Mustad augud on tumedad laigud ruumiaja kangas, uskumatult tihedad singulaarsused, millel on nii tugev gravitatsioon, et miski ei pääse nende siduritest. Nad veedavad aega ühte asja tehes: guugeldades asja. Lähenege mustale augule piisavalt lähedale ja olete kosmilised spagetid, venitatud, sisse imetud, et mitte kunagi tagasi pöörduda. Lihtne ja arusaadav, eks?
Kuid nagu selgub, on mustad augud midagi enamat kui lihtsalt kosmilised tolmuimejad. Aastal 2019 heitsid füüsikud vaevatu pimeduse sisse ja napsutasid esimest korda musta augu pilti. Samuti said nad rohkem teada, kuidas need veidrad ja rahuldamatud metsalised töötavad. Alates nende kalduvusest juukseid saada ja kaotada, kuni salapäraste sisemiste siseni, kuni nendeni võivad viia, on siin 14 uut, mida me õppisime mustade aukude kohta 2019. aastal.
Unustamatu pilt
Pärast aastatepikkust ootamist oli see kohal! Teadlased tegid 2019. aastal absoluutselt unustamatu pildi mustast august M87, mis asub galaktika Virgo A keskmes, umbes 53 miljoni valgusaasta kaugusel. Event Horizon teleskoobina tuntud kogu maailmas asuvate teleskoopide võrgustiku poolt esmakordselt ainsuse lähivõte näeb välja nagu teraline ja pisike koht, mida ümbritseb hägune oranž rõngas. Kuid see väike, pikslitega pilt on tegelikult must auk, mis on sama suur kui Päikesesüsteem ja 6,5 miljardit korda suurem kui meie päike.
Tume oranž hõõgus, mis ümbritseb tema musta südant, tähistab sündmuse horisonti - ainerõngas, mis keerleb musta augu ümber vahetult enne kukkumist. Kuna see hõõrub suurel kiirusel teiste ainete vastu, eraldab see energiat ja hõõgub, et moodustada akrüülketta. oranž rõngas.
Mustad augud kasvavad juuksed, siis kasvavad jälle kiilaspäised
Sel aastal saime teada, et mustadel aukutel on juuksed, kuid enamasti on nad sama kiilas kujuga kui löögikuulid. Mida see täpselt tähendab? Ajalooliselt arvasid füüsikud, et singulaarsused on kiilased või funktsioonideta, mis tähendab, et neil on ainult kolm omadust: mass, nurkkiirus ja elektrilaeng. Kõik, mida need taevalikud Pac-Mansid elu jooksul tarbisid, lukustati sündmuse horisondi taha ja hiljem ei õnnestunud musta augu söömisharjumuste kohta teavet hankida.
Kuid 2016. aastal avaldas hiline füüsik Stephen Hawking koos teistega paberi, milles tehti ettepanek, et mustadel aukutel on "juuksed" või eristavad omadused. Need karvad olid peened nihked sündmusehorisondil, aga ka Cauchy horisont - punkt, kus põhjus ja tagajärg libisevad -, mis muudaks mustad augud üksteisest eristatavaks. Vähemalt, nagu väitis 2018. aasta uuring, oli see nii-öelda ekstreemsete mustade aukude või maksimaalse elektrilaenguga nende puhul. Selle aasta alguses leidsid füüsikud, et ka mitte nii äärmuslikel - maksimaalsel kiirusel pöörlevatel, kuid ilma laadimiseta või maksimaalse võimaliku laenguga, kuid pöörlemata pöördujatel - võivad olla ka juuksed.
Kuid nagu selgub, tärkavad mustad augud põgusalt paar tutti tarku "juukseid", millest kõik lõpuks kaotsi lähevad, teatas Live Science toona.
Praegu on küsimus, kas mustad augud sarnanevad rohkem hr T-le või Heather Locklearile, puhas spekulatsioon. Kuid eksperdid väidavad, et maailma suurim gravitatsioonilainedetektor võib peagi leida tõendeid ühe teooria toetamiseks teise üle.
