Εάν βρεθήκατε στην ατυχή κατάσταση σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα, μπορεί να είστε σε μια αρκετά ζαλιστική και απρόβλεπτη βόλτα. Καθώς αλλάζει το σχήμα της μαύρης τρύπας, το ίδιο και το βαρυτικό της προφίλ.
Καθώς δεν είστε σε τροχιά a σφαιρικός μαύρη τρύπα, δεν μπορείτε πλέον να περιμένετε να έχετε μια βαρετή, προβλέψιμη τροχιά. η τροχιά σας θα γίνει άγρια και χαοτική, φαινομενικά τυχαία. Ωστόσο, φαίνεται ότι υπάρχει μια υποκείμενη σταθερά στο χάος, και επιπλέον, φαίνεται ότι αυτή η σταθερά έχει επίσης παρατηρηθεί σε ένα πιο πεζικό σύστημα: ένα τρίσωμα Νεύτωνας σύστημα. Ποιος είναι λοιπόν ο σύνδεσμος; Οι φυσικοί δεν είναι αρκετά σίγουροι…
Όταν ένα τεράστιο αστέρι εξαντλήσει τα καύσιμα του, μπορεί να καταρρεύσει από μόνος του για να δημιουργήσει μια μαύρη τρύπα (μετά από μια συναρπαστική δράση σουπερνόβα). Η γωνιακή ορμή του αρχικού αστεριού αναμένεται να διατηρηθεί, παράγοντας μια γρήγορα περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα. Εάν η μαύρη τρύπα «δεν έχει μαλλιά» (δηλ. Δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο), το πεδίο βαρύτητας εξαρτάται αποκλειστικά από τη μάζα και την περιστροφή του. Εάν υπάρχει παραμόρφωση λόγω της περιστροφής, το πεδίο βαρύτητας αλλάζει, στέλνοντας οποιοδήποτε σώμα σε τροχιά (όπως ένα αστέρι νετρονίων) σε μια τρελή βόλτα.
Σε μια νέα εργασία του Clifford Will του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον στο St. Louis, ο ενθουσιασμένος φυσικός περιγράφει το σενάριο. «Οι τροχιές γίνονται άγριες - περιστρέφονται και περιστρέφονται, είναι απίστευτα περίπλοκες. Είναι φανταστικό, "Λέει ο Will.
Ωστόσο, ο φυσικός Brandon Carter ανακάλυψε μια μαθηματική σταθερά το 1968, δείχνοντας ότι αυτές οι φαινομενικά χαοτικές τροχιές είναι προβλέψιμες και ότι ισχύει ακόμη και σε τροχιές γύρω από εξαιρετικά στρεβλωμένο χωροχρόνο. «Οι μαύρες τρύπες έχουν αυτήν την επιπλέον σταθερά που αποκαθιστά την κανονικότητα των τροχιώνΣχολιάζει ο Saul Teukolsky του Πανεπιστημίου Cornell. «Είναι ένα μυστήριο. Κάθε άλλη περίπτωση όπου έχουμε αυτές τις επιπλέον σταθερές, έχουμε συμμετρία. Αλλά δεν υπάρχει συμμετρία για μια μαύρη τρύπα σε τροχιά - γι 'αυτό θεωρείται θαύμα.”
Με απλά λόγια, οι φυσικοί δεν έχουν ιδέα γιατί η σταθερά Carter θα μπορούσε να προκύψει από την περιγραφή της γενικής σχετικότητας μιας περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας. Τώρα, για να κάνει το πρόβλημα ακόμη πιο περίπλοκο, ο Will πραγματοποίησε μια κλασική (Newtonian) προσομοίωση 2-αμαξώματος με ένα τρίτο σώμα σε τροχιά. Και πάλι, εμφανίστηκε η ίδια σταθερά. Φαίνεται ότι υπάρχει κάτι ιδιαίτερο σχετικά με την προβλεψιμότητα μιας τροχιάς γύρω από αυτήν τη διαμόρφωση μαύρης τρύπας.
Ο Teukolsky, ο οποίος δούλεψε σε παρόμοια προβλήματα για το διδακτορικό του. το 1970, παραμένει μπερδεμένος με αυτά τα αποτελέσματα. Ωστόσο, ο Will συνεχίζει να ερευνά το πρόβλημα, συμπεριλαμβάνοντας έναν όρο για σύρσιμο πλαισίου μαύρης τρύπας. Σε αυτήν την περίπτωση, η περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα θα σύρει το χωροχρόνο γύρω της, «πτυχώσεις» (ή κυματισμοί) στο διάστημα που τραβιέται με την κατεύθυνση της περιστροφής. Σε αυτήν την περίπτωση, η σταθερά Carter εξαφανίζεται, μόνο για να επιστρέψει όταν προστίθενται όροι υψηλότερης τάξης στις εξισώσεις.
Αυτό σημαίνει ένα από τα δύο πράγματα. Είτε είναι απλά ένα τεχνούργημα στα μαθηματικά, μια περιέργεια που τελικά θα ξεριζωθεί από τις εξισώσεις. Ωστόσο, υπάρχει μια δελεαστική πιθανότητα ότι βλέπουμε ένα χαρακτηριστικό των εξωτικών περιστρεφόμενων μαύρων τρυπών, όπου η διαμόρφωση του περιβάλλοντος υφάσματος του χωροχρόνου μπορεί να επιτρέψει σε μια προβλέψιμη τροχιά να βγει από το φαινόμενο χάος ...
Πηγή: Science News
Ακολουθεί ένα άρθρο σχετικά με την ακτινοβολία του μαύρου σώματος.
