Айнщайн е бил прав за начина, по който материята потъва в черните дупки

Ваня Милева Последна промяна на 17 май 2024 в 13:29 5966 0

Ако  ракета навлезе в района на потъване, тя е обречена – орбитата й става нестабилна и бързо се ускорява към скоростта на светлината. Тя има толкова шанс да се върне, колкото водата от ръба на водопад.

Кредит AI Art Generator | Easy-Peasy.AI (CC BY-ND 4.0 DEED)

Ако ракета навлезе в района на потъване, тя е обречена – орбитата й става нестабилна и бързо се ускорява към скоростта на светлината. Тя има толкова шанс да се върне, колкото водата от ръба на водопад.

За първи път астрономите са наблюдавали зоната точно на ръба на черна дупка, където материята спира да обикаля в орбита и потъва със скорост, близка до светлинната

Странна зона около черни дупки, наречена "област на потъване", е забелязана за първи път. Тази област, където материята спира да обикаля около черна дупка и вместо това пада право в нея, е предсказана от Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, но никога преди не е била наблюдавана. Изучаването на областите на потъване може да ни научи как се формират и развиват черните дупки, както и да разкрие нова информация за фундаменталната природа на пространство-времето.

Когато някаква материя се доближи твърде много до черна дупка, тя се разкъсва и образува орбитален пръстен около нея, наречен акреционен диск. Общата теория на относителността предсказва, че трябва да има вътрешна граница на акреционния диск, зад която нищо не може да заобикаля черната дупка – вместо това тя трябва да потъне право навътре, бързо ускорявайки се, докато пада, почти до скоростта на светлината.

"Това е като река, която се превръща във водопад, а досега сме гледали само реката", обяснява Андрю Мъмъри (Andrew Mummery) от Оксфордския университет. "Ако Айнщайн греши, тогава щеше да е стабилна винаги – щеше да има само река."

"Сега за първи път надникнахме във водопада, което предполага, че Айнщайн е бил прав."

Мъмъри и колегите му забелязват доказателства за наличието на област на потъване около черна дупка в двойна система, наречена MAXI J1820+070, която е на около 10 000 светлинни години от Земята. Те използват данни от Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), базиран в космоса рентгенов телескоп, за да изградят модели на светлината от акреционния диск на черната дупка.

MAXI J1820+070: Изблик на черна дупка, уловен на видео. Кредит: Chandra X-ray Center

Те откриват, че моделите отговарят на данните само когато включват светлината, излъчвана от материята в областта на потъване, в допълнение към светлината от акреционния диск.

"Преди смятахме, че всичко, което пресича тази граница, няма да има време наистина да излъчи значително, преди да се потопи в черната дупка", така че изследователите няма да видят нищо, коментира Грег Салвесен (Greg Salvesen) от Националната лаборатория в Лос Аламос в Ню Мексико, който не е участвал в тази работа. "Но се оказва, че тази област ви дава допълнителна светлина, която не бихте очаквали."

Учени са видели как водопадът от материя се потапя в черна дупка. Дънен преливни с изпускател на Земята.  Кредит: Flickr (CC BY-NC-SA 2.0 DEED)

Тази допълнителна светлина може да реши дългогодишен проблем в рентгеновата астрономия, при който черните дупки изглежда се въртят по-бързо, отколкото прогнозира теорията. Въртенето на черна дупка и яркостта на зоната около нея са свързани, така че добавянето на допълнителна светлина може да върне завъртанията в съответствие с прогнозите.

"Въртенето на черните дупки ни разказват за всякакви неща, така че ако можем да ги измерим по-добре, бихме могли да отговорим на много въпроси в астрофизиката“, отбелязва Салвесен.

Това включва въпроси относно естеството на гравитацията и самото пространство-време, тъй като областите на потъване са едни от най-екстремните региони на пространството, които можем да наблюдаваме. Зоната на потапяне е точно извън хоризонта на събитията, отвъд който гравитационните сили са толкова силни, че никаква материя или дори светлина не могат да избягат.

Ако  ракета навлезе в района на потъване, тя е обречена – "орбитата й става нестабилна и бързо се ускорява към скоростта на светлината", обяснява Мъмъри. "Тя има толкова шанс да се върне, колкото водата от ръба на водопад.“

Сега изследователите се опитват да направят повече наблюдения на тези странни космически водопади, за да осветлят условията в тези необикновени области.

Справка: Continuum emission from within the plunging region of black hole discs; Andrew Mummery, Adam Ingram, Shane Davis, Andrew Fabian; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 531, Issue 1, June 2024, Pages 366–386, https://doi.org/10.1093/mnras/stae1160 

Източник: Einstein was right about the way matter plunges into black holes, New Scientist

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !