Selv om det mystiske objektet til en ny type foreløpig er en hypotetisk matematisk konstruksjon, nye simuleringer,
Hvordan startet det hele?
Det ville ikke vært ny forskning uten gravitasjonbølger Dette er endringer i gravitasjonsfeltet som beveger seg som bølger. De sendes ut av bevegelige masser, men etter stråling skilles de fra dem og eksisterer uavhengig av disse massene. Matematisk relatert til en forstyrrelse av romtidsmetrikken og kan beskrives som "romtidskrusninger." Dette er med andre ord fluktuasjoner i rom-tid som beveger seg bort fra massive objekter som beveger seg med akselerasjon. Jo høyere akselerasjon og masse av et objekt, jo større vibrasjon.
Første gang jeg snakker om gravitasjonsbølgerfremragende fysiker Albert Einstein, som for et århundre siden spådde deres eksistens innenfor rammen av den generelle relativitetsteorien (GTR). Imidlertid ble de oppdaget først i 2015, og dette sjokkerte astrofysikkens verden da det bekreftet eksistensen av sorte hull.
Svart hull konsept. Foto: Alain
Et sort hull er et område av rom-tidhar en så sterk gravitasjonsattraksjon at ingen partikler eller elektromagnetisk stråling kan forlate den. Grensen til denne regionen kalles hendelseshorisonten. Våren 2019 viste medier rundt om i verden det første fotografiet av et svart hull (nærmere bestemt "silhuetten"). Pressekonferansen, hvor resultatene av den vitenskapelige oppdagelsen ble presentert, ble holdt i seks byer samtidig – fra Washington til Brussel og Tokyo.
Hva om…?
Inspirert av disse funnene, et team av forskereJohns Hopkins University bestemte seg for å studere muligheten for andre objekter som i teorien kunne produsere lignende gravitasjonseffekter, men at sensorer på jorden leser dem som sorte hull. Fysikere kalte slike objekter topologiske solitoner. Nye simuleringer skildrer en av dem realistisk. På avstand ser det ut som et uskarpt bilde av et svart hull, men på nært hold er det noe helt annet.
Hva er en soliton?
På dette stadiet er objektet hypotetisk.Men det faktum at teamet bygde det ved hjelp av matematiske ligninger og viste hvordan det ser ut gjennom simuleringer antyder at det kan være andre typer himmellegemer i verdensrommet, som gjemmer seg fra selv de beste teleskopene på jorden.
I henhold til dataene innhentet, den topologiskesolitonen forvrenger rommet akkurat som et sort hull, men oppfører seg annerledes. Den sender ut svake lysstråler som ikke kan unnslippe den sterke gravitasjonskraften til et ekte hull.
Videoklipp som viser effekten av gravitasjonslinser forårsaket av fraværet av et objekt i observatørens siktlinje, et svart hull og en topologisk soliton.
Kreditt: Pierre Heidmann / Johns Hopkins University
«Lyset er sterkt bøyd, men i stedet forabsorbert, som i et svart hull, forsvinner det i bisarre bevegelser, inntil det på et tidspunkt kommer tilbake til deg på en kaotisk måte. Du ser ikke den mørke flekken. Alt du ser er en "uskarphet", som betyr at lyset snurrer vilt rundt dette merkelige objektet, skriver studieforfatterne.
Gravitasjonsfeltet til et sort hull er sliksterkt at lys kan dreie seg rundt det i en viss avstand fra sentrum, akkurat som Jorden går rundt Solen. Den definerer kanten av "skyggen" til det sorte hullet, slik at alt innfallende lys vil havne i "hendelseshorisonten" og ikke kan unnslippe.
Hva har forskerne gjort?
Fysikere ved Hopkins har simulert flerescenarier som bruker bilder av verdensrommet som om de ble fanget av et kamera, og plasserte et sort hull og en topologisk soliton foran linsen. Som et resultat mottok de forvrengte bilder på grunn av gravitasjonspåvirkningen fra massive kropper.
Solitoner fungerer som de beste modellene for hvordanNye gjenstander med kvantetyngdekraft ser ut sammenlignet med sorte hull. De hadde tidligere laget modeller av bosoniske stjerner, gravstjerner og andre hypotetiske objekter som kunne ha lignende gravitasjonseffekter som eksotiske former for materie.
Svart hull-konsept: Creazilla
"Dette er den første simuleringen av astrofysisk betydninggjenstander for strengteori, siden vi kan karakterisere forskjellene mellom en topologisk soliton og et svart hull som om en observatør så dem på himmelen, forklarer studieforfatterne.
Hva har strengteori med det å gjøre?
Forfatterne av den nye studien brukte forskjellige resultater fra strengteori og oppdaget i 2021 måter å konstruere topologiske solitoner ved å bruke Einsteins generelle relativitetsteori.
Strengteori er en gren av teoretisk fysikk,studere dynamikken i samspillet mellom objekter, ikke som punktpartikler, men som endimensjonale utvidede objekter, de såkalte kvantestrengene. Denne teorien er et av forsøkene på å kombinere den generelle relativitetsteorien og kvantefysikk.
Tyngdekraften og kvanteverdenen er historisk vurdertmotsatte, forskjellige prosesser. Men ifølge forskere er dette ikke helt sant. forskere prøvde å lage en «teori om alt» – for å forene relativitetsteorien og kvanteverdenen. I prosessen skapte fysikere mange veldig uvanlige teorier, en av dem var strengteori.
Hvorfor er den nye studien så viktig?
Det særegne ved den nye studien er nettopp dette:den forklarer grunnleggende teorier om universets indre virkemåte som ikke finnes i andre modeller. Den bruker strengteori, som forener kvantemekanikk og Einsteins gravitasjonsteori.
"Dette er begynnelsen på en fantastisk forskningprogrammer. Vi håper at vi i fremtiden faktisk kan foreslå nye typer ultrakompakte stjerner, sammensatt av nye typer materie fra kvantetyngdekraften.»
Les mer:
Et bilde dukket opp inne i det nest dypeste undersjøiske synkehullet i verden
Se hva som skjedde med Merkur da den kom så nær Solen som mulig
Forskere har funnet ut naturen til det mystiske eldgamle "monsteret"
Forsidebilde: Yukterez