Fizicienii confirmă în sfârșit predicțiile uimitoare ale lui Einstein despre găurile negre: ScienceAlert

Mecanismele detaliate ale modului în care materia cade pe o gaură neagră din afara orizontului evenimentelor au fost dezvăluite într-o nouă lucrare de cercetare.

După cum a prezis teoria gravitației a lui Einstein, vine un moment în care materia se oprește să orbiteze în jurul găurii negre și cade drept în jos, năvălind rapid dincolo de punctul fără întoarcere.

Acum, cu datele cu raze X ale unei găuri negre active, am văzut în sfârșit dovezi ale existenței acestei „zone de subducție”.

„Teoria lui Einstein a prezis această scădere recentă, dar aceasta este prima dată când putem demonstra că s-a întâmplat.” spune fizicianul teoretician Andrew Mummery De la Universitatea din Oxford din Regatul Unit.

„Gândește-te la asta ca la un râu care se transformă într-o cascadă – până acum, ne-am uitat la râu. Aceasta este prima noastră vedere asupra unei cascade.”

Materia care se îndreaptă într-o gaură neagră nu urmează o linie dreaptă. Se învârte în jur, ca apa învolburată, urcând inexorabil pe canal. Aceasta nu este o analogie inactivă: comparația este potrivită, deoarece oamenii de știință folosesc apa în vârtej pentru a studia mediile din jurul găurilor negre.

Studierea găurilor negre în sine este puțin dificilă, deoarece spațiu-timpul deformat din jurul lor este atât de extrem.

Dar cu zeci de ani în urmă, lucrarea teoretică a lui Albert Einstein a prezis că materia, la o anumită distanță apropiată de o gaură neagră, nu va mai putea urma o orbită circulară stabilă și va cădea drept în jos – ca apa peste marginea aceluiași canal de scurgere.

Nu există niciun motiv să credem că nu este cazul – materia trebuie să traverseze orizontul evenimentelor cumva, iar teoria gravitației a lui Einstein a rezistat la o atenție generală – dar ceea ce astrofizicienii nu sunt siguri este dacă vom face sau nu. capabil să o detecteze.

Munca lui Mummery și a colegilor săi a avut mai multe părți. Un astfel de experiment a fost acela de a dezvolta simulări și modele numerice care vizualizează zona scufundată pentru a dezvălui ce tip de lumină emite. În continuare, aveau nevoie de dovezi observaționale care să conțină aceeași emisie de zonă joasă.

Gaura neagră în cauză a fost găsită într-un sistem aflat la aproximativ 10.000 de ani lumină depărtare numit MAXI J1820+070. Acest sistem conține o gaură neagră cu o masă de aproximativ 8,5 ori mai mare decât masa Soarelui – și o stea însoțitoare binară, din care gaura neagră scoate materialul pe măsură ce cele două obiecte se rotesc, hrănindu-se în rafale. Apare ca un bliț cu raze X.

Astronomii au monitorizat această gaură neagră pentru a înțelege mai bine comportamentul ei, astfel încât cercetătorii au avut acces la date de înaltă calitate obținute cu ajutorul razelor X. Nustar Și Cel mai frumos Instrumente pe orbita joasă a Pământului. S-au concentrat în special pe explozia care a avut loc în 2018.

border-frame=”0″ allow=”accelerometru; redare automată; scriere în clipboard; media criptată; giroscop; imagine în imagine; partajare web” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>

Studiile anterioare au indicat că există o strălucire suplimentară detectată în observațiile acestei explozii complet inexplicabile.

A Studiu 2020 El a speculat că această strălucire ar putea proveni din interiorul orbitei circulare cele mai interioare, zona de scufundare. Mummery și colegii săi au studiat această strălucire cu o atenție deosebită și au descoperit că se potrivește cu emisia pe care au obținut-o din simulările lor.

Cercetătorii spun că acest lucru confirmă în cele din urmă existența regiunii de scufundare, fără îndoială, oferindu-ne o nouă sondă a sistemului gravitațional intens din regiunea aflată chiar în afara orizontului de evenimente al găurii negre.

„Ceea ce este cu adevărat incitant este că există multe găuri negre în galaxie și acum avem o nouă tehnică puternică de folosit pentru a studia cele mai puternice câmpuri gravitaționale cunoscute.” spune Mummery.

„Credem că aceasta reprezintă o nouă dezvoltare interesantă în studiul găurilor negre, permițându-ne să studiem această regiune finală care le înconjoară.

Numai atunci putem înțelege pe deplin forța gravitației. „Această picătură finală de plasmă are loc la marginea găurii negre și arată răspunsul materiei la gravitație la cel mai puternic posibil.”

Cercetarea a fost publicată în Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomie.