Fizikai šiuo metu išgyvena naujų žinių apie juodąsias skyles aukso amžių. Nuo 2015 m. mokslininkai galėjo gauti signalus tiesiai iš juodųjų skylių naudodami gravitacinių bangų observatorija su lazeriniu interferometru (LINK), o observatorijos, pvz Teleskopas „Event Horizon“. (EHT), gaukite pirmuosius vaizdus juodosios skylės šešėliai. Šie metai buvo ne išimtis, o naujų įdomių ir unikalių rezultatų praplėtė mūsų žinių apie juodąsias skyles horizontus. Čia apžvelgsime keletą įspūdingiausių 2020 m. atradimų.
Tarsi patvirtinant, kad 2020-ieji buvo juodųjų skylių tyrimų metai, pagrindinis mokslo laimėjimas yra Nobelio premija – spalį buvo apdovanotas trims fizikai, kurių darbai nušviečia šių paslaptingų kosminių objektų gyvenimą.
Rogeris Penrose'as iš Oksfordo universiteto (JK) gavo pusę premijos „už atradimą, kad juodųjų skylių susidarymas yra patikima bendrosios reliatyvumo teorijos prognozė“, o Andrea Guez iš Kalifornijos universiteto Los Andžele ir Reinhardas Hanselis iš Bonos universiteto. ir Nežemiškos fizikos institutas Maxas Planckas Vokietijoje pasidalijo antrąją pusę „už supermasyvaus kompaktiško objekto atradimą mūsų galaktikos centre“, sakoma Švedijos karališkosios mokslų akademijos pranešime. Andrea Guez yra tik ketvirtoji moteris, laimėjusi Nobelio fizikos premiją, po Marie Curie 1903 m., Maria Heppert-Mayer 1963 m. ir Donnos Strickland 2018 m.
LINK ir jos atitikmuo Europoje Mergelė stebėti juodąsias skyles per gravitacines bangas erdvėlaikio audinyje, kurios susidaro svyruojant masyviems objektams.
Objektuose jau buvo padaryti keli įspūdingi atradimai. Tačiau gegužę bendradarbiavimas paskelbė, kad atrado didžiausią susidūrimą su juodąja skyle istorijoje. Vienas iš jų yra 85 kartus didesnis už Saulės masę, o kitas – 66 kartus didesnis už Saulės masę. Jiems susidūrus susidaro juodoji skylė, kurios masė viršija Saulės masę. 142 kartus. Be rekordų nustatymo, radinys buvo pirmasis taip vadinamoje „uždraustojoje“ vidutinės masės juodųjų skylių zonoje. Nors astronomai matė mažas, maždaug mūsų Saulės dydžio, juodąsias skyles ir žino, kad galaktikų centruose egzistuoja kolosalios, milijonus kartų didesnės už Saulės masę, anksčiau niekas nerado juodųjų skylių šiame viduriniame diapazone įrodymų. Kaip tiksliai jie susiformavo, tebėra paslaptis, kurią mokslininkai šiuo metu bando įminti.
Netrukus po to, kai Didysis sprogimas Visata buvo persmelkta karštos ir neramios spinduliuotės. Kai kuriuose regionuose energija buvo pakankamai tanki, kad teoriškai subyrėtų ir susidarytų juodoji skylė.
Nors fizikai vis dar nežino, ar jie egzistuoja pirmapradžių juodųjų skylių (PCD), pastaruoju metu jie galvoja apie tai, kas galėtų nutikti, jei jie egzistuotų. Keletas straipsnių, įskaitant vieną, paskelbtą lapkritį, teigia, kad šios juodosios skylės, kurių kai kurios bus mažesnės nei susidariusios iš mirštančių žvaigždžių, gali sudaryti tamsiąją materiją – nežinomą medžiagą, kuri daro gravitacinį poveikį visai visatai. Ateinančiais metais bus atliekami eksperimentai ieškant PCD, kurie patvirtins arba paneigs jų egzistavimą.
O kas, jei paimtumėte neįtikėtinai masyvias juodąsias skyles galaktikų centruose ir padidintumėte jas 11 kartų? Štai ką mokslininkai pasiūlė rugsėjo mėn. publikuotame dokumente, kuriame aptariama „neįtikėtinai didelių juodųjų skylių“ galimybė.PLOKŠTĖS).
Šie objektai svers mažiausiai 1 trilijoną kartų daugiau nei Saulės masė, 10 kartų daugiau nei didžiausia šiuo metu žinoma juodoji skylė, 66 milijardus saulės masės monstras, vadinamas TON 618. Kai kurios SLAB galėjo susiformuoti ankstyvojoje visatoje, sukurdamos dar vieną pirminių juodųjų skylių klasę, o tai reiškia, kad galėjome pamatyti jų pėdsaką kosminėje mikrobangų fone, kai mūsų visatai tebuvo 380 000 metų. Kitus būtų galima aptikti pažiūrėjus, kaip jos iškreipia tolimų žvaigždžių šviesą, jei tarp mūsų atsiduria SLAB. Ši koncepcija vis dar tebėra hipotetinė, tačiau sulaukia vis didesnio dėmesio.
Dauguma juodųjų skylių porų, aptiktų LIGO ir Virgo instrumentais, turi maždaug tokią pačią masę. Tačiau balandį bendradarbiavimas paskelbė, kad žiūri pati asimetriškiausia katastrofa.
