επιστήμη

Δεν μπορούν όλες οι θεωρίες να εξηγήσουν το Gargantuan black hole M87 *

Η εντύπωση του καλλιτέχνη αντιπροσωπεύει μια ταχέως περιστρεφόμενη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που περιβάλλεται από έναν δίσκο προσαύξησης. Αυτός ο λεπτός δίσκος περιστρεφόμενου υλικού αποτελείται από απομεινάρια του αστεριού που μοιάζουν με τον Ήλιο που χωρίστηκαν από τις παλιρροιακές δυνάμεις της μαύρης τρύπας. Οι μαύρες τρύπες επισημαίνονται με την ανατομία αυτού του συναρπαστικού αντικειμένου. Πίστωση: ESO

Το Πανεπιστήμιο Goethe της Φρανκφούρτης και το Τηλεσκόπιο Event Horizon χρησιμοποιούν επιστημονικά δεδομένα από τη συνεργασία που παράγει την πρώτη εικόνα μιας Μαύρη τρύπα Να περιορίσει τις θεμελιώδεις ιδιότητές του.

Οι θεωρητικοί φυσικοί στο Πανεπιστήμιο Goethe της Φρανκφούρτης έχουν αναλύσει δεδομένα από τη μαύρη τρύπα M87 * ως μέρος της συνεργασίας Event Horizon Telescope (EHT) για να δοκιμάσουν τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Albert Einstein. Σύμφωνα με τις δοκιμές, το μέγεθος της σκιάς από το M87 * είναι σε εξαιρετική συμφωνία με τη μαύρη τρύπα στη γενική σχετικότητα, αλλά άλλες θεωρίες θέτουν περιορισμούς στις ιδιότητες της μαύρης τρύπας. Το 2019, η EHT Collaboration δημοσίευσε την πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία M87.

Όπως επεσήμανε ο πρώτος Γερμανός αστρονόμος Karl Schwarzschild, οι μαύρες τρύπες προκαλούν κάμψη του χωροχρόνου σε μεγάλο βαθμό λόγω της εξαιρετικής συγκέντρωσης μάζας τους και θερμαίνουν το θέμα στην περιοχή του έτσι ώστε να αρχίζει να λάμπει. Ο φυσικός της Νέας Ζηλανδίας Roy Kerr έδειξε ότι η περιστροφή μπορεί να αλλάξει το σχήμα μιας μαύρης τρύπας και τη γεωμετρία γύρω από αυτήν. Το “άκρο” μιας μαύρης τρύπας είναι γνωστό ως ορίζοντας γεγονότος, το όριο γύρω από τη συγκέντρωση μάζας πέρα ​​από το οποίο το φως και η ύλη δεν μπορούν να διαφύγουν και το οποίο κάνει μια μαύρη τρύπα “μαύρη”. Οι μαύρες τρύπες, σύμφωνα με τη θεωρία, μπορούν να περιγραφούν από ορισμένες ιδιότητες: μάζα, περιστροφή και διάφορα πιθανά φορτία.

Μέγεθος ορίζοντα συμβάντος για διάφορες θεωρίες βαρύτητας

Όλες αυτές οι μαύρες τρύπες ρίχνουν σκούρες σκιές που διαφέρουν μεταξύ τους σε μέγεθος, αλλά μόνο εκείνες που εμπίπτουν στην γκρίζα ζώνη είναι συμβατές με τη μέτρηση M87 * E87 2017 και σε αυτήν την εικόνα, κάτω από την εμφάνιση με κόκκινο χρώμα είναι πολύ μικρή για να είναι ένα βιώσιμο μοντέλο για το M87 *. Πίστωση: Prashant Kocharlakota, Luciano Rezola (Goethe University Frankfurt and EHT Collaboration / Fix Film 2021)

Εκτός από τις μαύρες τρύπες που προβλέπονται από τη θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, μπορεί κανείς να τις θεωρήσει από μοντέλα εμπνευσμένα από θεωρίες χορδών, τα οποία περιγράφουν την ύλη και όλα τα σωματίδια ως τρόπους μικρών δονητικών χορδών. Οι θεωρίες για τις μαύρες τρύπες που εμπνέονται από χορδές προβλέπουν την ύπαρξη ενός επιπλέον πεδίου στην περιγραφή της θεμελιώδους φυσικής, κάνοντας παρατηρήσιμες τροποποιήσεις στο σχήμα της μαύρης τρύπας καθώς και την καμπυλότητα γύρω τους.

