Astronomii și cosmologii din Statele Unite au urmărit comportamentul a un milion de cele mai mari găuri negre și au ajuns la concluzia că stelele se încadrează în întregime și că au un orizont de eveniment prevăzut de teoria relativității lui Einstein, potrivit unui articol publicat în revista MNRAS.
„Nu am încercat să aflăm ce formă are orizontul evenimentului, dacă este solid sau, după cum cred colegii, arată ca un fir de pufos. Încercam doar să găsim primele dovezi că el există cu adevărat. Observațiile noastre arată că toate sau aproape toate găurile negre au un orizont de eveniment, iar materia dispare de fapt din universul observabil în momentul în care îl traversează. Teoria relativității a trecut cu succes următorul test”, a spus Ramesh Narayan de la Universitatea Harvard (SUA).
Punct sau gaură?
Teoria relativității prevede că așa-numitele singularități pot exista în Univers - puncte cu o densitate infinit de mare și cu orice masă. Cunoscutele găuri negre sunt un caz special de singularitate.
Astfel de obiecte, în conformitate cu principiul „cenzurii cosmice” din Penrose-Hawking, nu pot fi văzute, deoarece vor fi separate de restul Universului de orizontul evenimentului. Cu alte cuvinte, singularitatea este situată în interiorul unei sfere imaginare, din care chiar și lumina nu poate scăpa din cauza atracției super-puternice a găurii negre. Punerea în aplicare a acestui principiu este extrem de importantă pentru fizică, deoarece descoperirea unei „singularități goale”, cel puțin sub formă teoretică, ar însemna că toate științele fizice moderne sunt greșite.
Mai recent, fizicienii teoretici au sugerat că găurile negre nu trebuie să fie o singularitate. În punctul în care ar trebui localizată singularitatea, poate exista un obiect superdense, nu izolat de Universul din jur, ci invizibil pentru noi sau un „gă de vierme” - un tunel care leagă două spații diferite. Această idee provoacă astăzi mari controverse între cosmologi și astronomi, deoarece nu s-au găsit încă dovezi în favoarea existenței sale sau refutarea acestei idei.
Narayan și colegii săi au găsit o modalitate ingenioasă de a testa dacă există un orizont de eveniment în găurile negre, observând cum cele mai mari găuri negre, situate în centrele galaxiilor, „mănâncă” stele care se apropie de ele.
Video promotional:
Clarificarea singularității
Oamenii de știință au atras atenția asupra faptului că consecințele convergenței unei stele și a unei găuri negre în prezența și absența orizontului evenimentului vor fi vizibil diferite. Dacă este prezentă, steaua va dispărea fără urmă, „căzând” într-o singularitate mai mică decât un atom, iar în absența sa, steaua se va ciocni cu un obiect superdens care constituie baza unei găuri negre.
Ca urmare a acestei coliziuni, materia luminoasă va „înnebuni” asupra acestui obiect, va înceta să fie invizibilă pentru noi și va da naștere unui focar care va dura zeci de ani și a cărui luminozitate se va schimba într-un mod unic, spre deosebire de modul în care apar supernovele sau ejectiile negre „normale”. găuri. În consecință, observând un număr suficient de mare de galaxii, vom putea înțelege dacă găurile negre supermasive există fără un orizont de eveniment dacă luminozitatea lor crește brusc și devin vizibile.
Încercând să găsească urme de astfel de „flăcări”, oamenii de știință au analizat imaginile a peste un milion de galaxii cu găuri negre deosebit de mari supermassive în imediata apropiere a Pământului, care au fost primite de telescopul automat Pan-STARRS din Hawaii în ultimii patru ani.
Narayan și colegii săi nu au înregistrat un singur astfel de focar, ceea ce înseamnă două lucruri - faptul că cele mai mari găuri negre au un orizont de eveniment și că stelele sunt „înghițite” de ele în întregime, dispărând pentru totdeauna și fără urmă din universul vizibil. Oamenii de știință consideră că găurile negre mai mici din centrele galaxiilor și „verii” lor mai mici de masă stelară se comportă într-un mod similar.
Acest lucru este susținut de faptul că Pan-STARRS ar fi trebuit să înregistreze cel puțin zece astfel de flăcări temporare pe suprafața „găurilor negre” dacă teoriile despre formarea unor astfel de obiecte superdense ar fi corecte. În viitorul apropiat, Narayan și colegii săi își vor testa rezultatele la telescopul de anchetă LSST în construcție din Chile, care va putea urmări un număr mult mai mare de galaxii decât observatorul din Hawaii.
