در حال حاضر فیزیکدانان در دوره طلایی دانش جدیدی درباره سیاهچاله ها هستند. از سال 2015 ، محققان توانسته اند سیگنال ها را مستقیماً از ادغام سیاهچاله ها با استفاده از تداخل سنج لیزری Gravity-Wave Observatory (LIGO) دریافت کنند ، در حالی که رصدخانه هایی مانند تلسکوپ رویداد Horizon (EHT) اولین تصویر از سایه سیاهچاله. امسال نیز با برداشت جدید با نتایج هیجان انگیز و بی نظیر ، افق دید ما را بر روی سیاهچاله گسترش نداد. در اینجا برخی از جالب ترین یافته های سیاهچاله را در سال 2020 بررسی می کنیم.
جایزه نوبل فیزیک به سیاه چاله ها تعلق می گیرد
گویی برای اثبات اینکه این سال برای کشف سیاهچاله ، بزرگترین دستاورد علم ، عالی بود ، جایزه نوبل، در ماه اکتبر به سه فیزیکدان ارائه شد که کار آنها زندگی این موجودات مرموز کیهانی را روشن کرده است. راجر پنروز از دانشگاه آکسفورد انگلستان نیمی از جایزه را دریافت کرد “به دلیل کشف اینکه تشکیل سیاهچاله ها پیش بینی قوی برای نظریه عمومی نسبیتطبق آکادمی علوم سلطنتی سوئد ، “در حالی که آندریا گز و Reinhard Genzel از دانشگاه بن و دانشگاه ماس پلانك برای فیزیك فرازمینی در UCLA ، نیمه دیگر را در مورد كشف یك جرم جمع و جور فوق العاده در مركز كهكشان ما به اشتراک گذاشتند.” گز پس از ماری کوری در سال 1903 ، ماری گپرت-مایر در 1963 و دونا استریکلند در 2018 تنها چهارمین زنی است که برنده جایزه نوبل فیزیک می شود.
بیشتر بخوانید: جایزه نوبل فیزیک به 3 دانشمند به دلیل کشف سیاهچاله ها اعطا می شود
LIGO شاهد بزرگترین سقوط سیاهچاله تاکنون است
LIGO و همتای اروپایی وی ویرجو سیاهچاله ها را از طریق امواج گرانشی مشاهده می کنند ، امواج عظیم در بافت زمان مکانی هنگام ارتعاش اجسام عظیم ساطع می شود. این امکانات در حال حاضر به تعدادی از کشف چشمگیر دست یافته است. اما در ماه مه ، این همکاری اعلام کرد که این همکاری خود را مشاهده کرده است بزرگترین برخورد سیاهچاله تاکنون، یکی 85 برابر جرم خورشید و دیگری 66 برابر جرم خورشید ، و یک سیاهچاله 142 برابر خورشید ایجاد می کند. علاوه بر ثبت سوابق ، این کشف اولین کشف در منطقه سیاه چاله های “ممنوع” در رده متوسط است. اگرچه ستاره شناسان سیاهچاله های کوچکی به اندازه خورشید ما دیده اند و می دانند که عظیم میلیون ها برابر جرم خورشید در مراکز کهکشان ها وجود دارد ، اما کسی قبلاً شواهدی از سیاه چاله ها در این میان برد پیدا نکرده است. اینکه دقیقاً چگونه شکل گرفته اند ، یک معما باقی مانده است که دانشمندان اکنون برای کشف آن تلاش می کنند.
بیشتر بخوانید: بزرگترین برخورد سیاهچاله که تاکنون کشف شده است
سیاهچاله های اصلی باعث بزرگ شدن آن شده اند
کمی بعد مهبانگ، جهان در اثر تابش گرم و آشفته نفوذ کرده است. در بعضی مناطق ، انرژی به اندازه کافی متراکم بود تا از لحاظ نظری بر روی خود فرو ریخته و سیاهچاله ای تشکیل شود. اگرچه فیزیکدانان هنوز نمی دانند این موجودات که به سیاهچاله های اصلی (PBH) معروف هستند ، وجود دارد ، اما اخیراً آنها در حال بررسی این بوده اند که در صورت وقوع چه اتفاقی می افتد. چندین مقاله ، از جمله مقاله منتشر شده در ماه نوامبر ، نشان می دهد که این سیاهچاله ها ، برخی از آنها کوچکتر از آنچه توسط ستاره های در حال مرگ تشکیل شده است ، می تواند ماده تاریکی ایجاد کند، یک ماده ناشناخته است که دارای اثر جاذبه در سراسر فضا است. آزمایشاتی برای جستجوی PBH در سالهای آینده و یا اثبات یا رد موجودیت آنها در جریان است.
