Не всички теории могат да обяснят Gargantuan Black Hole M87 *

Впечатлението на този художник изобразява бързо въртяща се супермасивна черна дупка, заобиколена от акреционен диск. Този тънък диск от въртящ се материал се състои от останките на подобна на слънце звезда, разкъсана от приливните сили на черната дупка. Черната дупка е кръстена, което показва анатомията на това забележително същество. Кредит: ЕСО

Учени от университета Гьоте във Франкфурт и събитието за телескоп Event Horizon използват данните, създали първото изображение от Черна дупка За ограничаване на основните му свойства.

Теоретичните физици от университета Гьоте във Франкфурт са анализирали данните от черната дупка M87 * като част от сътрудничеството на телескопа за събития на хоризонта (EHT), за да проверят теорията на Алберт Айнщайн за общата теория на относителността. Според тестовете, размерът на сянката от M87 * е в отлично съгласие, тъй като е от черна дупка в общата теория на относителността, но поставя ограничения върху свойствата на черните дупки в други теории. През 2019 г. сътрудничеството на EHT публикува първото изображение на черна дупка в центъра на галактиката M87.

Както германският астроном Карл Шварцшилд за първи път посочи, черните дупки огъват пространството-време до крайност поради необичайната си концентрация на маса и топлинна материя в тяхната близост, която започва да свети. Новозеландският физик Рой Кер показа, че въртенето може да промени размера на черна дупка и геометрията на заобикалящата я среда. „Ръбът“ на черна дупка е известен като хоризонт на събитията и това е границата около концентрацията на масата, отвъд която светлината и материята не могат да избягат и което прави черната дупка „черна“. Теорията прогнозира, че черните дупки могат да бъдат описани с малък брой свойства: маса, въртене и различни потенциални заряди.

Всички тези черни дупки хвърлят тъмни сенки, които се различават една от друга по размер, но само тези в сивата гама съответстват на измерванията на EHT от 2017 г. на M87 * и на това изображение нюансите са представени в червено в долната част твърде малко да бъде жизнеспособен модел Приложим за M87 *. Кредит: Прашант Кочерлакота, Лучано Рицола (Университет на Гьоте във Франкфурт и EHT Collaboration / Fiks Film 2021)

В допълнение към черните дупки, предсказани от общата теория на относителността на Айнщайн, могат да се разгледат тези от модели, вдъхновени от струнните теории, които описват материята и всички частици като модели на малки, трептящи струни. Вдъхновените от струните теории за черните дупки предсказват допълнително поле при описването на основната физика, което води до забележителни модификации в размерите на черните дупки, както и в кривината в тяхната близост.

Физиците д-р Прашант Кочерлакота и професор Лучано Рицола от Института по теоретична физика на университета Гьоте във Франкфурт за първи път изследват как различните теории съвпадат с данните от наблюдението на черна дупка M87 * в центъра на галактиката Messe 87 е била изображение на M87 *, направено през 2019 г. с международно сътрудничество Телескоп за събития на хоризонта (EHT), първото експериментално доказателство за действителното съществуване на черни дупки след измерване Гравитационни вълни През 2015г.

Резултат от тези изследвания: Данните от M87 * са в отлично съгласие с теориите, базирани на Айнщайн и до известна степен с теориите, базирани на серии. Д-р Прашант Кочерлакота обяснява: „С данните, записани от сътрудничеството на EHT, вече можем да тестваме различни теории на физиката, използвайки изображения на черни дупки. В момента не можем да отхвърлим тези теории, когато описваме размера на сянката на M87 *, но нашите изчисления ограничават обхват на валидност на тези модели на черни дупки. „

Професор Лучано Рицола казва: „За нас, физиците теоретици, идеята за черните дупки е едновременно източник на безпокойство и вдъхновение. Въпреки че все още се борим с някои от последиците от черните дупки – като хоризонт на събитията или сингулярност – ние изглеждаме да бъдем винаги нетърпеливи да намерим нови решения за черните дупки. И в други теории. Така че е много важно да се получат резултати като нашите резултати, които определят кое е разумно и кое не. Това беше важна първа стъпка и нашите ограничения ще бъде подобрена с нови наблюдения. „

В сътрудничеството на телескопа Event Horizon телескопите от цял ​​свят са свързани заедно, за да образуват хипотетичен гигантски телескоп с чиния с размерите на самата Земя. Благодарение на точността на този телескоп, вестник в Ню Йорк може да се прочете от улично кафене в Берлин.

Справка: „Ограничения върху таксите за черни дупки, използващи наблюдения на EHT от 2017 г. за M87 *“ Публикувано от Prashant Kocherlakota et al. (EHT Collaboration), 20 май 2021 г., Физически преглед d.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047