18 июня, 2021

SolusNews.com

Последние новости

Не все теории могут объяснить гигантскую черную дыру M87 *

Впечатление этого художника изображает быстро вращающуюся сверхмассивную черную дыру, окруженную аккреционным диском. Этот тонкий диск из вращающегося материала состоит из остатков солнечной звезды, разорванной на части приливными силами черной дыры. Название черной дыры указывает на анатомию этого замечательного существа. Предоставлено: ESO.

Ученые из Франкфуртского университета им. Гете и компании Event Horizon Telescope Collaboration используют данные, на основе которых было получено первое изображение Черная дыра Чтобы ограничить его основные свойства.

Физики-теоретики из Университета Гете во Франкфурте проанализировали данные о черной дыре M87 * в рамках сотрудничества Event Horizon Telescope (EHT) для проверки общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Согласно тестам, размер тени от M87 * отлично согласуется с размером тени от черной дыры в общей теории относительности, но налагает ограничения на свойства черных дыр в других теориях. В 2019 году коллаборация EHT опубликовала первое изображение черной дыры в центре галактики M87.

Как впервые заметил немецкий астроном Карл Шварцшильд, черные дыры искривляют пространство-время до крайности из-за их необычной концентрации массы и нагревают материю в непосредственной близости от них, чтобы она начала светиться. Новозеландский физик Рой Керр показал, что вращение может изменить размер черной дыры и геометрию ее окружения. «Край» черной дыры известен как горизонт событий, и это граница вокруг концентрации массы, за пределы которой свет и материя не могут выйти, и это делает черную дыру «черной». Теория предсказывает, что черные дыры можно описать небольшим количеством свойств: массой, вращением и множеством потенциальных зарядов.

Размеры горизонта событий для различных теорий гравитации

Все эти черные дыры отбрасывают темные тени, которые отличаются друг от друга по размеру, но только те, что находятся в сером диапазоне, соответствуют измерениям EHT 2017 года M87 *, и на этом изображении оттенки представлены красным внизу слишком маленькими быть жизнеспособной моделью Применимо для M87 *. Предоставлено: Прашант Кочерлакота, Лучано Риццола (Франкфуртский университет Гете и EHT Collaboration / Fiks Film 2021)

В дополнение к черным дырам, предсказанным общей теорией относительности Эйнштейна, можно рассмотреть те из моделей, вдохновленных теориями струн, которые описывают материю и все частицы как узоры из маленьких колеблющихся струн. Теории черных дыр, вдохновленные струнами, предсказывают дополнительное поле в описании базовой физики, что приводит к значительным изменениям размеров черных дыр, а также кривизны в их окрестностях.

READ  Центр здравоохранения Центрального округа поднимает рекомендации по использованию масок для лица для четырех округов

Физики доктор Прашант Кочерлакота и профессор Лучано Риццола из Института теоретической физики Университета Гете во Франкфурте впервые исследуют, как различные теории совпадают с данными наблюдений черной дыры M87 * в центре галактики Messe 87. изображение M87 *, сделанное в 2019 году при международном сотрудничестве Event Horizon Telescope (EHT), первое экспериментальное доказательство фактического существования черных дыр после измерения Гравитационные волны В 2015 г.

Результат этих исследований: данные с M87 * полностью согласуются с теориями, основанными на Эйнштейне, и в некоторой степени с теориями, основанными на сериях. Доктор Прашант Кочерлакота объясняет: «С данными, записанными коллаборацией EHT, теперь мы можем проверить различные теории физики с использованием изображений черной дыры. В настоящее время мы не можем отвергать эти теории при описании размера тени M87 *, но наши расчеты ограничивают область действия этих моделей черных дыр ».

Профессор Лучано Риццола говорит: «Для нас, физиков-теоретиков, идея черных дыр является одновременно источником беспокойства и вдохновения. Хотя мы все еще боремся с некоторыми последствиями черных дыр, такими как горизонт событий или сингулярность, мы кажемся всегда стремиться найти новые решения для черных дыр. В других теориях также. Поэтому очень важно получить результаты, такие как наши результаты, которые определяют, что разумно, а что нет. Это был важный первый шаг и наши ограничения будут улучшены новыми наблюдениями ».

В рамках сотрудничества Event Horizon Telescope телескопы со всего мира соединены вместе, чтобы сформировать гипотетический гигантский телескоп с тарелкой размером с саму Землю. Благодаря точности этого телескопа газету в Нью-Йорке можно читать в уличном кафе в Берлине.

Ссылка: «Ограничения на заряды черных дыр с использованием наблюдений EHT 2017 года для M87 *» Автор: Прашант Кочерлакота и др. (Сотрудничество EHT), 20 мая 2021 г., Физический обзор d.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047

READ  SpaceX увеличивает частоту запусков пятой миссии Falcon 9 за три недели - Spaceflight Now