Os buracos negros são objetos astronômicos com atração gravitacional extremamente forte, dos quais
Desde então, os físicos realizaram inúmerasestudos teóricos e experimentais para entender melhor a natureza desses objetos cosmológicos. O novo estudo expande a compreensão dos cientistas sobre as características, propriedades e dinâmicas únicas dos buracos negros.
Vórtices e buracos negros
Funcionários da Universidade Ludwig Maximilian eO Instituto Max Planck de Física conduziu recentemente um estudo teórico sobre a possível existência de vórtices em buracos negros. De acordo com um estudo publicado na revista Physical Review Letters, eles poderiam teoricamente existir.
Até a publicação do novo estudo, os cientistas não haviam estudado buracos negros rotativos em termos desse conceito. No entanto, eles não só podem existir. Isso é mais uma regra do que uma exceção.
O que os cientistas fizeram?
Os cientistas realizaram vários cálculos.Eles foram baseados em um modelo quântico de buracos negros recentemente desenvolvido com base em condensados de graviton Bose-Einstein. Lembre-se de que os grávitons são partículas elementares hipotéticas sem massa. Eles são portadores de interação gravitacional e quanta de campo gravitacional sem cargas elétricas e outras. Presumivelmente, sempre se movendo na velocidade da luz.
A primeira imagem de um buraco negro foi feita usando observações do centro da galáxia M87.
Foto: Colaboração do Event Horizon Telescope
O objetivo principal do novo estudo é estudar buracos negros giratórios no nível quântico para ver se eles realmente permitem a existência de estruturas de vórtice.
Porque os condensados rotativos de Bose-Einsteinjá estudados ativamente em laboratórios, sabe-se que eles permitem uma estrutura de vórtices se girarem rápido o suficiente. Isso inspirou os cientistas a procurá-los também em modelos de buracos negros em rotação.
O que os físicos descobriram?
Como parte do estudo, os cientistas mostraram que o pretoum buraco com rotação extrema pode ser descrito como um condensado de gráviton com vorticidade. Notavelmente, isso é consistente com estudos anteriores.
Anteriormente, os físicos já haviam assumido queOs buracos negros são resistentes à radiação Hawking. Lembre-se que este é um processo hipotético de emissão por um buraco negro de várias partículas elementares, principalmente fótons. A radiação Hawking é o principal argumento dos cientistas em relação ao decaimento de pequenos buracos negros, que teoricamente podem surgir durante experimentos no LHC.
O estudo também mostrou que secargas móveis, o vórtice comum do buraco negro captura o fluxo magnético do campo de calibre. Como resultado, isso leva a uma radiação característica, que pode ser observada experimentalmente. Assim, as previsões teóricas dos cientistas abrem novas possibilidades para observar novos tipos de matéria, incluindo a matéria escura de partículas com carga milimétrica.
Esboço de um buraco negro com muitos vórtices. As cores indicam a orientação e as linhas de campo magnético capturadas correspondentes são marcadas em preto. Foto: Dvali e outros.
Como os autores do estudo observaram, a vorticidade éesta é uma característica inteiramente nova dos buracos negros. No nível clássico (além de sua estrutura quântica), eles são totalmente caracterizados por três parâmetros: massa, spin e carga. Agora, os cientistas adicionaram vorticidade a essa lista.
Qual é o resultado final?
Que os cientistas provaram a supostaa existência de vórtices em buracos negros muda a ciência. Por exemplo, isso explica a incompatibilidade cósmica: por que os buracos negros com rotação máxima não têm radiação Hawking. Assim, no futuro, essa teoria abrirá caminho para novas observações experimentais e conclusões teóricas sobre sua natureza.
Por exemplo, as estruturas de vórtice de buracos negros podemexplicar os campos magnéticos extremamente fortes que surgem nos núcleos ativos das galáxias no universo. Além disso, eles podem potencialmente estar subjacentes a quase todos os campos magnéticos galácticos conhecidos.
No futuro, observações de ondas gravitacionais da fusão de buracos negros, cada um dos quais se distinguem por vórtices, ajudarão a estudar os aspectos quânticos do espaço-tempo.
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