Mustat aukot ovat piste universumissa, johon aurinko ei paista, 1960-luvun rock-musikaali Hair sanoisin. Mutta 'hiuksista' puhuttaessa joukko tutkijoita sanoo, että näissä singularisaatioissa saattaa olla ainetta (jota joskus kutsutaan 'hiukseksi'), joka voi vaikuttaa niiden ulkonäköön.
Tämä on sekava käsite (niin sanotusti), joten puretaan, mitä Physical Review Lettersin uusi tutkimus tarkoittaa.
Kun mustien aukkojen ymmärtäminen oli tieteellisessä kirjallisuudessa vielä lapsenkengissään, fyysikko John Wheeler kirjoitti lauseen, joka on nykyään kuuluisa alan tutkijoiden keskuudessa: 'Mustilla aukoilla ei ole hiuksia.' Hänen lauseensa viittasi siihen, kuinka mustat aukot määritellään, minkä hän uskoi johtuvan vain kahdesta tekijästä: niiden massasta ja niiden kulmaliikemäärästä tai reiän pyörimisnopeudesta. (Jotkut lähteet sanovat myös, että sähkövaraus sisällytettiin kolmantena tekijänä.)
Oletetaan, että sinulla on musta aukko, joka syntyi valtavasta räjähtäneestä tähdestä. Vaikka tähdellä itsessään oli erottuvia ominaisuuksia, tämä teoria sanoo, että ne katosivat mustaan aukkoon. Yleisesti ottaen Wheelerin lause sanoi, että kaikki mustat aukot ovat pohjimmiltaan samoja.
Taiteilijakäsitys mustan aukon ympärillä pyörivästä aineesta. (NASA/Dana Berry/SkyWorks Digital)
Tämä käsitys mustista aukoista juontaa juurensa vuonna 1963, ja se syntyi 'puhtaan' mustan aukon mallista, jonka ensimmäisenä julkaisi Roy Kerr. Uusi tutkimus on yhtä mieltä siitä, että Kerrin työ 50 vuotta sitten toimii yleisen suhteellisuusteorian kanssa, Einsteinin teorian, joka (hyvin yksinkertaisin sanoin) sanoo, että luonnonlait ovat yhdenmukaisia kaikkialla universumissa. (Lisää osoitteessa tämä aiempi Universe Today -artikkeli. ) Koska teoria koskee mustia aukkoja, voimakkaat painovoiman lähteet taivuttavat tilaa ja aikaa.
Kerrin teoria kuitenkin päteeeisamaa mieltä Einsteinin työn laajennuksista, tutkijat sanoivat. Nämä laajennukset tunnetaan skalaari-tensoriteorioina, ja tästä aiheesta on useita muunnelmia. Fysiikka käsittelee kahden erityyppisen kentän, skalaarin ja tensorin, välistä vuorovaikutusta. Skalaarikentät, tämän Massachusetts Institute of Technologyn paperin mukaan , anna arvot jokaiselle havaitulle avaruuden pisteelle. (Ajattele Marsin lämpötilakarttaa). Tensorikentät mittaavat näitä muuttujia suhteessa toisiinsa.
Tämän taiteilijan vaikutelma näyttää supermassiivisen mustan aukon ympäristön aktiivisen galaksin NGC 3783 sydämessä Kentauruksen (Kentauri) eteläisessä tähdistössä. Luotto: ESO/M. Kornmesser
Tiederyhmä mukanaThomas Sotiriou, fyysikko International School for Advanced Studiesista Italiassa.
Hänen tiiminsä Sotiriou sanoi lausunnossaan, että 'keskittynyt asiaan, joka tavallisesti ympäröi realistisia mustia aukkoja, joita astrofyysikot ovat havainneet. Tämä aine pakottaa Kerrin olettamaan puhtaan ja yksinkertaisen mustan aukon kehittämään uuden 'varauksen' (kuten me sitä kutsumme hiuksiksi), joka ankkuroi sen ympäröivään aineeseen ja luultavasti koko universumiin.
'Laskelmiemme mukaan', hän lisäsi, 'mustan aukon hiusten kasvuun liittyy erottuvien gravitaatioaaltojen säteily.'
Tätä mallia ei ole vielä todistettu mittauksin, joten tämä on astronomisille instrumenteille tarkkailtavaa tulevina vuosikymmeninä. On myös huomattava, että muut tutkijat ovat löytäneet erilaisia ongelmia puhtaan mustan aukon teoriassa , jonka voit tarkistaa, jos olet niin halukas.
Sillä välin voit lukea uutta tutkimusta tässä linkissä . On saatavana myös esijulkaistu versio .