بیشتر بخوانید: انبوه سیاهچاله های اولیه می توانند جهان ما را پر کنند
ممکن است سیاهچاله های بزرگی وجود داشته باشد
اگر سیاه چاله های فوق العاده عظیم واقع در مراکز کهکشان ها را بگیرید و آنها را به 11 بزرگ کنید ، چه می کنید؟ این موضوع توسط محققان در گزارشی در ماه سپتامبر و بحث در مورد احتمال پیشنهاد شده است “سیاهچاله های فوق العاده بزرگ” یا SLAB. وزن این اجرام حداقل 1 تریلیون برابر جرم خورشید است ، 10 برابر بزرگترین سیاهچاله شناخته شده ، یک جانور با 66 میلیارد جرم خورشیدی به نام TON 618. برخی از SLAB می توانند در اوایل جهان شکل بگیرند ، و آنها را کلاس دیگری از سیاهچاله های اولیه ، به این معنی که ما می توانیم ببینیم اثر آنها در پس زمینه مایکروویو کیهانی، اندکی بازمانده از زمانی که جهان ما فقط 380،000 سال عمر داشت. اگر منطقه ای بین ما اتفاق بیفتد ، دیگران می توانند به دنبال روش تحریف نور ستاره های دور باشند. این مفهوم فعلاً فرضی باقی مانده است ، اما توجه بیشتری را به خود جلب می کند.
بیشتر بخوانید: سیاهچاله های بزرگی که نمی دانستیم می توانند شکل بگیرند ، می توانند در جهان پنهان شوند
LIGO یک ادغام واحد را باز می کند
اکثر دوئت های سیاهچاله ای که توسط ابزارهای LIGO و Virgo یافت می شوند ، تقریباً جرم یکسانی دارند. اما در ماه آوریل ، این همکاری اعلام کرد که آنها تماشا کرده اند نامتقارن ترین سقوط آن تا به امروز. اجسامی که در حدود 2.4 میلیارد سال نوری با هم سقوط کردند ، به ترتیب حدود هشت و 30 برابر جرم خورشید ما بودند. “این تقریبا برابر است با نسبت پر کردن Oreo معمولی به [that] در مگا استوف اورئو ، “کریستوفر بری ، دانشمند موج گرانشی در دانشگاه نورث وسترن ، در یک پست وبلاگ نوشت در این زمان. تصور می شد چنین اتفاق غیرمنتظره ای به اندازه کافی نادر باشد که تجهیزات گرانشی پس از تنها چند سال کار ، آن را نبینند. این یافته این فرضیات را به چالش می کشد و محققان را به فکر انداخت امکان ادغام سلسله مراتبی، که در آن یک سیاهچاله با دیگری برخورد می کند و پس از آن باقی مانده حاصل همچنان به عنوان یک سیاهچاله دیگر ادغام می شود.
بیشتر بخوانید: دانشمندان تجزیه نادر دو سیاهچاله نامناسب را یافته اند
تلسکوپ ها یک سیاه چاله “اسپاگتی” را یک ستاره مشاهده می کنند
وقتی یک جسم عظیم در فاصله مشخصی از سیاهچاله قرار دارد ، نیروهای گرانشی شدید موجود در آنجا می توانند جسم را به رشته های طولانی از مواد که در اطراف پراکنده شده اند ، تجزیه کنند. این فرآیند که در زبان محاوره ای به اسپاگتی معروف است ، به ندرت دیده می شود ، زیرا بیشتر سیاه چاله ها توسط ابر تیره و گاز و گرد و غبار ، آروغ زدن ظروف قبلی و موادی که اجتناب شده اند احاطه شده اند. اما در ماه اکتبر ، ستاره شناسان در رصدخانه جنوب اروپا موفق به گرفتن آن شدند اسپاگتی ستاره ای با جزئیات بی سابقه ، هم از تلسکوپ بسیار بزرگ و هم از تلسکوپ فناوری های جدید استفاده می شود. این رویداد خشن که به عنوان خسته کننده به عنوان AT 2019qiz شناخته می شود ، به محققان تصوری از این وقایع می دهد و به آنها کمک می کند درک بهتری داشته باشند جاذبه زمین در محیط های شدید
