Mustat aukot ovat tähtitieteellisiä esineitä, joilla on erittäin voimakas vetovoima, josta lähtee
Siitä lähtien fyysikot ovat tehneet lukemattomiateoreettisia ja kokeellisia tutkimuksia ymmärtääkseen paremmin näiden kosmologisten objektien luonnetta. Uusi tutkimus laajentaa tutkijoiden ymmärrystä mustien aukkojen ainutlaatuisista ominaisuuksista, ominaisuuksista ja dynamiikasta.
Pyörteitä ja mustia aukkoja
Ludwig Maximilianin yliopiston henkilökunta jaMax Planck Institute of Physics teki äskettäin teoreettisen tutkimuksen pyörteiden mahdollisesta olemassaolosta mustissa aukoissa. Physical Review Letters -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan niitä voisi teoriassa olla olemassa.
Ennen uuden tutkimuksen julkaisua tiedemiehet eivät olleet tutkineet pyöriviä mustia aukkoja tämän käsitteen kannalta. Ne eivät kuitenkaan voi vain olla olemassa. Tämä on enemmän sääntö kuin poikkeus.
Mitä tutkijat ovat tehneet?
Tiedemiehet ovat tehneet useita laskelmia.Ne perustuivat äskettäin kehitettyyn mustien aukkojen kvanttimalliin, joka perustui gravitonin Bose-Einsteinin kondensaatteihin. Muista, että gravitonit ovat hypoteettisia massattomia alkuainehiukkasia. Ne ovat gravitaatiovuorovaikutuksen ja gravitaatiokentän kvanttien kantajia ilman sähkö- ja muita varauksia. Oletettavasti liikkuu aina valonnopeudella.
Ensimmäinen kuva mustasta aukosta otettiin käyttämällä galaksin M87 keskustan havaintoja.
Kuva: Event Horizon Telescope Collaboration
Uuden tutkimuksen päätavoitteena on tutkia pyöriviä mustia aukkoja kvanttitasolla nähdäkseen, sallivatko ne todella pyörrerakenteiden olemassaolon.
Koska pyörivä Bose-Einstein kondensoituuJo aktiivisesti laboratorioissa tutkittuja, tiedetään, että ne mahdollistavat pyörrerakenteen, jos ne pyörivät riittävän nopeasti. Tämä inspiroi tutkijoita etsimään niitä myös pyörivien mustien aukkojen malleista.
Mitä fyysikot saivat selville?
Osana tutkimusta tutkijat osoittivat, että mustaäärimmäisen pyörivää reikää voidaan kuvata pyörteisenä gravitonitiivisteenä. Erityisesti tämä on yhdenmukainen aikaisempien tutkimusten kanssa.
Aiemmin fyysikot ovat jo olettaneet tämän ääripäänMustat aukot kestävät Hawkingin säteilyä. Muista, että tämä on hypoteettinen prosessi, jossa musta aukko emissoi eri alkuainehiukkasia, pääasiassa fotoneja. Hawking-säteily on tutkijoiden tärkein argumentti pienten mustien aukkojen hajoamisesta, jota teoriassa voi syntyä LHC:n kokeiden aikana.
Tutkimus osoitti myös, että josmobiililatauksia, mustan aukon yhteinen pyörre vangitsee mittarikentän magneettivuon. Tämän seurauksena tämä johtaa ominaiseen säteilyyn, joka voidaan havaita kokeellisesti. Siten tutkijoiden teoreettiset ennusteet avaavat uusia mahdollisuuksia uudentyyppisten aineiden havainnointiin, mukaan lukien tumma aine millivarautuneista hiukkasista.
Luonnos mustasta aukosta, jossa on monia pyörteitä. Värit osoittavat suunnan ja vastaavat siepatut magneettikenttäviivat on merkitty mustalla. Kuva: Dvali ja muut.
Kuten tutkimuksen tekijät totesivat, pyörteet ovattämä on täysin uusi mustien aukkojen ominaisuus. Klassisella tasolla (lukuun ottamatta kvanttirakennetta) niille on ominaista kolme parametria: massa, spin ja varaus. Nyt tiedemiehet ovat lisänneet pyörteitä tähän luetteloon.
Mikä lopputulos on?
Että tiedemiehet ovat todistaneet väitetynpyörteiden olemassaolo mustissa aukoissa muuttaa tiedettä. Esimerkiksi tämä selittää kosmisen epäsuhta: miksi mustissa aukoissa, joilla on maksimipyöriminen, ei ole Hawking-säteilyä. Siten tämä teoria tulevaisuudessa tasoittaa tietä uusille kokeellisille havainnoille ja teoreettisille johtopäätöksille niiden luonteesta.
Esimerkiksi mustien aukkojen pyörrerakenteet voivatselittää äärimmäisen voimakkaat magneettikentät, joita syntyy universumin aktiivisissa galaksien ytimissä. Lisäksi ne voivat mahdollisesti olla lähes kaikkien tunnettujen galaktisten magneettikenttien taustalla.
Tulevaisuudessa gravitaatioaaltohavainnot mustien aukkojen sulautumisesta, joista jokainen erottuu pyörteillä, auttavat tutkimaan aika-avaruuden kvanttinäkökohtia.
Lue lisää:
Avaruuslentokone toimittaa rahtia ISS:lle ja laskeutuu tavalliselle "lentoasemalle"
Tähti lähestyi mustaa aukkoa ja se repeytyi: tutkijat havaitsivat tämän kolmesta kaukoputkesta
Tutkijat ovat löytäneet jälkiä geneettisistä mutaatioista jokaisen avaruudessa käyneen ihmisen verestä