Võimatult suur must auk
Novembris ütlesid teadlased, et leidsid 15 000 valgusaasta kaugusel oleva musta augu, mis oli nii suur, et seda ei peaks olemas olema. Nad arvasid selle olemasolust pärast seda, kui ta tuvastas umbes kaheksa korda suurema massiga tähe kui meie päike, mis näis ringi tiirutavat pimeda ja tühja ruumi piirkonda. Selle tähe vingerdamise põhjal arvutasid nad välja, et täht tiirleb tõenäoliselt musta augu kohal, mis on 70 korda suurem kui meie päikese mass; varem arvasid teadlased, et täheliste mustade aukude või nende, mis tekivad pärast massiivse tähe kokkuvarisemist, massid ei või ületada 30 korda meie päikese massi - vähemalt meiega sarnase keemilise koostisega galaktikates.
"See avastus sunnib meid uuesti läbi vaatama tähemassi mustade aukude moodustumise mudeleid," ütles laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskuse (LIGO) direktor ja Florida ülikooli professor David Reitze, kes uuringuga ei tegelenud, ajalehes avaldus omal ajal.
Selle võimatu musta augu kohta ...
Kahjuks ei pea enamasti kinni füüsikaseadusi rikkuvad leiud. See must auk, mis kasvas võimatult suureks, oli ilmselt detsembris arXiv andmebaasis avaldatud paari artikli kohaselt võimatu.
Võimatult suur must auk oli ilmselt lihtsalt tavalise suurusega must auk ja numbreid algselt krõbistanud uurimisrühm tegi lihtsalt vea musta augu / tähe binaarsüsteemist tulevate valgusemissioonide tõlgendamisel. Segades kaasatähelt tulevat valgust nõrga emissiooniga, mis tuleneb musta augu akretsiooni kettast või tema suu ümber tiirlevast ainerõngast, olid teadlased musta augu massi vähemalt kahekordselt ületanud, leidsid arXivile postitatud uuringud .
Mustad augud galaktiliste elustajatena
Mustad augud on universumi eepilise loo supervillane. Nad tapavad valimatult. Ja miski käeulatuses pole nende eest ohutu.
Kuid neid kivise näoga kosmilisi tapjaid võib olla rohkem. Mustad augud võivad tegelikult olla galaktikate elu mootorid. Novembri uuringu kohaselt saadavad mustad augud kosmose kaudu ka põlevat kuuma, turbulentset gaasi. See kuum plasma võib hoida elus galaktikaid, mis muidu jahtuksid ja sureksid, selgus uuringust. Veel üks mais avaldatud uuring leidis, et mustade aukude eralduv kiirgus võib võõrustada võõrast elu - seni, kuni see eksisteerib Goldilocksi tsoonis mitte liiga kaugel ja mitte liiga lähedal galaktika keskpunktile. Kuna need mustad augud toituvad, võib nende kiirgus ja valgus võimendada fotosünteesi ja hõlbustada biomolekulaarsete elufaaside moodustumist, selgus uuringust.
Mustad augud ei pruugi üldse mustad augud olla
Või on mustad augud lihtsalt valesti mõistetud. Nagu valesti. Metsik teooria, mille sel suvel välja pakkunud matemaatik ja füüsik, viitab sellele, et mustaid auke, nagu me neid tunneme, ei pruugi olla.
Einsteini sõnul on mustad augud ääretult väikesed, ääretult tihedad täpid, mida tuntakse singulaarsusena, kus üldrelatiivsusteooria matemaatika laguneb. Kuid uue uurimistöö kohaselt võib relatiivsusteooria analüüsimisel kasutataval tavalisel matemaatilisel lihtsustamisel olla puudusi. Selle tulemusel ei pruugi mustad augud üldse olla ainsused. Selle asemel võivad need olla pimendatud energiaga täidetud ruumi taskud. Ja see võib seletada maailma suurima gravitatsioonilaine jahimehe üllatuslikke leide.
