Univerza Goethe v Frankfurtu in teleskop Event Horizon uporabljata znanstvene podatke iz sodelovanja, ki ustvari prvo sliko enega Črna luknja Omejiti njegove temeljne lastnosti.

Teoretični fiziki z univerze Goethe v Frankfurtu so analizirali podatke iz črne luknje M87 * v okviru sodelovanja pri teleskopu Event Horizon (EHT), da bi preizkusili teorijo splošne relativnosti Alberta Einsteina. Po testih se velikost sence iz M87 * v splošni relativnosti odlično ujema s črno luknjo, vendar druge teorije omejujejo lastnosti črne luknje. Leta 2019 je EHT Collaboration objavil prvo sliko črne luknje, ki se nahaja v središču galaksije M87.

Kot je že poročal nemški astronom Karl Schwarzschild, se črne luknje zaradi izredne koncentracije mase prekomerno zvijejo v vesolje-čas in snov okoli sebe segrejejo, tako da začne žareti. Novozelandski fizik Roy Kerr je pokazal, da lahko rotacija spremeni obliko črne luknje in geometrijo okoli nje. “Rob” črne luknje je znan kot horizont dogodkov, meja okoli koncentracije mase, iz katere svetloba in snov ne moreta ubežati in ki črno luknjo naredi “črno”. Teorija napoveduje, da črne luknje lahko opišemo z nekaterimi lastnostmi: maso, vrtenjem in različnimi možnimi naboji.

Vse te črne luknje mečejo temne sence, ki se med seboj razlikujejo, vendar so le tiste, ki spadajo v sivi pas, združljive z merjenjem M87 * E87 iz leta 2017 in na tej sliki spodaj Prikazano v rdeči barvi je premajhno izvedljiv model za M87 *. Zasluge: Prashant Kocharlakota, Luciano Rezola (Goethe University Frankfurt in EHT Collaboration / Fix Film 2021)

Poleg črnih lukenj, ki jih napoveduje Einsteinova teorija splošne relativnosti, jih lahko obravnavamo po modelih, ki jih navdihujejo teorije strun, ki snov in vse delce opisujejo kot načine majhnih vibracijskih strun. Teorije črnih lukenj, ki jih navdihujejo nizi, napovedujejo obstoj dodatnega polja v opisu temeljne fizike, pri čemer so opazne spremembe v obliki črne luknje in ukrivljenosti okoli njih.

Fizik dr. Prashant Kocharlakota in profesor Luciano Rezola z Inštituta za teoretično fiziko na Univerzi Goethe v Frankfurtu sta zdaj prvič raziskala, kako se različne teorije ujemajo z opazovalnimi podatki črne luknje M87 * v središču galaksije Messier 87. Slika M87 *, posneta leta 2019 v sodelovanju z Mednarodnim teleskopskim teleskopom EHT (International Event Horizon Telescope), je bila prvi eksperimentalni dokaz dejanskega obstoja črne luknje po merjenju. Gravitacijski valovi Leta 2015.

Rezultati teh preiskav: Podatki iz M87 * se odlično ujemajo s teorijami, ki temeljijo na Einsteinu, in do neke mere s teorijami na osnovi nizov. Dr. Prashant Kocharlakota pojasnjuje: “S podatki, zabeleženimi v sodelovanju EHT, lahko zdaj preizkušamo različne teorije fizike s slikami črne luknje. Trenutno teh načel pri opisovanju oblike sence M87 * ni mogoče izključiti, vendar naši izračuni omejujejo meje veljavnosti teh modelov črne luknje. “

Profesor Luciano Rezola pravi: “Za naše teoretične fizike je ideja o črni luknji hkrati vir zaskrbljenosti in navdiha. Medtem ko se še vedno borimo z nekaterimi posledicami črne luknje – na primer obzorjem dogodkov ali ekscentričnost – mi Druge teorije se vedno zdijo željne najti nove rešitve za črno luknjo. Zato je zelo pomembno, da dobimo rezultate, kot je naš, ki določajo, kaj je občudovanja vredno in kaj ne. To je bil pomemben prvi korak in ker bodo nova opazovanja, naša kvote se bodo izboljšale. “

V sodelovanju s teleskopom Event Horizon so teleskopi po vsem svetu povezani in tvorijo virtualni velikanski teleskop, v katerem je posoda velika kot Zemlja. Z natančnostjo tega teleskopa je bilo iz ulice Berlinske kavarne mogoče prebirati časopis v New Yorku.

Referenca: “Omejitve nabojev za črne luknje z opazovanji M87 * EHT iz leta 2017”, avtor Prashant Kocharlakota et al. (Sodelovanje EHT), 20. maj 2021, Fizični pregled D.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.104047