Ne všechny teorie mohou vysvětlit Gargantuanovu černou díru M87 *

Vědci z Goethe University ve Frankfurtu a Event Horizon Telescope Collaboration používají data, která vytvořila první snímek z Černá díra Omezit jeho základní vlastnosti.

Teoretičtí fyzici na Goetheho univerzitě ve Frankfurtu analyzovali data z černé díry M87 * v rámci spolupráce Event Horizon Telescope (EHT), aby otestovali teorii obecné relativity Alberta Einsteina. Podle testů je velikost stínu z M87 * ve vynikající shodě z černé díry v obecné relativitě, ale omezuje vlastnosti černých děr v jiných teoriích. V roce 2019 zveřejnila spolupráce EHT první snímek černé díry ve středu galaxie M87.

Jak poprvé poukázal německý astronom Karl Schwarzschild, černé díry ohýbají časoprostor do extrému kvůli jejich neobvyklé koncentraci hmoty a tepelné hmoty v jejich blízkosti, která začíná zářit. Novozélandský fyzik Roy Kerr ukázal, že rotace může změnit velikost černé díry a geometrii jejího okolí. „Okraj“ černé díry je známý jako horizont událostí a je to hranice kolem koncentrace hmoty, za kterou nemůže uniknout světlo a hmota, a díky tomu je černá díra „černá“. Teorie předpovídá, že černé díry lze popsat malým počtem vlastností: hmotou, rotací a řadou potenciálních nábojů.

Všechny tyto černé díry vrhají tmavé stíny, které se od sebe navzájem liší velikostí, ale pouze ty v šedé škále odpovídají 2017 EHT měření M87 * a na tomto obrázku jsou odstíny znázorněny červeně dole příliš malé být životaschopným modelem. Platí pro M87 *. Uznání: Prashant Kocherlakota, Luciano Rizzola (Goethe University Frankfurt and EHT Collaboration / Fiks Film 2021)

Kromě černých děr předpovězených Einsteinovou obecnou teorií relativity by se dalo uvažovat o těchto modelech inspirovaných teoriemi strun, které popisují hmotu a všechny částice jako vzory malých, oscilačních strun. Teorie černé díry inspirované řetězci předpovídají další pole při popisu základní fyziky, což vede k pozoruhodným změnám ve velikosti černých děr i v zakřivení v jejich blízkosti.

Fyzici Dr. Prashant Kocherlakota a profesor Luciano Rizzola z Ústavu pro teoretickou fyziku Goetheho univerzity ve Frankfurtu poprvé zkoumají, jak se různé teorie shodovaly s pozorovacími daty černé díry M87 * ve středu galaxie Messe 87. snímek M87 * pořízený v roce 2019 s mezinárodní spoluprací Event Horizon Telescope (EHT), první experimentální důkaz skutečné existence černých děr po měření Gravitační vlny V roce 2015.

Výsledek těchto výzkumů: Data z M87 * jsou ve vynikající shodě s teoriemi založenými na Einsteinovi a do určité míry s teoriemi založenými na sériích. Dr. Prashant Kocherlakota vysvětluje: „S údaji zaznamenanými spoluprací EHT můžeme nyní testovat různé teorie fyziky pomocí obrazů černé díry. V současné době nemůžeme tyto teorie odmítnout při popisu velikosti stínu M87 *, ale naše výpočty omezují rozsah platnosti těchto modelů černé díry. “

Profesor Luciano Rizzola říká: „Pro nás teoretické fyziky je myšlenka černých děr zdrojem znepokojení i inspirace. I když stále bojujeme s některými důsledky černých děr – jako je horizont událostí nebo jedinečnost – zdá se vždy toužit po hledání nových řešení pro černé díry. I v jiných teoriích. Je tedy velmi důležité získat výsledky, jako jsou naše výsledky, které určují, co je rozumné a co ne. Byl to důležitý první krok a naše omezení bude vylepšeno novými pozorováními. “

Ve spolupráci s dalekohledem Event Horizon Telescope jsou dalekohledy z celého světa propojeny a tvoří hypotetický obří dalekohled s miskou o velikosti samotné Země. Díky přesnosti tohoto dalekohledu lze noviny v New Yorku číst z berlínské pouliční kavárny.

Odkaz: „Omezení poplatků za černé díry pomocí pozorování EHT z roku 2017 pro M87 *“ Autor: Prashant Kocherlakota et al. (EHT Collaboration), 20. května 2021, Fyzická kontrola d.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047