Eðlisfræðingar upplifa um þessar mundir gullöld nýrrar þekkingar um svarthol. Síðan 2015 hafa vísindamenn getað tekið á móti merki beint frá svartholum með því að nota þyngdarbylgjuathugunarstöð með laser interferometer (LINK), en stjörnustöðvar eins og Event Horizon sjónaukinn (EHT), fáðu fyrstu myndirnar skuggar af svartholi. Þetta ár hefur ekki verið undantekning þar sem ný uppskera af spennandi og einstökum árangri víkkar út sjóndeildarhring þekkingar okkar á svartholum. Hér skoðum við nokkrar af glæsilegustu uppgötvunum ársins 2020.
Eins og til að staðfesta að árið 2020 hafi verið ár svartholsrannsókna er helsta afrek vísindanna Nóbelsverðlaun - var veitt í október til þriggja eðlisfræðinga sem varpa ljósi á líf þessara dularfullu geimfyrirtækja.
Roger Penrose frá Oxford-háskóla í Bretlandi fékk hálf verðlaunin „fyrir uppgötvunina að svartholsmyndun er öflug spá um almenna afstæðiskenningu,“ en Andrea Guez frá Kaliforníuháskóla í Los Angeles og Reinhard Hansel við háskólann í Bonn. og Stofnunin fyrir geimvera eðlisfræði Max Planck í Þýskalandi deildu hinum helmingnum „til uppgötvunar á ofurstífu fyrirbæri í miðju vetrarbrautar okkar,“ sagði í yfirlýsingu frá Konunglegu sænsku vísindaakademíunni. Andrea Guez er aðeins fjórða konan sem hlýtur Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði, á eftir Marie Curie árið 1903, Maria Heppert-Mayer árið 1963 og Donna Strickland árið 2018.
LINK og evrópsk hliðstæða þess Meyja fylgjast með svörtum holum í gegnum þyngdarbylgjur í efni tímarúmsins, sem myndast þegar stórir hlutir sveiflast.
Nokkrar glæsilegar uppgötvanir hafa þegar verið gerðar á aðstöðunni. En í maí tilkynnti samstarfið að það hefði uppgötvað stærsta árekstur við svarthol í sögunni. Annar þeirra er 85 sinnum stærri en massi sólar og hinn er 66 sinnum stærri en massi sólar. Þegar þeir rekast saman mynda þeir svarthol sem massi er meiri en massi sólarinnar 142 sinnum. Auk þess að setja met var fundurinn sá fyrsti á hinu svokallaða „bannaða“ svæði meðalstórra svarthola. Þótt stjörnufræðingar hafi séð lítil svarthol á stærð við sólina okkar og viti að risastór, milljón sinnum massameiri en sólin, eru til í miðju vetrarbrauta, hefur enginn áður fundið vísbendingar um svarthol á þessu millisviði. Hvernig nákvæmlega þau voru mynduð er enn ráðgáta sem vísindamenn eru nú að reyna að leysa.
Stuttu eftir Miklihvellur Alheimurinn var gegnsýrður af heitri og ólgandi geislun. Á sumum svæðum var orkan nógu þétt til að fræðilega hrundi inn í sjálfa sig og myndaði svarthol.
Þó að eðlisfræðingar viti ekki enn hvort þetta sé til frumsvarthol (PCD), undanfarið hafa þeir verið að hugsa um hvað gæti gerst ef þeir væru til. Nokkur blöð, þar á meðal ein sem kom út í nóvember, hafa gefið til kynna að þessi svarthol, sem sum hver verða minni en þau sem myndast úr deyjandi stjörnum, gætu hugsanlega verið hulduefni, óþekkt efni sem hefur þyngdaráhrif á allan alheiminn. Á næstu árum eru gerðar tilraunir til að leita að PCD, sem mun annað hvort staðfesta eða afneita tilvist þeirra.
Hvað ef þú myndir taka ótrúlega massamiklu svartholin í miðju vetrarbrauta og stækka þau um 11? Það er það sem vísindamennirnir lögðu til í septemberblaði þar sem fjallað var um möguleikann á „ótrúlega stórum svartholum“ (PLÖTUR).
Þessi fyrirbæri munu vega að minnsta kosti 1 trilljón sinnum massa sólar, 10 sinnum meira en stærsta svarthol sem nú þekkist, 66 milljarða sólmassaskrímsli sem kallast TONN 618. Sumar SLABs gætu hafa myndast snemma í alheiminum og skapað annan flokk frumsvarthola, sem þýðir að við gætum séð áletrun þeirra í geimnum örbylgjubakgrunni þegar alheimurinn okkar var aðeins 380 ára gamall. Aðra væri hægt að greina með því að skoða hvernig þeir sveigja ljós fjarlægra stjarna ef SLAB verður á milli okkar. Þetta hugtak er enn tilgáta, en það vekur aukna athygli.
Flest svartholapörin sem LIGO- og Meyjartækin greina hafa um það bil sama massa. En í apríl tilkynnti samstarfið að það væri að fylgjast með ósamhverfa stórslysið.
Fyrirbærin sem rákust saman í um 2,4 milljörðum ljósára fjarlægð frá okkur höfðu um það bil 8 og 30 sinnum massa en sólin okkar. Slíkur óvæntur atburður var talinn nógu sjaldgæfur til að þyngdarbylgjur myndu ekki taka eftir því eftir aðeins nokkur ár. Uppgötvunin ögrar þessum forsendum og hvetur rannsakendur til að íhuga möguleikann á stigveldissamruna, þar sem eitt svarthol rekst á annað, og þá sameinast leifar sem myndast við annað svarthol.
Þegar gríðarmikill hlutur nálgast svarthol í ákveðinni fjarlægð geta hinir miklu þyngdarkraftar sem þar eru til staðar rifið hlutinn í langa efnisþræði sem dreifast um allt.
Þetta ferli, í daglegu tali kallað spaghettification, sást sjaldan vegna þess að flest svarthol eru umkringd huldu skýi af gasi og ryki. En í október tókst stjörnufræðingum frá European Southern Observatory að taka mynd Spaghettification stjörnunnar í áður óþekktum smáatriðum með því að nota bæði Very Large Telescope og New Technology Telescope. Þessi atburður, þekktur sem AT 2019qiz, mun gefa rannsakendum innsýn í slík fyrirbæri og hjálpa þeim að skilja betur þyngdarafl við erfiðar aðstæður.
Enginn vill komast of nálægt svartholi. Sem betur fer sá kosmíski Pac-Man í maí á braut um par af félagastjörnum þekktar sem H.R. 6819, er í stjarnfræðilega öruggri fjarlægð frá samstarfsaðilum sínum.
Nýja svartholið leynist í 1000 ljósára fjarlægð frá jörðinni í suðurstjörnumerkinu Telescopium, þrisvar sinnum nær en fyrri methafinn. Stjörnufræðingar geta ekki fylgst beint með svartholinu sjálfu en hafa getað ályktað um tilvist þess út frá því hvernig það hefur áhrif á tvö önnur fyrirbæri í kerfinu. Áhorfendur á suðurhveli jarðar geta séð stjörnurnar í HR 6819 kerfinu með berum augum með því að horfa á stjörnukort og horfa í stjörnumerkið Telescopium, nálægt landamærunum að stjörnumerkinu Pavo.
Til að svarthol geti myndast þarf efni og orka að hrynja niður í pínulítinn punkt af óendanlega þéttleika. Þar sem slíkur óendanleiki ætti að vera líkamlega ómögulegur, hafa fræðimenn lengi leitað leiða í kringum svo undarlega niðurstöðu.
Samkvæmt strengjakenningunni, sem kemur í stað allra agna og krafta fyrir undiratóma, titrandi strengi, gætu svarthol reynst eitthvað enn undarlegra - flækja af grundvallarstrengjum, eins og loðnu garni. Í október sýndi rannsókn að ef atómin í nifteindastjörnum, tegund af stjörnuleifum sem eru ekki nógu þéttar til að mynda svarthol, væru í raun búnt af strengjum, þá myndi það í rauninni ekki svarthol að þjappa þessum strengjum saman. dúnkúla - það væri svipað og áðurnefndu garnkúlan. Hin undarlega hugmynd hefur ekki enn verið útfærð að fullu, en hún er einn af mögulegum valkostum til að vinna með óendanleikann.
Samkvæmt eðlisfræðingum ætti hvert svarthol að vera umkringt svokölluðu atburðarsjóndeildarhringur - mörk sem þú munt aldrei komast út um eftir að hafa fallið. Hins vegar, allt frá því að svarthol voru fyrst sett fram, hafa vísindamenn efast um hvort atburðarsjóndeildarhringur sé stranglega nauðsynlegur.
Getur verið svarthol án þess, svokallað "nakt" svarthol? Þetta getur verið hættulegt vegna þess að þekkt lögmál eðlisfræðinnar eru brotin innan atburðarsjóndeildar svarthols og nakið svarthol getur ekki veitt vernd þessa hindrunar. Þó að flestir fræðimenn telji að nekt sé bann við svartholum, sagði nóvemberblað að það væri leið til að prófa fyrir víst. Galdurinn er að leita að mismun á uppsöfnunarskífum eða hringum af gasi og ryki sem myndast við innrennsli svartholsins, sem getur bent til sýnilegs muns á nöktum og venjulegum svartholum.
Jólin hafa komið snemma í ár fyrir svartholsvísindamenn. Í október gáfu LIGO eftirlitssamfélagið og evrópska hliðstæða þess Virgo út stóran nýjan vörulista yfir tugir þyngdarbylgjumerkja, uppgötvað á tímabilinu frá apríl til september 2019.
Atburðirnir 39 innihéldu fjölda forvitnilegra uppgötvana, svo sem gríðarmikillar svartholssamruna sem leiddi af sér leifar með massa 142 sóla, afar einhliða atburð með fjölda hluta stærri en sólin og dularfullan hlut sem birtist að vera annað hvort lítið svarthol eða stór nifteindastjarna. Rannsakendur voru spenntir yfir gögnunum sem sýndu að hlutirnir fá að meðaltali eitt nýtt merki á fimm daga fresti og ætla að nota þau til að skilja betur hegðun og tíðni svartholssamruna.
Lestu líka:
Skildu eftir skilaboð