επιστήμη

Μαύρες τρύπες που περιστρέφονται αρκετά μπορεί να αποκτήσουν νέες δυνάμεις, βρίσκουν οι φυσικοί

Γενική σχετικότητα είναι μια πολύ περίπλοκη μαθηματική θεωρία, αλλά η περιγραφή της μαύρες τρύπες είναι απίστευτα απλό. Μια σταθερή μαύρη τρύπα μπορεί να περιγραφεί με τρεις μόνο ιδιότητες: τη μάζα, το ηλεκτρικό φορτίο και την περιστροφή ή περιστροφή της.

Δεδομένου ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι πιθανό να έχουν πολύ φόρτιση, χρειάζονται μόνο δύο ιδιότητες. Αν γνωρίζετε τη μάζα και την περιστροφή μιας μαύρης τρύπας, ξέρετε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τη μαύρη τρύπα.

Αυτή η ιδιότητα συνοψίζεται συχνά από το θεώρημα χωρίς μαλλιά. Συγκεκριμένα, το θεώρημα ισχυρίζεται ότι μόλις η ύλη πέσει σε μια μαύρη τρύπα, το μόνο χαρακτηριστικό που παραμένει είναι η μάζα.

Θα μπορούσατε να κάνετε μια μαύρη τρύπα από υδρογόνο, καρέκλες ή από αυτά τα παλιά αντίγραφα του National Geographic από τη σοφίτα της γιαγιάς, και δεν θα υπήρχε καμία διαφορά. Η μάζα είναι μάζα όσον αφορά τη γενική σχετικότητα. Σε κάθε περίπτωση ο ορίζοντας γεγονότος μιας μαύρης τρύπας είναι απόλυτα ομαλός, χωρίς επιπλέον χαρακτηριστικά.

Όπως είπε ο Jacob Bekenstein, οι μαύρες τρύπες δεν έχουν μαλλιά.

Αλλά με όλη την προγνωστική του ισχύ, η γενική σχετικότητα έχει πρόβλημα με την κβαντική θεωρία. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις μαύρες τρύπες. Εάν το θεώρημα χωρίς μαλλιά είναι σωστό, οι πληροφορίες που κρατούνται μέσα σε ένα αντικείμενο καταστρέφονται όταν διασχίζουν τον ορίζοντα του συμβάντος.

Η κβαντική θεωρία λέει ότι οι πληροφορίες δεν μπορούν ποτέ να καταστραφούν. Έτσι, η έγκυρη θεωρία της βαρύτητας έρχεται σε αντίθεση με την έγκυρη θεωρία του κβάντα. Αυτό οδηγεί σε προβλήματα όπως το παράδοξο τείχους προστασίας, που δεν μπορεί να αποφασίσει εάν ο ορίζοντας γεγονότος θα πρέπει να είναι ζεστός ή κρύος.

READ  Ο πύραυλος SpaceX Falcon 9 προετοιμάστηκε για τρίτη απόπειρα εκτόξευσης Starlink [webcast]

Έχουν προταθεί αρκετές θεωρίες για την επίλυση αυτής της αντίφασης, που συχνά περιλαμβάνει επεκτάσεις στη σχετικότητα. Αλλά η διαφορά μεταξύ της τυπικής σχετικότητας και αυτών των τροποποιημένων θεωριών μπορεί να φανεί μόνο σε ακραίες καταστάσεις, καθιστώντας τις δύσκολες να μελετήσουν παρατηρητικά. Αλλά ένα νέο χαρτί μέσα Επιστολές φυσικής αναθεώρησης δείχνει πώς μπορούν να μελετηθούν μέσω της περιστροφής μιας μαύρης τρύπας.

Πολλές τροποποιημένες θεωρίες σχετικότητας έχουν μια επιπλέον παράμετρο που δεν φαίνεται στην τυπική θεωρία. Γνωστό ως ένα μαζικό κλίμακα, επιτρέπει στο μοντέλο του Αϊνστάιν να συνδεθεί με την κβαντική θεωρία με τρόπο που δεν είναι αντιφατικός.

Σε αυτή τη νέα δουλειά, η ομάδα εξέτασε πώς ένα τέτοιο σκοτεινό πεδίο συνδέεται με την περιστροφή μιας μαύρης τρύπας. Διαπίστωσαν ότι σε χαμηλές περιστροφές, μια τροποποιημένη μαύρη τρύπα δεν διακρίνεται από το πρότυπο μοντέλο, αλλά σε υψηλές περιστροφές, το κλιματικό πεδίο επιτρέπει σε μια μαύρη τρύπα να έχει επιπλέον χαρακτηριστικά.

Με άλλα λόγια, σε αυτά τα εναλλακτικά μοντέλα, οι γρήγορα περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες μπορούν να έχουν μαλλιά.

Οι τριχωτές πλευρές των περιστρεφόμενων μαύρων οπών θα φαίνονται μόνο κοντά στον ίδιο τον ορίζοντα του γεγονότος, αλλά θα επηρεάσουν επίσης τη συγχώνευση των μαύρων οπών. Όπως επισημαίνουν οι συγγραφείς, το μέλλον βαρυτικό κύμα Τα παρατηρητήρια πρέπει να μπορούν να χρησιμοποιούν ταχέως περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες για να προσδιορίσουν εάν ισχύει εναλλακτική λύση στη γενική σχετικότητα.

Η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν έχει περάσει μέχρι στιγμής κάθε πρόκληση παρατήρησης, αλλά πιθανότατα θα καταρρεύσει στα πιο ακραία περιβάλλοντα του σύμπαντος.

Μελέτες όπως αυτή δείχνουν πώς θα μπορούσαμε να ανακαλύψουμε τη θεωρία που ακολουθεί.

READ  Coronavirus των ΗΠΑ: Η διάθεση εμβολίων Covid-19 ήταν μια στιγμή ελπίδας στις «σκοτεινότερες μέρες» της πανδημίας. Αλλά οι σκοτεινές μέρες δεν έχουν τελειώσει

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από Σύμπαν σήμερα. Διαβάστε το πρωτότυπο άρθρο.

Related Articles

Αφήστε μια απάντηση

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

Back to top button
Close
Close