Mini mustad augud on olemas
Mustad augud võivad kindlasti olla suured, kuid kas need võivad olla ka pisikesed? Selgub, et umbkaudsed mustad augud, teadaolevatest umbes poole väiksemad, võiksid kosmoses eksisteerida. Enamik tavalise massiga mustaid auke on meie päikese massist umbes 5–6-kordne.
Novembris leidsid umbes 10 000 valgusaasta kaugusel Linnutee ääres asuvast astronoomist nõrgad tõendid musta augu kohta, mis on umbes 3,3 korda massiivsem kui päike. See on kaugelt liiga suur, et olla neutrontäht, kuid väiksem kui ükski teadaolev must auk. Selliseid musti auke ennustati, kuid varem polnud neid märgatud.
Linnutee mustal augul on helk
Linnuteest rääkides on meie kodugalaktika supermassiivne must auk kuni millegi väga kummalise poole. Tavaliselt helendab musta augu akretsioonketas aktiivsema aktiivsuse korral rohkem, sest rohkem ainet hõõrub kokku ja tekitab hõõrdumist. Mais olid Linnutee keskel asuva musta augu, Amburi A * jaoks kõik rahulikud.
Seejärel märkasid astronoomid imelikku ärevust, kus must auk hõõgus kõige eredamalt, mida astronoomid olid eales näinud, vähemalt infrapunaspektris.
Pole selge, mis see kummaline leegitus endast kujutab, kuid teadlaste arvates tekkis palavik siis, kui tolmul objektil või tähel oli Amburi A * abil tihe raseerimine.
Suurimad mustad augud moodustusid korraga
Massiivsed taevaobjektid, nagu Ambur A *, näivad olevat sellised, nagu nad oleks pidanud igavesti moodustuma, kuid selgub, et universumi suurimad mustad augud tekivad kosmiliselt ühe silmapilguga.
Juunis avaldatud uuring näitas, et ülimassiivsed mustad augud võisid tekkida universumi ajaloo esimese 800 miljoni aasta jooksul - ja selleks oleks vaja olnud ainult suur gaasipilv. Gaasipilvede kogunemisel ja gravitatsiooniliselt seondumisel oleksid nad oma raskuse all kokku varisenud, moodustades väikese musta augu, ilma et oleks vaja mingit tähte tekkivat supernoovat. Need niinimetatud "otsese kokkuvarisemise mustad augud" oleks siis jätkanud mateeria hõngulist õhkimist, kasvades vaid 150 miljoni aasta jooksul 10 000-kordselt.
Sel hetkel nad lihtsalt peatusid - jättes selja taha ülitäpsed mustad augud, mis täppisid meie universumit.
UFO-d lendavad mustadest aukudest välja
Mis on võõras kui must auk? Ühest välja lendav UFO. Sel juhul tähistab UFO aga ülikiiret väljavoolu ja see on kuum tuul, mis näib voolavat välja musta augu akretsioonikettalt.
Augustis avaldatud uuring leidis, et need UFO-d võivad selgitada, miks galaktikate südame lähedal asuvas ruumis on suhteliselt vähe ainet. Galaktika keskuste supermassiivsete mustade aukude UFO-d võivad käituda nagu lumesahad, suunates kogu lisaaine musta ääre vahetusse lähedusse selle perifeeriast kaugemale, selgus uuringust.
Planeet 9 võib tegelikult olla must auk
Rääkimata tundmatutest objektidest, võib meie päikesesüsteemi salapärane taevaobjekt, mida tuntakse kui Planeet 9, tegelikult olla greibi suurune must auk.
Neptuunist möödudes on mõned imelikud objektid, mis käituvad nii, nagu neid juhiks mõne lähedal asuva objekti raskus, mida me ei näe. Need tiirlevad ülejäänud kaheksast planeedist eemal ja näivad olevat orienteeritud teisele tasapinnale.
