Στο κέντρο του Γαλαξία μας βρίσκεται ένας μεγαθήριος. Ένα αντικείμενο τόσο τεράστιο που τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρυτική του έλξη, ούτε καν το φως. Στην πραγματικότητα, πιστεύουμε ότι οι περισσότεροι γαλαξίες έχουν έναν από αυτούς. Φυσικά, είναι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι αστέρια που έχουν καταρρεύσει σε μια μοναδικότητα. Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν προέβλεψε την ύπαρξή τους. Και αυτές οι μαύρες τρύπες περιβάλλονται από αυτό που είναι γνωστό ως ορίζοντας γεγονότων, που μοιάζει με το σημείο χωρίς επιστροφή για οτιδήποτε πλησιάζει πολύ τη μαύρη τρύπα. Αλλά κανείς δεν έχει αποδείξει την ύπαρξη του ορίζοντα των γεγονότων ακόμα.
Μερικοί θεωρητικοί πιστεύουν ότι κάτι άλλο μπορεί να βρίσκεται στο κέντρο των γαλαξιών, ένα υπερμεγέθη αντικείμενο που είναι ξένο από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Οι θεωρητικοί πιστεύουν ότι αυτά τα αντικείμενα έχουν κατά κάποιο τρόπο αποφύγει τη μοίρα μιας μαύρης τρύπας και δεν έχουν καταρρεύσει σε μια μοναδικότητα. Δεν θα είχαν ορίζοντα γεγονότων και αντίθετα θα είχαν μια συμπαγή επιφάνεια.
«Ολόκληρο το σημείο μας εδώ είναι να μετατρέψουμε αυτήν την ιδέα ενός ορίζοντα γεγονότων σε μια πειραματική επιστήμη και να μάθουμε αν υπάρχουν πραγματικά ή όχι ορίζοντες γεγονότων» - - Pawan Kumar Καθηγητής Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν.
Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Austin και στο Harvard University αντιμετώπισαν το πρόβλημα. Οι Wenbin Lu, Pawan Kumar και Ramesh Narayan ήθελαν να ρίξουν λίγο φως στο πρόβλημα του ορίζοντα της εκδήλωσης. Αναρωτήθηκαν για το στερεό επιφανειακό αντικείμενο και τι θα συνέβαινε όταν ένα αντικείμενο σαν ένα αστέρι συγκρούστηκε με αυτό. Δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στις Μηνιαίες Ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
«Ολόκληρο το σημείο μας εδώ είναι να μετατρέψουμε αυτήν την ιδέα ενός ορίζοντα γεγονότων σε μια πειραματική επιστήμη και να μάθουμε αν υπάρχουν πραγματικά ορίζοντες γεγονότων», δήλωσε ο Pawan Kumar, καθηγητής Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν. ελευθέρωση.
Δεδομένου ότι μια μαύρη τρύπα είναι ένα αστέρι κατέρρευσε σε μια μοναδικότητα, δεν έχει επιφάνεια, και αντ 'αυτού έχει ορίζοντα γεγονότων. Αλλά αν η άλλη θεωρία αποδειχθεί αληθινή και το αντικείμενο έχει μια σταθερή επιφάνεια αντί για έναν ορίζοντα γεγονότος, τότε οποιοδήποτε αντικείμενο που συγκρούεται με αυτό θα καταστραφεί. Εάν ένα αστέρι επρόκειτο να συγκρουστεί με αυτήν τη σκληρή επιφάνεια και να καταστραφεί, η ομάδα υποπτεύθηκε, τότε το αέριο από το αστέρι θα περιβάλλει το αντικείμενο και θα λάμπει λαμπρά για μήνες ή και χρόνια.
Αν συνέβαινε αυτό, τότε η ομάδα ήξερε τι να ψάξει. Επεξεργάστηκαν επίσης πόσο συχνά θα συνέβαινε αυτό.
«Εκτιμήσαμε το ποσοστό των αστεριών που πέφτουν σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες», είπε ο Lu στο ίδιο δελτίο τύπου. «Σχεδόν κάθε γαλαξίας έχει έναν. Θεωρήσαμε μόνο τις πιο μαζικές, οι οποίες ζυγίζουν περίπου 100 εκατομμύρια ηλιακές μάζες ή περισσότερες. Υπάρχουν περίπου ένα εκατομμύριο από αυτά μέσα σε λίγα δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. "
Τώρα χρειάστηκαν έναν τρόπο να ψάξουν στον ουρανό για αυτά τα αντικείμενα, και το βρήκαν στα αρχεία του τηλεσκοπίου Pan-STARRS. Το Pan-STARRS είναι ένα τηλεσκόπιο 1,8 μέτρων στη Χαβάη. Αυτό το τηλεσκόπιο ολοκλήρωσε πρόσφατα μια έρευνα για το ήμισυ του βόρειου ημισφαιρίου του ουρανού. Σε αυτήν την έρευνα, η Pan-STAARS πέρασε 3,5 χρόνια αναζητώντας παροδικά αντικείμενα στον ουρανό, αντικείμενα που φωτίζουν και στη συνέχεια ξεθωριάζουν. Έψαξαν τα αρχεία Pan-STARR για παροδικά αντικείμενα που είχαν την υπογραφή που προέβλεπαν από αστέρια που συγκρούονταν με αυτά τα υπερμεγέθη, σκληρά επιφανειακά αντικείμενα.
