Физичарите моментално доживуваат златно доба на нови сознанија за црните дупки. Од 2015 година, истражувачите можеа да примаат сигнали директно од црните дупки користејќи опсерваторија на гравитациони бранови со ласерски интерферометар (ЛИГО), додека опсерваториите како што се телескопот Хоризонт на настани (EHT), добијте ги првите слики сенки на црна дупка. Оваа година не беше исклучок, со свеж род на возбудливи и уникатни резултати кои ги проширија хоризонтите на нашето знаење за црните дупки. Овде ќе погледнеме некои од најимпресивните откритија во 2020 година.
Како да се потврди дека 2020 година беше година на истражување на црните дупки, главното достигнување на науката е Нобелова награда - беше доделена во октомври на тројца физичари чии дела фрлаат светлина врз животот на овие мистериозни вселенски објекти.
Роџер Пенроуз од Универзитетот во Оксфорд во Велика Британија доби половина од наградата „за откритието дека формирањето црни дупки е робусно предвидување на општата релативност“, додека Андреа Гуез од Универзитетот во Калифорнија, Лос Анџелес и Рајнхард Хансел од Универзитетот во Бон и Институтот за вонземска физика Макс Планк во Германија ја споделија другата половина „за откривање на супермасивен компактен објект во центарот на нашата галаксија“, се вели во соопштението на Кралската шведска академија на науките. Андреа Гез е само четвртата жена што ја добила Нобеловата награда за физика, по Марија Кири во 1903 година, Марија Хеперт-Маер во 1963 година и Дона Стрикланд во 2018 година.
ЛИГО и нејзиниот европски колега Девица набљудувајте ги црните дупки преку гравитационите бранови во ткаенината на време-просторот, кои се формираат кога масивните објекти осцилираат.
Во објектите веќе се направени неколку импресивни откритија. Но, во мај, соработката објави дека го открила најголемиот судир со црна дупка во историјата. Еден од нив е 85 пати поголем од масата на Сонцето, а другиот е 66 пати поголем од масата на Сонцето.Кога ќе се судрат заедно формираат црна дупка чија маса ја надминува масата на Сонцето за 142 пати. Покрај поставувањето рекорди, откритието беше и прво во таканаречената „забранета“ зона на црни дупки со средна маса. Иако астрономите виделе мали црни дупки со големина колку нашето Сонце и знаат дека во центрите на галаксиите постојат колосални, милиони пати поголеми од Сонцето, никој претходно не нашол докази за црни дупки во овој среден опсег. Како точно се формирале останува мистерија која научниците сега се обидуваат да ја решат.
Кратко време по Големата експлозија Универзумот бил проникнат со жешко и турбулентно зрачење. Во некои региони, енергијата беше доволно густа за теоретски да се сруши сама по себе и да формира црна дупка.
Иако физичарите сè уште не знаат дали овие постојат исконски црни дупки (ПЦД), во последно време размислуваат што би можело да се случи кога би постоеле. Неколку трудови, вклучително и оној објавен во ноември, сугерираат дека овие црни дупки, од кои некои ќе бидат помали од оние формирани од ѕвезди што умираат, веројатно би можеле да претставуваат темна материја, непозната супстанција која врши гравитациско влијание врз целиот универзум. Во наредните години се спроведуваат експерименти за пребарување на PCD, кои или ќе го потврдат или негираат нивното постоење.
Што ако ги земете неверојатно масивните црни дупки во центрите на галаксиите и ги зголемите за фактор 11? Тоа е она што истражувачите го предложија во септемврискиот труд во кој се дискутираше за можноста за „неверојатно големи црни дупки“ (Плочи).
Овие објекти ќе тежат најмалку 1 трилион пати поголема од масата на Сонцето, 10 пати повеќе од најголемата црна дупка во моментов позната, чудовиштето од 66 милијарди соларна маса наречено ТОН 618. Некои од SLAB може да се формирале во раниот универзум, создавајќи друга класа на исконски црни дупки, што значи дека можевме да го видиме нивниот отпечаток во космичката микробранова позадина кога нашиот универзум беше стар само 380 години. Други би можеле да се откријат со гледање како ја свиткуваат светлината на далечните ѕвезди ако се случи ПЛАКА помеѓу нас. Овој концепт сè уште останува хипотетички, но привлекува зголемено внимание.
Повеќето од паровите црни дупки откриени од инструментите LIGO и Virgo имаат приближно иста маса. Но, во април, соработката објави дека гледа најасиметрична катастрофа.
