În 1963, matematicianul Roy Kerr a găsit o soluție la ecuațiile lui Einstein care descriau cu exactitate spațiu-timp.
Amintiți-vă că momentul unghiular este fizico cantitate care caracterizează cantitatea de mișcare de rotație și depinde de cât de mult se rotește masa, de modul în care este distribuită în spațiu și cu ce viteză unghiulară are loc rotația în sine.
Ce sunt găurile negre?
Există patru tipuri cunoscute de găuri negre care ajutăprezentați soluții la ecuațiile lui Einstein care descriu forța gravitației în teoria generală a relativității. Două dintre ele se rotesc: acestea sunt găurile negre Kerr și Kerr-Newman.
Foto: ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0, prin Wikimedia Commons
Găurile negre Kerr poartă numele celebruluimatematicianul Roy Kerr. El a fost cel care a găsit soluții la ecuațiile care descriau comportamentul unei găuri negre în rotație. Ulterior, acestea au fost completate de Ezra Newman. El a descris cu precizie geometria spațiului-timp, în care a existat un obiect masiv, care este caracterizat de mișcare de rotație. Acesta din urmă factor este cel care distinge găurile negre Kerr-Newman de găurile Schwarzschild, care sunt de obicei statice. În plus, găurile negre Kerr-Newman au o ergosferă. Amintiți-vă că aceasta este o regiune a spațiu-timp în apropierea unei găuri negre rotative, care este situată între orizontul evenimentelor și limita statică. Obiectele din ergosferă se rotesc inevitabil odată cu gaura neagră datorită efectului de lentilă-încet.
Care este problema?
Dacă o gaură neagră este stabilă, va fi în cele din urmăva reveni la descrierea matematică a lui Kerr chiar și după ce a fost lovit puternic de undele gravitaționale. Dacă acești giganți spațiali ar fi instabili, teoria gravitației a lui Einstein ar trebui schimbată la un nivel fundamental, iar comunitatea științifică ar trebui să revizuiască toate cunoștințele despre giganții spațiali. Totul sugera că stabilitatea lui Kerr era justificată, dar nu putea fi dovedită.
Ce au aflat oamenii de știință?
Pentru a rezolva problema, oamenii de știință s-au uitat la întrebaredespre dacă undele gravitaționale care cad într-o gaură neagră o pot schimba sau distruge complet. De exemplu, imaginați-vă un pahar de vin, scrie Quanta Magazine. Va începe să vibreze și chiar să se rupă dacă sunt direcționate suficiente unde sonore către el, potrivindu-se exact cu frecvența de rezonanță a capacității. Drept urmare, fizicienii s-au întrebat dacă un fenomen similar de tip rezonanță ar putea să apară atunci când undele gravitaționale lovesc o gaură neagră.
Foto: NASA Goddard Space Flight Center
În studiu, oamenii de știință au prezentat astava apărea dacă o undă gravitațională traversează orizontul de evenimente al unei găuri negre Kerr și ajunge „în interiorul” acesteia. Calculele au arătat că aceasta și-ar putea schimba masa și rotația, dar ar fi totuși obiectul descris de ecuațiile Kerr.
Astfel, cercetătorii au demonstrat că încetGăurile negre care se rotesc nu sunt „prăbușite” ca urmare a expunerii mici la undele gravitaționale. Teoreticienii speră că în următorii câțiva ani își vor generaliza rezultatele la cazul momentului unghiular arbitrar.
Care este linia de jos?
Până acum, stabilitatea a fost dovedită doar pentrugăuri negre care se rotesc încet, unde raportul dintre momentul unghiular al găurii negre și masa sa a fost mult mai mic de 1. În ceea ce privește obiectele care se rotesc rapid, oamenii de știință nu erau atât de siguri. În plus, fizicienii nu știau cât de mic trebuie să fie raportul momentului unghiular față de masă pentru a oferi aceeași stabilitate.
Având în vedere că este doar un pas în timpul lordovada se bazează pe ipoteza unui moment unghiular mic, Sergiu Kleinerman de la Universitatea Princeton, coautor al studiului, a remarcat că „nu ar fi deloc surprinzător dacă, până la sfârșitul deceniului, o rezolvare completă a ipotezei Kerr. apare stabilitatea.”
Citeste mai mult:
Oamenii de știință au descoperit o gaură neagră care este de 50 de ori mai mare decât galaxiile
Fizicienii au demonstrat că apa se transformă în două lichide la temperaturi scăzute
Rusia a inventat un aliaj care poate rezista la energia unui reactor termonuclear
Foto de copertă: ESO/L. Calçada, CC BY 4.0, Wikimedia Commons