Физичари тренутно доживљавају златно доба нових сазнања о црним рупама. Од 2015. истраживачи су могли да примају сигнале директно из црних рупа користећи опсерваторија гравитационих таласа са ласерским интерферометром (ЛИГО), док опсерваторије као нпр телескоп Евент Хоризон (ЕХТ), добијте прве слике сенке црне рупе. Ова година није била изузетак, са свежим плодовима узбудљивих и јединствених резултата који проширују хоризонте нашег знања о црним рупама. Овде ћемо погледати нека од најимпресивнијих открића 2020.
Као да потврђује да је 2020. година истраживања црних рупа, главно достигнуће науке је Нобелова награда - додељена је у октобру тројици физичара чији радови осветљавају живот ових мистериозних свемирских објеката.
Роџер Пенроуз са Универзитета Оксфорд у Великој Британији добио је половину награде „за откриће да је формирање црне рупе снажно предвиђање опште релативности“, док је Андреа Гуез са Универзитета Калифорније у Лос Анђелесу и Рајнхард Хансел са Универзитета у Бону и Институт за ванземаљску физику Макс Планк у Немачкој поделили су другу половину „за откриће супермасивног компактног објекта у центру наше галаксије“, наводи се у саопштењу Краљевске шведске академије наука. Андреа Гез је тек четврта жена која је добила Нобелову награду за физику, после Марије Кири 1903. године, Марије Хеперт-Мајер 1963. и Доне Стрикланд 2018. године.
ЛИГО и њен европски пандан Девица посматрају црне рупе кроз гравитационе таласе у ткиву простор-времена, које настају када масивни објекти осцилују.
У објектима је већ направљено неколико импресивних открића. Али у мају је сарадња објавила да је открила највећи судар са црном рупом у историји. Један од њих је 85 пута већи од масе Сунца, а други 66 пута већи од масе Сунца. Када се међусобно сударе, формирају црну рупу чија је маса већа од масе Сунца за 142 пута. Поред постављања рекорда, налаз је био први у такозваној "забрањеној" зони црних рупа средње масе. Иако су астрономи видели мале црне рупе величине нашег Сунца и знају да оне колосалне, милионе пута веће од Сунчеве, постоје у центрима галаксија, нико раније није пронашао доказе црних рупа у овом средњем опсегу. Како су тачно настале, остаје мистерија коју научници тренутно покушавају да реше.
Убрзо након Велики прасак Универзум је био прожет врелим и узбурканим зрачењем. У неким регионима, енергија је била довољно густа да се теоретски сруши у себе и формира црну рупу.
Иако физичари још увек не знају да ли ови постоје примордијалне црне рупе (ПЦД), у последње време размишљају о томе шта би се могло догодити да постоје. Неколико радова, укључујући један објављен у новембру, сугерисало је да би ове црне рупе, од којих ће неке бити мање од оних које су настале од умирућих звезда, могле да представљају тамну материју, непознату супстанцу која врши гравитациони утицај на цео свемир. У наредним годинама спроводе се експерименти у потрази за ПЦД, који ће или потврдити или демантовати њихово постојање.
Шта ако узмете невероватно масивне црне рупе у центрима галаксија и увећате их за фактор 11? То је оно што су истраживачи предложили у септембарском раду у којем се расправља о могућности „невероватно великих црних рупа“ (СЛАБс).
Ови објекти ће тежити најмање 1 трилион пута више од масе Сунца, 10 пута више од највеће црне рупе која је тренутно позната, чудовишта од 66 милијарди соларне масе тзв. ТОН 618. Неки од СЛАБ-а су се можда формирали у раном универзуму, стварајући још једну класу примордијалних црних рупа, што значи да смо могли да видимо њихов отисак у космичкој микроталасној позадини када је наш универзум био стар само 380 година. Други се могу открити гледајући како савијају светлост далеких звезда ако се ПЛОЧА нађе између нас. Овај концепт и даље остаје хипотетички, али привлачи све већу пажњу.
Већина парова црних рупа откривених инструментима ЛИГО и Вирго има приближно исту масу. Али у априлу је сарадња објавила да гледа најасиметричнија катастрофа.
