Pięć teorii na temat czarnych dziur, które zdumiewają

Czarne dziury należą do najbardziej kontrowersyjnych obiektów we wszechświecie.

Przez dziesięciolecia pobudzały wyobraźnię opinii publicznej, częściowo dzięki nieżyjącemu już Stephenowi Hawkingowi, który przekształcił je z trudnej do zrozumienia teorii naukowej w źródło mistycznego cudu.

Przeniknęli także do kultury popularnej poprzez science fiction, Star Trek i magazyny z Hollywood.

Ale jakie jest pięć najbardziej dziwacznych i urzekających teorii na temat czarnych dziur, które są tak niezrozumiałe, że aż wprawiają w zakłopotanie?

Tutaj MailOnline przygląda się.

1. Są otoczeni „pierścieniem ognia”.

W 2019 roku astronomowie wykonali pierwsze zdjęcie czarnej dziury znajdującej się w odległej galaktyce.

Opisany przez naukowców jako „potwór”, jest trzy miliony razy większy od Ziemi.

Obraz przedstawia bardzo jasny „pierścień ognia”, jak opisują go naukowcy, otaczający idealnie okrągłą ciemną dziurę.

„To jak zaglądanie do bram piekła” – powiedział Heino Falk z Uniwersytetu Radboud w Nijmegen w Holandii.

Kiedy czarne dziury konsumują zabłąkaną materię zbyt blisko, kompresują ją w super gorący dysk świecącego gazu.

Na zdjęciu supermasywnej czarnej dziury w sercu pobliskiej galaktyki Messier 87 (M87) dolna część pierścienia wydaje się jasna, ponieważ gazy pędzą w kierunku Ziemi.

Czarna dziura zakrzywia również światło wokół siebie, co tworzy okrągły cień.

2. Mają „włosy”

W 2015 roku nieżyjący już fizyk, profesor Stephen Hawking, zasugerował, że czarne dziury nie są „wiecznymi więzieniami”, za które wielu uważało, dodając, że możliwe jest, że dane zsunęły się z urwiska.

Rok później rozwinął teorię, mówiąc, że odpowiedź leży w cząsteczkach o zerowej energii lub „cienkich włoskach” znalezionych na horyzoncie czarnej dziury.

Proponuje, aby cząstki na horyzoncie zdarzeń, granicy czarnej dziury, składały się z fotonów i grawitonów, które są subatomowymi pakietami światła i energii grawitacyjnej.

Te cząstki kwantowe o bardzo niskiej, a nawet zerowej energii, osadzone na krawędzi czarnej dziury, mogą przechwytywać i przechowywać informacje, które zostały usunięte z cząstek wpadających do czarnej dziury.

To skutecznie oznacza, że ​​chociaż cząstki, które wpadają do czarnej dziury, mogą zniknąć, ich informacje wciąż pozostają na krawędzi zapomnienia w tym „cienkim włosie” cząstek kwantowych.

Fizyk teoretyczny porównał zwrot informacji do płonącej encyklopedii, gdzie technicznie rzecz biorąc, informacja nie zostałaby utracona, ale byłaby niezwykle trudna do rozszyfrowania.

Hipoteza nie została udowodniona, ale może pomóc w rozwiązaniu długotrwałego paradoksu dotyczącego tego, co dzieje się z gazem i pyłem, które wpadły do ​​czarnej dziury.

3. Emituje fontanny gazu

Silny uchwyt grawitacyjny czarnej dziury oznacza, że ​​nic nie może uciec, jeśli znajdzie się zbyt blisko krawędzi dziury.

Ale wiele z tych tajemniczych obiektów jest w rzeczywistości otoczonych nagromadzeniami gazu i pyłu, które otaczają czarne dziury jak woda spływająca do kanalizacji.

Według badania z 2018 r. gromadzenie materiału to proces składający się z trzech etapów.

Najpierw zimny gaz tworzy dysk w pobliżu płaszczyzny obrotu, który nagrzewa się, aż cząstki się rozpadną.

Niektóre z tych cząstek są wyrzucane powyżej i poniżej dysku, a następnie opadają z powrotem, tworząc strukturę przypominającą fontannę.

Alternatywne obserwacje sugerują również, że ruch ten wytwarza łukowate pierścienie otaczające wewnętrzne wały materii, które wystrzeliwują prosto w powietrze i bardzo przypominają fontanny.

4. Są źródłem ciemnej energii

W zeszłym miesiącu naukowcy z Imperial College London wydali ekscytujące oświadczenie dotyczące czarnych dziur.

Dramatycznie ujawnili, że materiał może być źródłem nieznanej energii znanej jako ciemna energia.

Zasadniczo teoria Wielkiego Wybuchu dotycząca stworzenia naszego Wszechświata pierwotnie przewidywała, że ​​jego ekspansja spowolni – lub nawet zacznie się kurczyć – z powodu przyciągania grawitacyjnego.

Jednak w 1998 roku astronomowie byli zaskoczeni odkryciem, że nie tylko wszechświat się rozszerza, ale także przyspiesza.

Aby wyjaśnić to odkrycie, zasugerowano, że „ciemna energia” jest odpowiedzialna za odpychanie rzeczy z siłą większą niż grawitacja.

Było to związane z koncepcją zaproponowaną przez Einsteina, ale później odrzuconą – „stałą kosmologiczną”, która przeciwstawia się grawitacji i zapobiega zapadnięciu się wszechświata.

Czarne dziury stwarzały jednak problem – trudno przeciwstawić się ich intensywnej grawitacji, zwłaszcza w ich centrach, gdzie wszystko wydaje się zapadać w zjawisko zwane „osobliwością”.

Aby zagłębić się w problem, A.J Zespół 17 naukowców z dziewięciu krajów zbadał dziewięć miliardów lat ewolucji czarnych dziur.

Zaobserwowali starożytne, uśpione galaktyki i odkryli, że czarne dziury zyskują masę w sposób zgodny z tym, że zawierają energię próżni lub ciemną energię.

Rzeczywiście, rozmiar Wszechświata w różnych punktach czasowych jest ściśle proporcjonalny do masy supermasywnych czarnych dziur w jądrach galaktyk.

Innymi słowy, ilość ciemnej energii we wszechświecie można obliczyć na podstawie energii próżni czarnej dziury – co oznacza, że ​​czarne dziury są źródłem ciemnej energii.

5. Mogą być „tylnymi drzwiami” do innych części wszechświata

Głęboko w czarnej dziurze znajduje się osobliwość grawitacyjna, w której czasoprzestrzeń zakrzywia się w kierunku nieskończoności, a każda materia, która przez nią przechodzi, może przetrwać.

A przynajmniej tak zawsze myślał.

Jednak naukowcy zasugerowali w niedawnym badaniu, że w rzeczywistości może istnieć wyjście przez tunel czasoprzestrzenny w centrum czarnej dziury, który działa jak „tylne wejście”.

Zgodnie z tą teorią wszystko, co przechodzi przez czarną dziurę, będzie „zabłocone” lub rozciągnięte do granic możliwości, ale powróci do swoich normalnych rozmiarów, gdy pojawi się w innym regionie wszechświata.

Chociaż jest mało prawdopodobne, aby człowiek przeżył ten proces, naukowcy twierdzą, że materia wewnątrz czarnej dziury nie zostanie utracona na zawsze, jak wcześniej sądzono, a zamiast tego zostanie wydalona do innego regionu wszechświata.

Naukowcy twierdzą, że do wygenerowania tunelu czasoprzestrzennego nie byłaby potrzebna energia „obcych”, jak sugeruje teoria grawitacji Einsteina.