Objektų, susidūrusių maždaug 2,4 milijardo šviesmečių atstumu nuo mūsų, masė buvo atitinkamai maždaug 8 ir 30 kartų didesnė už mūsų Saulės masę. Toks netikėtas įvykis buvo laikomas pakankamai retu, kad gravitacinių bangų įrenginiai to nepastebėtų jau po kelerių metų. Šis atradimas meta iššūkį šioms prielaidoms ir skatina tyrėjus apsvarstyti hierarchinių susijungimų galimybę, kai viena juodoji skylė susiduria su kita, o vėliau susidaręs likutis susilieja su kita juodąja skyle.
Kai masyvus objektas tam tikru atstumu priartėja prie juodosios skylės, ten esančios ekstremalios gravitacinės jėgos gali suplėšyti objektą į ilgas medžiagos gijas, kurios išsisklaido visur.
Šis procesas šnekamojoje kalboje vadinamas spagetifikavimas, buvo pastebėtas retai, nes daugumą juodųjų skylių supa nedengtas dujų ir dulkių debesis. Tačiau spalį Europos pietinės observatorijos astronomams pavyko padaryti nuotrauką Žvaigždės spagečiai precedento neturinčiomis detalėmis naudojant labai didelį teleskopą ir naujųjų technologijų teleskopą. Šis įvykis, žinomas kaip AT 2019qiz, suteiks mokslininkams įžvalgų apie tokius reiškinius ir padės geriau suprasti gravitaciją ekstremaliomis sąlygomis.
Niekas nenori priartėti per arti juodosios skylės. Laimei, kosminis „Pac-Man“ gegužę pastebėjo besisukantį aplink žvaigždžių kompanionus, žinomus kaip H.R. 6819, yra astronomiškai saugiu atstumu nuo savo partnerių.
Naujoji juodoji skylė slypi už 1000 šviesmečių nuo Žemės pietiniame Telescopium žvaigždyne, tris kartus arčiau nei ankstesnė rekordininkė. Astronomai negali tiesiogiai stebėti pačios juodosios skylės, tačiau galėjo daryti išvadą apie jos buvimą pagal tai, kaip ji gravitaciniu būdu veikia du kitus sistemos objektus. Stebėtojai pietiniame pusrutulyje gali plika akimi pamatyti HR 6819 sistemos žvaigždes, žiūrėdami į žvaigždžių diagramą ir pažvelgę į Teleskopijos žvaigždyną, esantį netoli ribos su Pavo žvaigždynu.
Kad susidarytų juodoji skylė, materija ir energija turi subyrėti iki mažyčio begalinio tankio taško. Kadangi tokios begalybės turėtų būti fiziškai neįmanomos, teoretikai jau seniai ieškojo būdų, kaip apeiti tokį keistą rezultatą.
Pagal stygų teoriją, kuri visas daleles ir jėgas pakeičia subatominėmis, vibruojančiomis stygomis, juodosios skylės gali pasirodyti dar keistesnės – pamatinių stygų raizginys, tarsi neryškūs siūlai. Spalio mėn. atliktas tyrimas parodė, kad jei atomai neutroninėse žvaigždėse, žvaigždžių liekanose, kurios nėra pakankamai tankios, kad susidarytų juodoji skylė, iš tikrųjų būtų stygų pluoštas, suspaudus šias stygas iš tikrųjų nesusidarytų juodoji skylė, o pūkuotas kamuolys – tai būtų panašu į minėtą siūlų kamuolį. Keista idėja dar iki galo neįgyvendinta, tačiau tai viena iš galimų alternatyvų darbui su begalybe.
Anot fizikų, kiekviena juodoji skylė turėtų būti apsupta vadinamųjų įvykių horizontas - riba, per kurią iškritęs niekada neišeisi. Tačiau nuo tada, kai juodosios skylės buvo pirmą kartą postuluotos, mokslininkai suabejojo, ar įvykių horizontas yra tikrai būtinas.
Ar be jos gali būti juodoji skylė, vadinamoji „nuoga“ juodoji skylė? Tai gali būti pavojinga, nes juodosios skylės įvykių horizonte pažeidžiami žinomi fizikos dėsniai, o plika juodoji skylė negali apsaugoti šios kliūties. Nors dauguma teoretikų mano, kad nuogybės yra nepriimtinos juodosios skylės, lapkritį paskelbtame dokumente teigiama, kad yra būdas tai patikrinti. Triukas yra ieškoti skirtumų tarp juodųjų skylių susidarančių dujų ir dulkių žiedų arba žiedų, kurie gali rodyti matomą skirtumą tarp atvirų ir įprastų juodųjų skylių.
Kalėdos šiais metais juodųjų skylių mokslininkams atėjo anksti. Spalio mėn. LIGO stebėtojų bendruomenė ir jos kolega Europoje Virgo išleido didelį naują katalogą dešimtys gravitacinių bangų signalų, aptiktas 2019 m. balandžio – rugsėjo mėn.
39 įvykiai apėmė daugybę intriguojančių atradimų, tokių kaip didžiulis juodųjų skylių susijungimas, dėl kurio susidarė 142 Saulių masės liekanos, itin vienpusis įvykis su daugybe objektų, didesnių už Saulę, ir paslaptingas objektas, kuris pasirodė. būti maža juodąja skyle arba didele neutronine žvaigžde. Mokslininkus sujaudino duomenys, kurie parodė, kad objektai kas penkias dienas gauna vidutiniškai po vieną naują signalą ir planuoja jį panaudoti, kad geriau suprastų juodųjų skylių susijungimų elgesį ir dažnumą.
Taip pat skaitykite:
Palikti atsakymą