Dojem umelca predstavuje rýchlo rotujúcu supermasívnu čiernu dieru obklopenú akrečným diskom. Tento tenký disk rotujúceho materiálu sa skladá zo zvyškov hviezdy podobnej Slnku, ktoré boli oddelené prílivovými silami čiernej diery. Na štítku sú čierne diery, ktoré znázorňujú anatómiu tohto fascinujúceho objektu. Poďakovanie: ESO
Goetheho univerzita vo Frankfurte nad Mohanom a Event Horizon Telescope využívajú vedecké údaje zo spolupráce, ktorá vytvára prvý obraz jedného z nich Čierna diera Obmedziť jeho základné vlastnosti.
Teoretickí fyzici na Goetheho univerzite vo Frankfurte analyzovali údaje z čiernej diery M87 * v rámci spolupráce s Event Horizon Telescope (EHT), aby otestovali teóriu všeobecnej relativity Alberta Einsteina. Podľa testov je veľkosť tieňa z M87 * vo vynikajúcej zhode s čiernou dierou vo všeobecnej teórii relativity, ale iné teórie kladú obmedzenia na vlastnosti čiernej diery. V roku 2019 EHT Collaboration zverejnil prvý obrázok čiernej diery nachádzajúcej sa v strede galaxie M87.
Ako už predtým uviedol nemecký astronóm Karl Schwarzschild, čierne diery sa nadmerne krútia časopriestorom kvôli svojej mimoriadnej koncentrácii hmoty a ohrievajú hmotu okolo seba tak, že začne žiariť. Novozélandský fyzik Roy Kerr ukázal, že rotácia môže zmeniť tvar čiernej diery a geometriu okolo nej. „Okraj“ čiernej diery je známy ako horizont udalostí, hranica okolo koncentrácie hmoty, za ktorú nemôže uniknúť svetlo a hmota, a ktorá robí čiernu dieru „čiernou“. Teóriu predpovedajú čierne diery, ktoré je možné opísať pomocou niektorých vlastností: hmotnosti, rotácie a rôznych možných nábojov.
Všetky tieto čierne diery vrhajú tmavé tiene, ktoré sa navzájom líšia veľkosťou, ale iba tie, ktoré spadajú do šedého pásma, sú kompatibilné s mierou M87 * E87 2017 a na tomto obrázku je nižšie zobrazené červenou farbou príliš malé na to, aby ich bolo možné životaschopný model pre M87 *. Poďakovanie: Prashant Kocharlakota, Luciano Rezola (Goethe University Frankfurt a EHT Collaboration / Fix Film 2021)
Okrem čiernych dier predpovedaných Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity je možné ich považovať aj za modely inšpirované teóriami strún, ktoré popisujú hmotu a všetky častice ako režimy malých vibračných strún. Teória čiernych dier inšpirovaná reťazcami predpovedá existenciu ďalšieho poľa v opise základnej fyziky, vďaka čomu možno pozorovať pozmeňujúce úpravy tvaru čiernej diery, ako aj zakrivenia okolo nich.
Fyzik Dr. Prashant Kocharlakota a profesor Luciano Rezola z Ústavu teoretickej fyziky na Goetheho univerzite vo Frankfurte teraz prvýkrát skúmali, ako sa rôzne teórie hodia k pozorovacím údajom čiernej diery M87 * v strede galaxie Messier 87. Snímka M87 * nasnímaná v roku 2019 spoluprácou s International Event Horizon Telescope (EHT) bola prvým experimentálnym dôkazom skutočnej existencie čiernej diery po meraní. Gravitačné vlny V roku 2015.
Výsledky týchto výskumov: Údaje z M87 * sú vo vynikajúcej zhode s Einsteinovými teóriami a do istej miery s teóriami založenými na reťazcoch. Dr. Prashant Kocharlakota vysvetľuje: „S údajmi zaznamenanými spoluprácou EHT môžeme teraz testovať rôzne teórie fyziky pomocou obrázkov čiernych dier. V súčasnosti tieto princípy, keď popisujeme tvar tieňa M87 *, nemožno vylúčiť, ale naše výpočty obmedziť hranice platnosti týchto modelov čiernych dier. ““
Profesor Luciano Rezola hovorí: „Pre našich teoretických fyzikov je predstava čiernej diery súčasne zdrojom znepokojenia a inšpirácie. Aj keď stále zápasíme s niektorými dôsledkami čiernej diery – napríklad horizont udalostí alebo výstrednosť – my Ostatné teórie sa vždy zdajú dychtivé hľadať nové riešenia čiernych dier. Preto je veľmi dôležité dosiahnuť výsledky, ako sú tie naše, ktoré určujú, čo je obdivuhodné a čo nie. Bol to dôležitý prvý krok a keďže budú prebiehať nové pozorovania, naše šance sa zlepšia. “
V spolupráci s ďalekohľadom Event Horizon Telescope sú ďalekohľady po celom svete spojené dohromady a vytvárajú tak virtuálny obrí ďalekohľad, v ktorom je parabola veľká ako Zem. S presnosťou tohto ďalekohľadu bolo možné prečítať noviny v New Yorku z pouličnej kaviarne v Berlíne.
Odkaz: „Obmedzenia týkajúce sa poplatkov za čierne diery s pozorovaním M87 * EHT z roku 2017“, autor: Prashant Kocharlakota et al. (EHT Collaboration), 20. mája 2021, Fyzická kontrola D.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047
