Svarta hål är astronomiska föremål med extremt stark gravitationsattraktion, varifrån
Sedan dess har fysiker utfört otaligateoretiska och experimentella studier för att bättre förstå naturen hos dessa kosmologiska objekt. Den nya studien utökar forskarnas förståelse för de unika egenskaperna, egenskaperna och dynamiken hos svarta hål.
Virvlar och svarta hål
Personal vid Ludwig Maximilian University ochMax Planck Institute of Physics genomförde nyligen en teoretisk studie av den möjliga förekomsten av virvlar i svarta hål. Enligt en studie publicerad i tidskriften Physical Review Letters skulle de teoretiskt kunna existera.
Fram till publiceringen av den nya studien hade forskare inte studerat roterande svarta hål i termer av detta koncept. Men de kan inte bara existera. Detta är mer en regel än ett undantag.
Vad har forskarna gjort?
Forskare har utfört flera beräkningar.De var baserade på en nyligen utvecklad kvantmodell av svarta hål baserad på graviton Bose-Einstein-kondensat. Kom ihåg att gravitoner är hypotetiska masslösa elementarpartiklar. De är bärare av gravitationsinteraktion och gravitationsfältkvanta utan elektriska och andra laddningar. Rör sig antagligen alltid med ljusets hastighet.
Den första bilden av ett svart hål gjordes med hjälp av observationer av galaxens M87 centrum.
Foto: Event Horizon Telescope Collaboration
Huvudmålet med den nya studien är att studera spinnande svarta hål på kvantnivå för att se om de verkligen tillåter existensen av virvelstrukturer.
Eftersom roterande Bose-Einstein kondenserarredan aktivt studerat i laboratorier är det känt att de tillåter en virvelstruktur om de roterar tillräckligt snabbt. Detta inspirerade forskare att leta efter dem även i modeller av roterande svarta hål.
Vad fick fysikerna reda på?
Som en del av studien visade forskare att svartett hål med extrem spinn kan beskrivas som ett gravitonkondensat med virvel. Anmärkningsvärt är att detta överensstämmer med tidigare studier.
Tidigare har fysiker redan antagit den extremenSvarta hål är resistenta mot Hawking-strålning. Kom ihåg att detta är en hypotetisk process för emission från ett svart hål av olika elementära partiklar, främst fotoner. Hawking-strålning är forskarnas huvudargument angående sönderfallet av små svarta hål, som teoretiskt kan uppstå under experiment vid LHC.
Studien visade också att ifmobilladdningar, fångar det svarta hålets gemensamma virvel det magnetiska flödet av mätfältet. Som ett resultat leder detta till karakteristisk strålning, som kan observeras experimentellt. Således öppnar forskarnas teoretiska förutsägelser nya möjligheter att observera nya typer av materia, inklusive mörk materia från milliladdade partiklar.
Skiss av ett svart hål med många virvlar. Färger indikerar orientering, och motsvarande fångade magnetfältslinjer är markerade i svart. Foto: Dvali med flera.
Som författarna till studien noterade, är virveldetta är en helt ny egenskap hos svarta hål. På klassisk nivå (bortsett från deras kvantstruktur) kännetecknas de helt av tre parametrar: massa, spinn och laddning. Nu har forskare lagt till vorticity till den listan.
Vad är slutresultatet?
Att forskare har bevisat det påståddaförekomsten av virvlar i svarta hål förändrar vetenskapen. Detta förklarar till exempel den kosmiska oöverensstämmelsen: varför svarta hål med maximalt spinn inte har Hawking-strålning. Således kommer denna teori i framtiden att bana väg för nya experimentella observationer och teoretiska slutsatser om deras natur.
Till exempel kan virvelstrukturerna hos svarta hålförklara de extremt starka magnetfält som uppstår i galaxernas aktiva kärnor i universum. Dessutom kan de potentiellt ligga bakom nästan alla kända galaktiska magnetfält.
I framtiden kommer gravitationsvågobservationer av sammansmältningen av svarta hål, som vart och ett kännetecknas av virvlar, hjälpa till att studera kvantaspekterna av rum-tid.
Läs mer:
Rymdplanet kommer att leverera last till ISS och landa på en vanlig "flygplats"
Stjärnan närmade sig det svarta hålet och det slets isär: forskare observerade detta från tre teleskop
Forskare har hittat spår av genetiska mutationer i blodet hos varje person som har varit i rymden