Ο φυσικός Dr. Prashant Kocharlakota και ο καθηγητής Luciano Rezola του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Goethe της Φρανκφούρτης έχουν τώρα διερευνήσει για πρώτη φορά πώς οι διαφορετικές θεωρίες ταιριάζουν με τα δεδομένα παρατήρησης της μαύρης τρύπας M87 * στο κέντρο του γαλαξία Messier 87. Η εικόνα του M87 *, που τραβήχτηκε το 2019 από τη συνεργασία του International Event Horizon Telescope (EHT), ήταν η πρώτη πειραματική απόδειξη της πραγματικής ύπαρξης μιας μαύρης τρύπας μετά τη μέτρηση. Βαρυτικά κύματα Το 2015.

Αποτελέσματα αυτών των ερευνών: Τα δεδομένα από το M87 * συμφωνούν άριστα με τις θεωρίες που βασίζονται στον Αϊνστάιν και σε κάποιο βαθμό με τις θεωρίες που βασίζονται σε χορδές. Ο Δρ. Prashant Kocharlakota εξηγεί: “Με τα δεδομένα που έχουν καταγραφεί από τη συνεργασία EHT, μπορούμε τώρα να δοκιμάσουμε διάφορες θεωρίες της φυσικής με εικόνες μαύρων οπών. Επί του παρόντος, αυτές οι αρχές όταν περιγράφουμε το σχήμα σκιάς του M87 * Δεν μπορούν να αποκλειστούν, αλλά οι υπολογισμοί μας περιορίστε τα όρια ισχύος αυτών των μοντέλων μαύρων οπών. “

Ο καθηγητής Luciano Rezola λέει: “Για τους θεωρητικούς φυσικούς μας η ιδέα μιας μαύρης τρύπας είναι ταυτόχρονα πηγή ανησυχίας και έμπνευσης. Ενώ εξακολουθούμε να αγωνιζόμαστε με μερικές από τις συνέπειες μιας μαύρης τρύπας – όπως ο ορίζοντας του γεγονότος ή εκκεντρικότητα – εμείς Άλλες θεωρίες φαίνονται πάντα πρόθυμοι να βρουν νέες λύσεις μαύρης τρύπας. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να έχουμε αποτελέσματα όπως τα δικά μας που καθορίζουν τι είναι αξιοθαύμαστο και τι όχι. Ήταν ένα σημαντικό πρώτο βήμα και καθώς θα γίνουν νέες Παρατηρήσεις, το δικό μας οι πιθανότητες θα βελτιωθούν. “

Στη συνεργασία Event Horizon Telescope, τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα εικονικό γιγαντιαίο τηλεσκόπιο, στο οποίο ένα πιάτο είναι τόσο μεγάλο όσο η Γη. Με την ακρίβεια αυτού του τηλεσκοπίου, μια εφημερίδα στη Νέα Υόρκη θα μπορούσε να διαβαστεί από μια καφετέρια του δρόμου στο Βερολίνο.

Αναφορά: “Περιορισμοί στις χρεώσεις μαύρης τρύπας με παρατηρήσεις EHT του M87 * του 2017” από τους Prashant Kocharlakota et al. (Συνεργασία EHT), 20 Μαΐου 2021, Φυσική αναθεώρηση Δ.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047

READ  Οι επιστήμονες προτείνουν νέο τρόπο παραγγελίας των στοιχείων

Related Articles

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Back to top button
Close
Close