Mõned teoreetikud on teinud arvutusi ja jõudnud järeldusele, et seal on mingi planeet, mille orbiidil on umbes 10 kuni 20 korda suurem Maa mass. Kuid oktoobris avaldatud uuringus leidsid teised numbrite krigistamist teinud teadlased, et pisike ürgne must auk, umbes sama suur kui greip, võiks selgitada ka nende trans-Neptuuni objektide veidrat käitumist.
Musta augu kaudu sõnumite saatmine muudaks selle aurustuma
Mustad augud võivad olla ussiaugud alternatiivsesse universumisse. Kuid ärge viitsige proovida saata ussiauku kaudu sõnumit kellelegi selles võõras universumis.
Augustis leidsid teadlased, et isegi pisikese sõnumi saatmine läbi musta augu muudab musta augu, pannes selle aurustuma. Esimene ussiaugu kaudu edastatav sõnum kahandab vastuvõtvat musta auku 30% ja iga järgmine teade kahandab musta auku veelgi - samal ajal kandes üha vähem teavet. Ainult käputäie edastuste korral ei sisaldu teates teavet ja vastuvõetav must auk kaob.
Tulnukad tulistasid lasereid mustade aukude juures
Pew! Pew! Pew! Mustad augud ei pruugi elu lihtsalt võõrastes maailmades toita; samuti võivad nad lubada välismaalastel galaktikas navigeerida. Laseritega mustade aukude pildistamisel võiksid täiustatud maavälised mustad augud ümbritsevate gravitatsioonikaevude ümber paikneda bumerangi footonid või kerged osakesed. Need footonid tiirleksid ringi ja naaseksid vastuvõtjasse, kuid protsessi käigus nad vähendaksid musta augu hoogu ja muudaksid selle energiaks. Kui footon tagasi jõudis, võisid tulnukad selle energia muundada hoogu, et saada liikumist galaktika kaudu, ja seda protsessi võiks korrata ikka ja jälle.
Võimalik, et suudame teid mustast august päästa
Musta augu sündmuse horisondi lähedalt lähenedes aeglustub aeg, sirutate end nagu spagetid ja rebenete tükkideks, eks? Mitte nii kiiresti. Vähemalt ühe uue spekulatiivse teooria kohaselt võib olla võimalus inimeste päästmiseks nendest taevastest surmapüünistest.
Selle teooria kohaselt võib olla võimalus kahe musta augu takerdumiseks. (Kvantne takerdumine on kummaline efekt, mida tavaliselt nähakse vaid väikestes subatomaatilistes skaalades, kus kaks osakest või eset on lahutamatult seotud suurte vahemaadega.) Keegi pole kunagi suutnud palja silmaga nähtavaid esemeid takerduda, kuid eeldades, et seal oli See on võimalus kahe massiivse, nagu mustade aukude vahele takerdumiseks, ja võib-olla on võimalik neid kasutada kahe asukoha vahelise koheselt teleportimise viisina. Sel juhul, kui sattusite kogemata musta auku, võib olla võimalus teid välja viia - ehkki muul ajal ja kohas.
Mustade aukude keerutamine võib hõlbustada hüpersoonilist rännakut
Pange kinni, pange müra summutavad kõrvaklapid selga ja lõõgastuge - olete hüppamas ketravasse musta auku. Muidugi, on väga suur võimalus, et teid rebitakse tükkideks ja teid ei näe enam kunagi, kuid vähemalt arvavad mõned füüsikud, et keerleva musta auku sisenemine võib olla hoopis teistsugune kogemus. Tegelikult võib mustade aukude keerutamine olla pigem õrnade ajaportaalide moodi.
Oletame, et ussiaugud on olemas ja et mustad augud on tee neisse. Teatud tüüpi supermassiivsed mustad augud, näiteks meie galaktika keskmes asuv õrn hiiglane, ei pöörle eriti. Ja uued arvutused viitavad sellele, et sellisesse musta auku sõitmine ei tekitaks isegi konarlikku sõitu, sest selle aeglane pöörlemine tähendaks ebaolulist kokkutõmbumist ja venitust ning oleks hästi kosmoselaevaga toimetulevate pingete piires.