Објекти који су се сударили на удаљености од око 2,4 милијарде светлосних година од нас имали су масу око 8 односно 30 пута већу од нашег Сунца. Такав неочекивани догађај сматран је довољно ретким да га гравитационо-таласне инсталације не би приметиле након само неколико година. Откриће доводи у питање ове претпоставке и подстиче истраживаче да размотре могућност хијерархијских спајања, у којима се једна црна рупа судара са другом, а затим се резултујући остатак спаја са другом црном рупом.
Када се масивни објекат приближи црној рупи на одређеној удаљености, екстремне гравитационе силе присутне тамо могу да поцепају објекат на дугачке нити материјала који се распршују свуда.
Овај процес, колоквијално назван шпагетификација, ретко је примећен јер је већина црних рупа окружена замагљеним облаком гаса и прашине. Али у октобру су астрономи из Европске јужне опсерваторије успели да направе слику Шпагетификација звезде са невиђеним детаљима користећи и веома велики телескоп и телескоп нове технологије. Овај догађај, познат као НА 2019киз, пружиће истраживачима увид у такве појаве и помоћи им да боље разумеју гравитацију у екстремним условима.
Нико не жели да се превише приближи црној рупи. На срећу, космички Пац-Ман је у мају приметио како кружи око пара звезда пратилаца познатих као ХР 6819, налази се на астрономски безбедној удаљености од својих партнера.
Нова црна рупа вреба 1000 светлосних година од Земље у јужном сазвежђу Телескопијум, три пута ближе од претходног рекордера. Астрономи не могу директно да посматрају саму црну рупу, али су могли да закључе о њеном присуству на основу тога како гравитационо утиче на два друга објекта у систему. Посматрачи на јужној хемисфери могу да виде звезде у систему ХР 6819 голим оком гледајући звездану карту и гледајући у сазвежђе Телескопијум, близу границе са сазвежђем Паво.
Да би се створила црна рупа, материја и енергија морају да колабирају до мале тачке бесконачне густине. Пошто би такве бесконачности требало да буду физички немогуће, теоретичари су дуго тражили начин да заобиђу тако чудан резултат.
Према теорији струна, која све честице и силе замењује субатомским, вибрирајућим струнама, црне рупе се могу показати као нешто још чудније – сплет основних струна, попут расплинутог предива. У октобру је студија показала да ако су атоми у неутронским звездама, тип звезданог остатка који није довољно густ да формира црну рупу, заправо били сноп жица, онда компресовање тих жица заједно не би заправо формирало црну рупу, већ паперјаста лопта - то би било слично горе поменутом клупку предива. Чудна идеја још није у потпуности спроведена, али је једна од могућих алтернатива раду са бесконачношћу.
По мишљењу физичара, свака црна рупа треба да буде окружена тзв хоризонт догађаја - граница кроз коју, павши, никада нећете изаћи. Међутим, откако су црне рупе први пут претпостављене, истраживачи су поставили питање да ли је хоризонт догађаја стриктно неопходан.
Може ли црна рупа без ње, тзв „голе“ црне рупе? Ово може бити опасно јер се познати закони физике крше унутар хоризонта догађаја црне рупе, а гола црна рупа не може да обезбеди заштиту ове баријере. Док већина теоретичара верује да је голотиња забрањена за црне рупе, новембарски лист каже да постоји начин да се то сигурно тестира. Трик је у тражењу разлика у акреционим дисковима или прстеновима гаса и прашине који настају храњењем црне рупе, што може указати на видљиву разлику између голих и нормалних црних рупа.
Божић је ове године дошао рано за научнике црних рупа. У октобру су посматрачка заједница ЛИГО и њен европски колега Вирго објавили велики нови каталог десетине сигнала гравитационих таласа, откривена у периоду од априла до септембра 2019. године.
39 догађаја укључивало је мноштво интригантних открића, као што је масовно спајање црне рупе које је резултирало остатком са масом од 142 Сунца, изузетно једнострани догађај са масама објеката већим од Сунца и мистериозни објекат који се појавио да буде или мала црна рупа или велика неутронска звезда. Истраживачи су били узбуђени подацима, који су показали да објекти добијају у просеку један нови сигнал сваких пет дана, и планирају да га користе за боље разумевање понашања и учесталости спајања црних рупа.
Прочитајте такође:
Ostavite komentar