A fizikusok jelenleg a fekete lyukakkal kapcsolatos új ismeretek aranykorát élik. 2015 óta a kutatók képesek közvetlenül a fekete lyukakból származó jeleket fogadni gravitációs hullám obszervatórium lézeres interferométerrel (LINK), míg az obszervatóriumok, mint pl az Event Horizon teleszkóp (EHT), szerezze be az első képeket egy fekete lyuk árnyékai. Ez alól az idei év sem volt kivétel, izgalmas és egyedi eredményekkel bővült a fekete lyukakkal kapcsolatos ismereteink horizontja. Íme 2020 leglenyűgözőbb felfedezései közül néhányat.
Mintha megerősítené, hogy 2020 a fekete lyukak kutatásának éve volt, a tudomány fő vívmánya az Nóbel díj - ítélték oda októberben három fizikusnak, akiknek munkái megvilágítják e titokzatos űrobjektumok életét.
Roger Penrose, az Egyesült Királyság Oxfordi Egyetemének munkatársa a díj felét kapta "azért a felfedezésért, hogy a fekete lyukak kialakulása az általános relativitáselmélet robusztus előrejelzése", míg Andrea Guez, a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem és Reinhard Hansel, a Bonni Egyetem munkatársa. A Svéd Királyi Tudományos Akadémia közleménye szerint a másik felét a németországi Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet osztozta meg "egy szupermasszív, kompakt objektum felfedezéséért galaxisunk közepén". Andrea Guez csak a negyedik nő, aki elnyerte a fizikai Nobel-díjat, Marie Curie 1903-ban, Maria Heppert-Mayer 1963-ban és Donna Strickland 2018-ban.
LINK és európai megfelelője Szűz megfigyelni a fekete lyukakat a gravitációs hullámokon keresztül a téridő szövetében, amelyek tömeges objektumok oszcillációja során keletkeznek.
Számos lenyűgöző felfedezést tettek már a létesítményekben. Májusban azonban az együttműködés bejelentette, hogy felfedezte a történelem legnagyobb fekete lyukkal való ütközését. Az egyik 85-ször nagyobb, mint a Nap tömege, a másik 66-szor nagyobb, mint a Nap tömege.Együttütközésükkor fekete lyuk keletkezik, amelynek tömege 142-XNUMX-kal meghaladja a Nap tömegét. XNUMX alkalommal. A rekordok felállítása mellett a lelet az első volt a közepes tömegű fekete lyukak úgynevezett "tiltott" zónájában. Bár a csillagászok láttak a mi Napunk méretű kis fekete lyukakat, és tudják, hogy kolosszális, a Nap tömegének milliószorosát meghaladó lyukak találhatók a galaxisok középpontjában, korábban senki sem talált bizonyítékot fekete lyukak jelenlétére ebben a középtartományban. Hogy pontosan hogyan keletkeztek, az továbbra is rejtély, amelyet a tudósok jelenleg próbálnak megfejteni.
Nem sokkal azután Nagy durranás Az univerzumot forró és turbulens sugárzás járta át. Egyes régiókban az energia elég sűrű volt ahhoz, hogy elméletileg magába omoljon és fekete lyukat képezzen.
Bár a fizikusok még mindig nem tudják, hogy léteznek-e ilyenek ősfekete lyukak (PCD) az utóbbi időben azon gondolkodtak, mi történhetne, ha léteznének. Számos tanulmány, köztük egy novemberben megjelent, felvetette, hogy ezek a fekete lyukak, amelyek némelyike kisebb lesz, mint a haldokló csillagokból keletkező lyukak, sötét anyagot alkothatnak, egy ismeretlen anyagot, amely gravitációs hatást gyakorol az egész világegyetemre. Az elkövetkező években kísérleteket folytatnak a PCD felkutatására, amelyek vagy megerősítik vagy cáfolják a létezésüket.
Mi lenne, ha a galaxisok középpontjában lévő hihetetlenül nagy fekete lyukakat felnagyítanád 11-szeresére? Ez az, amit a kutatók javasoltak egy szeptemberi tanulmányban, amely a "hihetetlenül nagy fekete lyukak" lehetőségét tárgyalja.SLAB-ok).
Ezek az objektumok a Nap tömegének legalább 1 billiószorosát nyomják majd, 10-szer többet, mint a jelenleg ismert legnagyobb fekete lyuk, a 66 milliárd naptömegű szörny ún. 618 tonna. A SLAB-k egy része a korai univerzumban keletkezhetett, létrehozva az ősfekete lyukak egy másik osztályát, ami azt jelenti, hogy láthattuk lenyomatukat a kozmikus mikrohullámú háttérben, amikor univerzumunk még csak 380 000 éves volt. Másokat úgy lehet észlelni, ha megnézzük, hogyan hajlítják meg a távoli csillagok fényét, ha véletlenül egy SLAB van közöttünk. Ez a koncepció továbbra is hipotetikus, de egyre nagyobb figyelmet kelt.
A LIGO és Virgo műszerek által észlelt fekete lyukpárok többsége megközelítőleg azonos tömegű. Áprilisban azonban az együttműködés bejelentette, hogy figyeli a legaszimmetrikusabb katasztrófa.