Το τρίο προέβλεπε ότι στο χρονικό πλαίσιο των 3,5 ετών που καταγράφηκε από την έρευνα Pan-STAARS, 10 από αυτές τις συγκρούσεις θα συμβούν και θα πρέπει να αντιπροσωπεύονται στα δεδομένα.
"Αποδεικνύεται ότι θα έπρεπε να είχε ανιχνεύσει περισσότερα από 10 από αυτά, εάν η θεωρία της σκληρής επιφάνειας είναι αλήθεια." - Wenbin Lu, Τμήμα Αστρονομίας, Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν.
«Δεδομένου του ποσοστού των αστεριών που πέφτουν στις μαύρες τρύπες και της πυκνότητας αριθμού των μαύρων οπών στο κοντινό σύμπαν, υπολογίσαμε πόσα τέτοια μεταβατικά Pan-STARRS θα έπρεπε να είχαν ανιχνεύσει για μια περίοδο λειτουργίας 3,5 ετών. Αποδεικνύεται ότι θα έπρεπε να είχε εντοπίσει περισσότερα από 10 από αυτά, εάν η θεωρία της σκληρής επιφάνειας είναι αληθινή », είπε ο Lu.
Η ομάδα δεν βρήκε κανένα από τα φτερά που περίμεναν να δουν αν η θεωρία της σκληρής επιφάνειας είναι αλήθεια.
«Η δουλειά μας συνεπάγεται ότι ορισμένες, και ίσως όλες, οι μαύρες τρύπες έχουν ορίζοντες γεγονότων…» - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Αυτό που μπορεί να φαίνεται σαν αποτυχία, δεν είναι φυσικά. Όχι για τον Αϊνστάιν, ούτως ή άλλως. Αυτό αντιπροσωπεύει μια ακόμη επιτυχημένη δοκιμασία της Θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, δείχνοντας ότι ο ορίζοντας του γεγονότος που προβλεπόταν στη θεωρία του φαίνεται να υπάρχει.
Όσο για την ομάδα, δεν έχουν εγκαταλείψει ακόμα την ιδέα. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με τον Pawan Kumar, καθηγητή Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, «Το κίνητρό μας δεν είναι τόσο πολύ να αποδείξουμε ότι υπάρχει μια σκληρή επιφάνεια, αλλά να ωθήσουμε τα όρια της γνώσης και να βρούμε συγκεκριμένες ενδείξεις ότι πραγματικά, υπάρχουν ορίζοντας γεγονότων γύρω από τις μαύρες τρύπες. "
«Η Γενική Σχετικότητα έχει περάσει ένα άλλο κρίσιμο τεστ.» - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
«Η δουλειά μας υπονοεί ότι ορισμένες, και ίσως όλες, οι μαύρες τρύπες έχουν ορίζοντες γεγονότων και ότι το υλικό πραγματικά εξαφανίζεται από το παρατηρήσιμο σύμπαν όταν τραβηχτεί σε αυτά τα εξωτικά αντικείμενα, όπως περιμέναμε για δεκαετίες», δήλωσε ο Narayan. «Η Γενική Σχετικότητα έχει περάσει ένα άλλο κρίσιμο τεστ.»
Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να ψάχνει για τις εξάρσεις που σχετίζονται με τη θεωρία της σκληρής επιφάνειας. Η ματιά τους στα δεδομένα Pan-STARRS ήταν μόνο η πρώτη τους ρωγμή.
Ελπίζουν να βελτιώσουν τη δοκιμή τους με το επερχόμενο Large Synoptic Survey Telescope (LSST) να κατασκευάζεται στη Χιλή. Το LSST είναι ένα τηλεσκόπιο ευρέως πεδίου που θα τραβάει εικόνες του νυχτερινού ουρανού κάθε 20 δευτερόλεπτα σε διάστημα δέκα ετών. Κάθε λίγες νύχτες, το LSST θα μας δίνει μια εικόνα ολόκληρου του διαθέσιμου νυχτερινού ουρανού. Αυτό θα κάνει τη μελέτη παροδικών αντικειμένων πολύ πιο εύκολη και αποτελεσματική.
Περισσότερα ανάγνωση: Rise of the Super Telescopes: The Large Synoptic Survey Telescope
Πηγές:
- Τα αστέρια πέφτουν ήσυχα σε μαύρες τρύπες ή συντρίβονται σε κάτι εντελώς άγνωστο;
- Τα αστρικά συμβάντα διαταραχής υποστηρίζουν την ύπαρξη του ορίζοντα συμβάντων της μαύρης τρύπας
