Selvom det mystiske objekt for en ny type indtil videre er en hypotetisk matematisk konstruktion, nye simuleringer,
Hvordan startede det hele?
Der ville ikke være nogen ny forskning uden gravitationbølger Disse er ændringer i gravitationsfeltet, der bevæger sig som bølger. De udsendes af bevægelige masser, men efter stråling er de adskilt fra dem og eksisterer uafhængigt af disse masser. Matematisk relateret til en forstyrrelse af rumtidsmetrikken og kan beskrives som "rumtids krusninger." Med andre ord er disse fluktuationer i rum-tid, der bevæger sig væk fra massive objekter, der bevæger sig med acceleration. Jo højere acceleration og masse af et objekt, jo større vibration.
Første gang vi taler om gravitationsbølgerfremragende fysiker Albert Einstein, som for et århundrede siden forudsagde deres eksistens inden for rammerne af den generelle relativitetsteori (GTR). De blev dog først opdaget i 2015, og dette chokerede astrofysikkens verden, da det bekræftede eksistensen af sorte huller.
Sort hul koncept. Foto: Alain
Et sort hul er et område af rum-tidhar så stærk en tyngdekrafttiltrækning, at ingen partikler eller elektromagnetisk stråling kan forlade den. Grænsen for denne region kaldes begivenhedshorisonten. I foråret 2019 viste medier rundt om i verden det første fotografi af et sort hul (mere præcist dets "silhuet"). Pressekonferencen, hvor resultaterne af den videnskabelige opdagelse blev præsenteret, blev afholdt i seks byer på én gang - fra Washington til Bruxelles og Tokyo.
Hvad hvis…?
Inspireret af disse opdagelser, et team af videnskabsmændJohns Hopkins University besluttede at undersøge muligheden for andre objekter, der i teorien kunne producere lignende gravitationseffekter, men at sensorer på Jorden læser dem som sorte huller. Fysikere kaldte sådanne objekter topologiske solitoner. Nye simuleringer skildrer en af dem realistisk. På afstand ligner det et sløret fotografi af et sort hul, men tæt på er det noget helt andet.
Hvad er en soliton?
På dette stadium er objektet hypotetisk. Men det faktum, at holdet byggede det ved hjælp af matematiske ligninger og viste, hvordan det ser ud gennem simuleringer, tyder på, at der kan være andre typer af himmellegemer i rummet, der gemmer sig fra selv de bedste teleskoper på Jorden.
Ifølge de opnåede data er den topologiskesolitonen forvrænger rummet ligesom et sort hul, men opfører sig anderledes. Det udsender svage lysstråler, der ikke kan undslippe den stærke tyngdekraft fra et rigtigt hul.
Videoklip, der viser virkningerne af gravitationslinser forårsaget af fraværet af et objekt i observatørens synslinje, et sort hul og en topologisk soliton.
Kredit: Pierre Heidmann / Johns Hopkins University
"Lyset er meget bøjet, men i stedet forabsorberet, som i et sort hul, forsvinder det i bizarre bevægelser, indtil det på et tidspunkt vender tilbage til dig på en kaotisk måde. Du ser ikke den mørke plet. Alt, hvad du ser, er en "sløring", hvilket betyder, at lyset snurrer vildt rundt om dette mærkelige objekt," skriver undersøgelsens forfattere.
Gravitationsfeltet i et sort hul er detstærkt, at lyset kan kredse om det i en vis afstand fra centrum, ligesom Jorden kredser om Solen. Det definerer kanten af "skyggen" af det sorte hul, så alt indfaldende lys vil være i "begivenhedshorisonten" og ikke kan undslippe.
Hvad har forskerne gjort?
Fysikere hos Hopkins har simuleret flerescenarier, der bruger billeder af det ydre rum, som om de blev fanget af et kamera, og placerer et sort hul og en topologisk soliton foran linsen. Som et resultat modtog de forvrængede billeder på grund af tyngdekraften fra massive kroppe.
Solitoner fungerer som de bedste modeller for hvordanNye objekter med kvantetyngdekraft ser ud sammenlignet med sorte huller. De havde tidligere skabt modeller af bosoniske stjerner, gravstjerner og andre hypotetiske objekter, der kunne have lignende gravitationseffekter som eksotiske former for stof.
Sort hul-koncept: Creazilla
"Dette er den første simulering af astrofysisk betydningobjekter af strengteori, da vi kan karakterisere forskellene mellem en topologisk soliton og et sort hul, som om en observatør så dem på himlen,” forklarer undersøgelsens forfattere.
Hvad har strengteori med det at gøre?
Forfatterne af den nye undersøgelse brugte forskellige resultater fra strengteori og opdagede i 2021 måder at konstruere topologiske solitoner ved hjælp af Einsteins generelle relativitetsteori.
Strengteori er en gren af teoretisk fysik,studere dynamikken i vekselvirkningen mellem objekter ikke som punktpartikler, men som endimensionelle udvidede objekter, de såkaldte kvantestrenge. Denne teori er et af forsøgene på at kombinere den generelle relativitetsteori og kvantefysik.
Tyngdekraften og kvanteverdenen er historisk betragtetmodsatte, forskellige processer. Men ifølge forskere er dette ikke helt rigtigt. videnskabsmænd forsøgte at skabe en "teori om alt" - for at forene relativitetsteorien og kvanteverdenen. I processen skabte fysikere mange meget usædvanlige teorier, en af dem var strengteori.
Hvorfor er den nye undersøgelse så vigtig?
Det særlige ved den nye undersøgelse er netop dette:den forklarer grundlæggende teorier om universets indre funktion, som ikke findes i andre modeller. Den bruger strengteori, som forener kvantemekanik og Einsteins tyngdekraftsteori.
"Dette er begyndelsen på en vidunderlig forskningprogrammer. Vi håber, at vi i fremtiden faktisk kan foreslå nye typer af ultrakompakte stjerner, sammensat af nye typer stof fra kvantetyngdekraften."
Læs mere:
Et foto dukkede op inde i det næstdybeste undersøiske synkehul i verden
Se, hvad der skete med Merkur, da den kom så tæt på Solen som muligt
Forskere har fundet ud af arten af det mystiske gamle "monster"
Forsidefoto: Yukterez