A tőlünk mintegy 2,4 milliárd fényévnyi távolságra ütköző objektumok tömege körülbelül 8-szor, illetve 30-szorosa a Napunkénak. Egy ilyen váratlan esemény elég ritka volt ahhoz, hogy a gravitációs hullámrendszerek már néhány év elteltével észre ne vegyék. A felfedezés megkérdőjelezi ezeket a feltételezéseket, és arra készteti a kutatókat, hogy mérlegeljék a hierarchikus egyesülések lehetőségét, amelyek során az egyik fekete lyuk ütközik a másikkal, majd a keletkező maradvány összeolvad egy másik fekete lyukkal.
Amikor egy masszív tárgy egy bizonyos távolságban közelít egy fekete lyukhoz, az ott jelenlévő rendkívüli gravitációs erők hosszú anyagszálakra téphetik, amelyek mindenhol szétszóródnak.
Ezt a folyamatot köznyelvi nevén spagettizálás, ritkán figyelték meg, mert a legtöbb fekete lyukat egy homályos gáz- és porfelhő veszi körül. Ám októberben az Európai Déli Obszervatórium csillagászainak sikerült képet készíteniük A csillag spagettisítése példátlan részletességgel mind a Very Large Telescope, mind az New Technology Telescope segítségével. Ez az esemény, az úgynevezett AT 2019qiz, betekintést enged a kutatóknak az ilyen jelenségekbe, és segít nekik jobban megérteni a gravitációt extrém körülmények között.
Senki sem akar túl közel kerülni egy fekete lyukhoz. Szerencsére a kozmikus Pac-Man májusban egy csillagtárs pár körül kering. H.R. 6819, csillagászatilag biztonságos távolságra van partnereitől.
Az új fekete lyuk 1000 fényévnyire lapul a Földtől a déli Telescopium csillagképben, háromszor közelebb a korábbi rekorderhez. A csillagászok magát a fekete lyukat nem tudják közvetlenül megfigyelni, de következtetni tudtak a jelenlétére az alapján, hogy gravitációsan hogyan hat a rendszer két másik objektumára. A déli féltekén élő megfigyelők szabad szemmel láthatják a HR 6819 rendszerben lévő csillagokat, ha ránéznek a csillagtérképre, és belenéznek a Telescopium csillagképbe, a Pavo csillagkép határához közel.
Ahhoz, hogy fekete lyuk képződjön, az anyagnak és az energiának össze kell esnie egy végtelen sűrűségű pontra. Mivel az ilyen végtelennek fizikailag lehetetlennek kell lennie, a teoretikusok régóta keresik az utat egy ilyen furcsa eredmény megkerülésére.
A húrelmélet szerint, amely minden részecskét és erőt szubatomi, vibráló húrokra cserél, a fekete lyukak még furcsábbakká válhatnak – alapvető húrok kuszasága, mint egy elmosódott fonal. Októberben egy tanulmány kimutatta, hogy ha a neutroncsillagokban lévő atomok – egyfajta csillagmaradvány, amely nem elég sűrű ahhoz, hogy fekete lyukat képezzen – valójában egy köteg szálat alkotna, akkor ezeknek a húroknak az összenyomása valójában nem hozna létre fekete lyukat, hanem egy bolyhos golyó – ez hasonló lenne a fent említett fonalgolyóhoz. A furcsa ötlet még nem valósult meg teljesen, de a végtelennel való munka egyik lehetséges alternatívája.
A fizikusok szerint minden fekete lyukat körül kell venni ún eseményhorizont - egy határ, amelyen átesve soha nem fogsz kijutni. Amióta azonban a fekete lyukakat először feltételezték, a kutatók megkérdőjelezik, hogy feltétlenül szükséges-e egy eseményhorizont.
Lehet-e fekete lyuk nélküle, ún "meztelen" fekete lyuk? Ez veszélyes lehet, mert a fekete lyuk eseményhorizontján belül megsértik a fizika ismert törvényeit, és a csupasz fekete lyuk nem tudja ezt a gátat megvédeni. Míg a legtöbb teoretikus úgy véli, hogy a fekete lyukak számára a meztelenség tilos, egy novemberi lap szerint van mód a biztos tesztelésre. A trükk az, hogy különbségeket kell keresni a fekete lyuk betáplálása során keletkező gáz- és por akkréciós korongokban vagy gyűrűkben, amelyek látható különbséget jelezhetnek a csupasz és a normál fekete lyukak között.
Idén korán eljött a karácsony a fekete lyukak tudósai számára. Októberben a LIGO megfigyelő közösség és európai megfelelője a Virgo kiadott egy nagy új katalógust több tucat gravitációs hullámjel2019 áprilisa és szeptembere közötti időszakban fedezték fel.
A 39 esemény számos érdekes felfedezést tartalmazott, például egy hatalmas fekete lyuk egyesülést, amelynek eredményeként 142 Nap tömege maradt meg, egy rendkívül egyoldalú esemény a Napnál nagyobb objektumok tömegével, és egy titokzatos objektum, amely megjelent. hogy vagy egy kis fekete lyuk vagy egy nagy neutroncsillag. A kutatókat izgalomba hozták az adatok, amelyek azt mutatták, hogy az objektumok átlagosan ötnaponta kapnak egy új jelet, és azt tervezik, hogy ennek felhasználásával jobban megértik a fekete lyukak egyesülésének viselkedését és gyakoriságát.
Olvassa el még:
Hagy egy Válaszol