Nie wszystkie teorie mogą wyjaśnić gigantyczną czarną dziurę M87 *

Black Hole Anatomy

Wrażenie tego artysty przedstawia szybko wirującą supermasywną czarną dziurę otoczoną dyskiem akrecyjnym. Ten cienki dysk wirującego materiału składa się z pozostałości podobnej do Słońca gwiazdy, rozerwanej przez siły pływowe czarnej dziury. Nazwano czarną dziurę, co wskazuje na anatomię tej niezwykłej istoty. Kredyt: ESO

Naukowcy z Goethe University we Frankfurcie i Event Horizon Telescope Collaboration wykorzystują dane, które wyprodukowały pierwsze zdjęcie z Czarna dziura Aby ograniczyć jego podstawowe właściwości.

Fizycy teoretyczni z Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie przeanalizowali dane z czarnej dziury M87 * w ramach współpracy Event Horizon Telescope (EHT), aby przetestować ogólną teorię względności Alberta Einsteina. Według testów, rozmiar cienia z M87 * jest w doskonałej zgodności z ogólną teorią względności czarnej dziury, ale nakłada ograniczenia na właściwości czarnych dziur w innych teoriach. W 2019 roku zespół EHT opublikował pierwsze zdjęcie czarnej dziury w centrum galaktyki M87.

Jak po raz pierwszy zwrócił uwagę niemiecki astronom Karl Schwarzschild, czarne dziury zakrzywiają czasoprzestrzeń do ekstremum ze względu na ich niezwykłą koncentrację masy i ciepło materii w ich pobliżu, która zaczyna świecić. Fizyk z Nowej Zelandii Roy Kerr wykazał, że rotacja może zmienić rozmiar czarnej dziury i geometrię jej otoczenia. „Krawędź” czarnej dziury jest nazywana horyzontem zdarzeń i jest to granica wokół koncentracji masy, poza którą światło i materia nie mogą uciec, co sprawia, że ​​czarna dziura jest „czarna”. Teoria przewiduje, że czarne dziury można opisać niewielką liczbą właściwości: masą, rotacją i różnymi potencjalnymi ładunkami.

Rozmiary horyzontu zdarzeń dla różnych teorii grawitacji

Wszystkie te czarne dziury rzucają ciemne cienie, które różnią się od siebie rozmiarem, ale tylko te w zakresie szarości odpowiadają pomiarom M87 * z 2017 r., A na tym zdjęciu odcienie są przedstawione na czerwono na dole za małe być opłacalnym modelem Dotyczy M87 *. Źródło: Prashant Kocherlakota, Luciano Rizzola (Goethe University we Frankfurcie i EHT Collaboration / Fiks Film 2021)

Oprócz czarnych dziur przewidzianych przez ogólną teorię względności Einsteina, można rozważyć te modele inspirowane teoriami strun, które opisują materię i wszystkie cząstki jako wzory małych, oscylujących strun. Teorie czarnych dziur inspirowane strunami przewidują dodatkowe pole w opisie podstaw fizyki, prowadzące do niezwykłych modyfikacji rozmiarów czarnych dziur, a także krzywizny w ich sąsiedztwie.

Fizycy dr Prashant Kocherlakota i profesor Luciano Rizzola z Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie po raz pierwszy badają, w jaki sposób różne teorie pasowały do ​​danych obserwacyjnych czarnej dziury M87 * w centrum galaktyki Messe 87. zdjęcie M87 *, wykonane w 2019 roku we współpracy międzynarodowej Event Horizon Telescope (EHT), pierwszy eksperymentalny dowód na faktyczne istnienie czarnych dziur po pomiarze Fale grawitacyjne W 2015r.

Wynik tych badań: dane z M87 * są w doskonałej zgodności z teoriami opartymi na Einsteinie i do pewnego stopnia z teoriami opartymi na szeregach. Dr Prashant Kocherlakota wyjaśnia: „Dzięki danym zarejestrowanym w ramach współpracy EHT możemy teraz testować różne teorie fizyki przy użyciu obrazów czarnych dziur. Obecnie nie możemy odrzucić tych teorii przy opisywaniu rozmiaru cienia M87 *, ale nasze obliczenia ograniczają zakres obowiązywania tych modeli czarnych dziur. “

Profesor Luciano Rizzola mówi: „Dla nas, fizyków teoretycznych, idea czarnych dziur jest zarówno źródłem niepokoju, jak i inspiracji. Chociaż wciąż zmagamy się z niektórymi konsekwencjami czarnych dziur – takimi jak horyzont zdarzeń lub osobliwość – wydaje się zawsze być chętnym do znajdowania nowych rozwiązań czarnych dziur. Również w innych teoriach. Dlatego bardzo ważne jest, aby uzyskać takie wyniki, jak nasze wyniki, które określają, co jest rozsądne, a co nie. To był ważny pierwszy krok i nasze ograniczenia zostaną ulepszone dzięki nowym obserwacjom. ”

W ramach współpracy Event Horizon Telescope teleskopy z całego świata są ze sobą połączone, tworząc hipotetyczny gigantyczny teleskop z czaszą wielkości samej Ziemi. Dzięki dokładności tego teleskopu gazetę w Nowym Jorku można czytać z berlińskiej ulicznej kawiarni.

Odniesienie: „Ograniczenia dotyczące opłat za czarne dziury na podstawie obserwacji EHT z 2017 r. Dla M87 *”. Opublikowane przez: Prashant Kocherlakota et al. (Współpraca EHT), 20 maja 2021 r., Przegląd fizyczny d.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047

You May Also Like

About the Author: Ellen Doyle

„Amatorski praktykujący muzykę. Wieloletni przedsiębiorca. Odkrywca. Miłośnik podróży. Nieskrępowany badacz telewizji”.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *