Године 1963. математичар Рој Кер је пронашао решење за Ајнштајнове једначине које тачно описује простор-време
Подсетимо се да је угаони импулс физичкивеличина која карактерише количину ротационог кретања и зависи од тога колико се маса ротира, како је распоређена у простору и којом угаоном брзином долази до саме ротације.
Шта су црне рупе?
Постоје четири познате врсте црних рупа које помажупредстављају решења Ајнштајнових једначина које описују силу гравитације у општој теорији релативности. Две од њих се ротирају: то су Керр и Кер-Њуман црне рупе.
Фото: ЕСО/М. Корнмессер, ЦЦ БИ 4.0, преко Викимедијине оставе
Керове црне рупе су назване по славнимматематичар Рој Кер. Он је био тај који је пронашао решења једначина које су описивале понашање ротирајуће црне рупе. Касније их је допунио Езра Њуман. Тачно је описао геометрију простор-времена, у којој се налазио масивни објекат, који се одликује ротационим кретањем. То је последњи фактор који разликује Керр-Невман црне рупе од Шварцшилдових рупа, које су обично статичне. Осим тога, Керр-Невман црне рупе имају ергосферу. Подсетимо се да је ово област простор-времена у близини ротирајуће црне рупе, која се налази између хоризонта догађаја и статичке границе. Објекти унутар ергосфере неизбежно ротирају са црном рупом због ефекта Ленс-Тхиринг.
У чему је проблем?
Ако је црна рупа стабилна, на крају ће битивратиће се Керовом математичком опису чак и након снажног удара гравитационих таласа. Да су ови свемирски гиганти нестабилни, Ајнштајнова теорија гравитације би морала да се промени на фундаменталном нивоу, а научна заједница би морала да ревидира сва сазнања о свемирским дивовима. Све је упућивало на то да је Керова стабилност оправдана, али се то није могло доказати.
Шта су научници сазнали?
Да би решили проблем, научници су погледали питањео томе да ли гравитациони таласи који падају у црну рупу могу да је промене или потпуно униште. На пример, замислите чашу за вино, пише Куанта Магазине. Почеће да вибрира, па чак и да се ломи ако се на њега усмери довољно звучних таласа, који тачно одговарају резонантној фреквенцији капацитивности. Као резултат тога, физичари су се запитали да ли би се сличан феномен резонантног типа могао догодити када гравитациони таласи ударе у црну рупу.
Фото: НАСА Годдард Спаце Флигхт Центер
У студији су то представили научнициће се десити ако гравитациони талас пређе хоризонт догађаја Керове црне рупе и заврши „унутар“ ње. Прорачуни су показали да би то могло да промени његову масу и ротацију, али би и даље био објекат описан Керовим једначинама.
Тако су истраживачи то полако показалиРотирајуће црне рупе нису „срушене“ као резултат мале изложености гравитационим таласима. Теоретичари се надају да ће у наредних неколико година генерализовати своје резултате на случај произвољног угаоног момента.
Која је суштина?
До сада је стабилност доказана само заполако ротирајуће црне рупе, где је однос угаоног момента црне рупе и њене масе био много мањи од 1. Што се тиче објеката који се брзо ротирају, научници нису били тако сигурни. Осим тога, физичари нису знали колико мали мора бити однос угаоног момента и масе да би се обезбедила иста стабилност.
С обзиром да постоји само један корак у њиховом дугомдоказ је заснован на претпоставци малог угаоног момента, Сергиу Клеинерман са Универзитета Принстон, коаутор студије, приметио је да „не би било нимало изненађујуће да се до краја деценије потпуно разреши Керова хипотеза појављује се стабилност“.
Опширније:
Научници су пронашли црну рупу која је 50 пута већа од галаксија
Физичари су показали да се вода на ниским температурама претвара у две течности
Русија је измислила легуру која може да издржи енергију термонуклеарног реактора
Насловна фотографија: ЕСО/Л. Цалцада, ЦЦ БИ 4.0, Викимедиа Цоммонс