Објектите кои се судриле на оддалеченост од околу 2,4 милијарди светлосни години од нас имале маса од околу 8 и 30 пати поголема од онаа на нашето Сонце, соодветно. Таков неочекуван настан се сметаше за доволно редок што инсталациите со гравитациски бранови нема да го забележат по само неколку години. Откритието ги оспорува овие претпоставки и ги поттикнува истражувачите да ја разгледаат можноста за хиерархиско спојување, во кое една црна дупка се судира со друга, а потоа добиениот остаток се спојува со друга црна дупка.
Кога масивен објект се приближува до црна дупка на одредено растојание, екстремните гравитациони сили присутни таму може да го раскинат објектот во долги нишки од материјал кои се распрснуваат насекаде.
Овој процес, колоквијално наречен шпагетификација, ретко беше забележан бидејќи повеќето црни дупки се опкружени со заматен облак од гас и прашина. Но, во октомври, астрономите од Европската јужна опсерваторија успеаја да направат фотографија Шпагетификација на ѕвездата со невидени детали користејќи ги и Многу големиот телескоп и телескопот со нова технологија. Овој настан, познат како ВО 2019 Ќиз, ќе им даде на истражувачите увид во ваквите појави и ќе им помогне подобро да ја разберат гравитацијата во екстремни услови.
Никој не сака да се приближи премногу до црна дупка. За среќа, космичкиот Pac-Man забележан во мај како орбитира околу пар придружни ѕвезди познати како ЧР 6819, се наоѓа на астрономски безбедно растојание од своите партнери.
Новата црна дупка демне 1000 светлосни години од Земјата во јужното соѕвездие Телескопиум, три пати поблиску од претходниот рекордер. Астрономите не можат директно да ја набљудуваат самата црна дупка, но можеа да го заклучат нејзиното присуство врз основа на тоа како таа гравитациски влијае на два други објекти во системот. Набљудувачите на јужната хемисфера можат да ги видат ѕвездите во системот HR 6819 со голо око гледајќи во ѕвездена карта и гледајќи во соѕвездието Телескоп, во близина на границата со соѕвездието Паво.
За да се формира црна дупка, материјата и енергијата мора да се срушат до мала точка со бесконечна густина. Бидејќи таквите бесконечности треба да бидат физички невозможни, теоретичарите долго време бараа начин да го заобиколат таков чуден резултат.
Според теоријата на струни, која ги заменува сите честички и сили со субатомски, вибрирачки жици, црните дупки може да се покажат како нешто уште почудно - сплет од основни жици, како нејасно предиво. Во октомври, една студија покажа дека ако атомите во неутронските ѕвезди, еден вид ѕвезден остаток недоволно густ за да формираат црна дупка, се всушност сноп од жици, тогаш компресирањето на тие жици заедно всушност нема да формира црна дупка, туку меки топче - тоа би било слично на гореспоменатото топче предиво. Чудната идеја се уште не е целосно имплементирана, но е една од можните алтернативи за работа со бесконечност.
Според физичарите, секоја црна дупка треба да биде опкружена со т.н хоризонт на настани - граница низ која, откако паднавте, никогаш нема да излезете. Сепак, бидејќи црните дупки за прв пат беа постулирани, истражувачите се сомневаат дали хоризонтот на настани е строго неопходен.
Дали може да има црна дупка без неа, т.н „гола“ црна дупка? Ова може да биде опасно бидејќи познатите закони на физиката се прекршени во хоризонтот на настани на црната дупка, а голата црна дупка не може да обезбеди заштита на оваа бариера. Додека повеќето теоретичари веруваат дека голотијата е забранета за црните дупки, еден ноемвриски труд вели дека постои начин да се тестира сигурно. Трикот е да се бараат разлики во акреционите дискови или прстени од гас и прашина формирани од хранењето на црната дупка, што може да укаже на видлива разлика помеѓу голите и нормалните црни дупки.
Божиќ дојде рано оваа година за научниците од црните дупки. Во октомври, заедницата за набљудување LIGO и нејзиниот европски колега Девица објавија голем нов каталог на десетици сигнали на гравитациски бранови, откриена во периодот од април до септември 2019 година.
39-те настани вклучуваа мноштво интригантни откритија, како што е масивно спојување на црната дупка што резултираше со остаток со маса од 142 Сонца, екстремно едностран настан со маси на објекти поголеми од Сонцето и мистериозен објект што се појави да биде или мала црна дупка или голема неутронска ѕвезда. Истражувачите беа возбудени од податоците, кои покажаа дека објектите добиваат во просек по еден нов сигнал на секои пет дена и планираат да го искористат за подобро да го разберат однесувањето и зачестеноста на спојувањата на црните дупки.
Прочитајте исто така:
Оставете Одговор