (АЖ, 2007, №6).

Поскольку к.н. не имеет горизонта собы-

тий, она может обладать наблюдаемой

структурой на масштабах, меньших rg.

Это дает возможность идентифицировать

сверхмассивные к.н. с использованием

космических интерферометров сверхвы-

сокого углового разрешения (~10-710-9

секунды дуги).

Космические проекты MAXIM, Радиоас-

трон, Миллиметрон. Угловой размер гра-

витационного радиуса ядра нашей галак-

тики (Мх=3.710-6 М) равен ~10-5 сек.

дуги, для галактики Андрамеда ~10-6

сек. дуги и т.п. К.н. может обладать мо-

нопольным магнитным полем.

A.Fletcher et al., A&A, 414, 53-67 (2004)

astro-ph/0601357, Pulsar rotation measures and the large-scale structure of Galactic magnetic fieldJ.L.Han, R.N.Manchester, A.G.Lyne, G.J.Qiao, W.van Straten, Astrophys.J. 642, 868-881, 2006.

Для R>>R0 H=G0.5 M/R2.

Если M=3109 M и R=1 кпс,

то H=1,510-4 Гс (квазар).

Если M=3106 M и R=300 пс,

то H=1,510-4 Гс (Sgr A*).

Обе оценки близки к наблюдениям.

Двойная система – два входав магнитный тоннель

N

S

E=GM2/ (2d) T=d3/2/ (GM)1/2 V=[GM/(2d)]1/2 -dE/dt=25G3M4/ (3c3d5)+ +29G4M5/ (5c5d5) tem=E/(-dE/dt) d=[26G2M2tem/ (3c3)]1/3 T=[262GMtem/ (3c3)]1/2 Ecr=(v/c)H0=4.41013 Mcr=[3c21/ (23G8temEcr

6)1/5 Tem=13109 лет, Mcr=160M

A View through Faraday's Fog: Parsec-Scale Rotation Measures in Active Galactic Nuclei, Zavala, R. T.;

Taylor, G. B.,The Astrophysical Journal, V. 589, pp. 126-146, 2003.

Q B2005+403, z=1.74, F15=2.51 Jy.

Первичные магнитные кротовые норы в «Многомире» («Multiverse»)

2M0 (г) r0 (см) H0 (Гс) ρ0 (г/см3) νG (Гц) νc (Гц) νH (Гц)

1 2 3 4 5 6 7

6*1042(=3*109М )

квазар

4.5*1014 7.8*109 2.7*10-3 7.6*10-6 (1.5 дня)

1.2*10-6 (10 дней)

2.2*1016

1039(=5*105М )

рождение пар e

7.4*1010 4.4*1013 9.7*104 0.045 (22 сек)

6.9*10-3 (2.4 мин)

1.3*1020

2*1033(=1М )

Солнце

1.5*105 2.3*1019 2.4*1016 2.3*104 3.5*103 6.6*1025

6*1027 (=1М )

Земля

0.45 7.8*1024 2.7*1027 7.6*109 1.2*109 2.2*1031

5*1010 позитроний

3.5*10-18 1042 4.4*1061 9.7*1026 1.5*1026 2.7*1048

1.8*103 рождение пар

1.3*10-25 2.6*1049 3.0*1076 2.6*1034 4.0*1033 7.3*1055

2*10-5 Планковская масса

1.5*10-33 2.3*1057 2.4*1092

2.3*1042 3.5*1041 6.6*1063

Параметры кротовых нор

Двойные системы входов в магнитный тоннель

M=2M0 (г)

Мс2 (эрг) Е (эрг) -(dE/dt)em

(эрг/сек) d (см) T (сек)

6*1042 (3*109М☼)

5.4*1061 3.2*1058 8.0*1040 3.7*1019 1.1*1012

3.2*1035 (160М☼)

2.9*1056 6.6*1048 1.7*1031 5.2*1014 2.6*108

2*1033 (1М☼)

1.8*1054 7.4*1045 1.8*1028 1.8*1013 2.0*107

4.8*1018

4.3*1039 2.4*1026 5.9*108 3.2*103 1

1.8*103 1.6*1024 6.4*105 1.6*10-12 1.7*10-7 1.9*10-8

The interstellar medium in M31 and M33. Proceedings 232. WE-Heraeus Seminar, 22-25 May 2000, Bad Honnef, Germany. Edited by Elly M. Berkhuijsen, Rainer Beck, and Rene A. M. Walterbos. Shaker, Aachen, 2000, p. 201-204

Patrick Dineen, Peter Coles,

A Faraday Rotation Template for the Galactic Sky, MNRAS, 362 (2005) 403-410;

astro-ph/0410636 v2

Учёные из Италии предположили, что Вселенная может иметь вытянутую, а не правильную сферическую, форму. Вселенная могла растянуться в элипсоид под действием магнитного поля, распределенного по ней, или из-за дефектов в структуре пространства-времени. Предположение было сделано на основе данных, собранных космическим аппаратом NASA WMAP.

astro-ph/0411687 , The Galactic Centre region, Subhashis Roy, Bull.Astron.Soc.India, 32, 205-213, 2004.

M87

Faraday Rotation Measures in the Parsec-Scale Jets of the Radio Galaxies M87, 3C 111, and 3C 120, Zavala, R. T., Taylor, G. B., The Astrophysical Journal, Volume 566, Issue 1, pp. L9-L12, 2002.

Cluster Magnetic Fields, Carilli, C. L.; Taylor, G. B. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Vol. 40, p. 319-348, 2002.

3C273

A View through Faraday's Fog. II. Parsec-Scale Rotation Measures in 40 Active Galactic Nuclei,Zavala, R. T.; Taylor, G. B.,

The Astrophysical Journal, V. 612, pp. 749-779, 2004.BL/Q 3C446, z=1.40, F15=3.92 Jy.

A View through Faraday's Fog: Parsec-Scale Rotation Measures in Active Galactic Nuclei, Zavala, R. T.; Taylor, G. B.,

The Astrophysical Journal, V. 589, pp. 126-146, 2003.BL Lac, z=0.07, F15=3.23 Jy.