بیشتر بخوانید: سیاهچاله ای در حال تبدیل شدن یک ستاره فقیر به ماکارونی گرفتار شد
نزدیکترین سیاهچاله ای که تاکنون دیده شده است
هیچ کس نمی خواهد خیلی به سیاه چاله نزدیک شود (به رکورد اسپاگتی مراجعه کنید). خوشبختانه ، فضای Pac-Man ، که در ماه مه با یک جفت ماهواره ستاره ای معروف به HR 6819 در مدار مشاهده می شود ، از نظر نجومی با فاصله از شرکای خود ایمن است. در کمین 1000 سال نوری از زمین در صورت فلکی جنوبی تلسکوپی ، سیاهچاله تازه کشف شده سه برابر رکورددار قبلی است. ستاره شناسان نمی توانند سیاهچاله را مستقیماً مشاهده کنند ، اما آنها توانسته اند حضور آن را بر اساس چگونگی تأثیر گرانش بر روی دو جسم دیگر سیستم و کشیدن مدارهایشان ، نتیجه بگیرند. Skywatchers در نیمکره جنوبی با مراجعه به یک نقشه ستاره ای و مشاهده صورت فلکی تلسکوپی ، در نزدیکی مرز با صورت فلکی پاوو ، طاووس ، می توانند ستاره های سیستم HR 6819 را با چشم غیر مسلح ببینند.
بیشتر بخوانید: ستاره شناسان نزدیکترین سیاهچاله به زمین را کشف کرده اند
سیاهچاله ها ممکن است تاری شوند
برای ایجاد یک سیاهچاله ، موضوع و انرژی باید تا یک نقطه کوچک با تراکم بی نهایت فروپاشد. از آنجا که بی نهایت های این چنینی باید از نظر جسمی غیرممکن باشد ، مدت هاست که نظریه پردازان به دنبال راهی برای دور زدن این نتیجه عجیب هستند. طبق تئوری ریسمان ، که رشته های زیر اتمی و ارتعاشی را جایگزین همه ذرات و نیروها می کند ، سیاهچاله ها می توانند در واقع چیزی حتی عجیب تر باشند – نخ فازی به عنوان رشته های اصلی. یک مطالعه در ماه اکتبر نشان داد که اگر اتمهای موجود در ستاره های نوترونی ، نوعی بقایای ستاره ای که به اندازه کافی متراکم نیستند و یک سیاهچاله را تشکیل می دهند ، در واقع یک رشته از رشته ها هستند ، در نتیجه فشرده سازی این رشته ها در واقع تشکیل می شود سیاهچاله نیست ، بلکه یک چین است این مانند گلوله اصلی نخ فوق الذکر خواهد بود. این ایده عجیب هنوز توسعه بیشتری پیدا نکرده است ، اما یکی از گزینه های احتمالی مقابله با بی نهایت است.
بیشتر بخوانید: سیاهچاله ها ممکن است وجود نداشته باشند ، اما گشودن توپ ها ممکن است
سیاه چاله های “برهنه” خطرناک می توانند در کیهان کمین کنند
به گفته فیزیکدانان ، هر سیاه چاله باید توسط آنچه که به عنوان افق رویداد شناخته می شود احاطه شده باشد – محدودیتی که در آن سقوط می کنید ، هرگز از آن خارج نمی شوید. با این حال ، از زمان فرضیه سیاهچاله ها ، محققان فکر کرده اند که آیا افق رویداد کاملاً ضروری است؟ آیا می توان سیاه چاله ای بدون آن ایجاد کرد؟ سیاهچاله به اصطلاح “برهنه” است؟ این می تواند خطرناک باشد ، زیرا قوانین شناخته شده فیزیک در افق رویداد یک سیاهچاله در حال فروپاشی است ، و یک سیاهچاله لخت نمی تواند از این مانع محافظت کند. اگرچه بیشتر نظریه پردازان معتقدند که برهنگی برای سیاهچاله ها ممنوع است ، اما یک مقاله در ماه نوامبر پیشنهاد می کند که راهی برای بررسی مطمئن وجود دارد. ترفند این است که به دنبال تفاوت در دیسک های جمع آوری شده یا حلقه های گاز و گرد و غبار ایجاد شده هنگام تغذیه سیاهچاله باشید ، که می تواند تفاوت مشهودی بین سیاهچاله های برهنه و طبیعی نشان دهد.
بیشتر بخوانید: آیا سیاه چاله های “برهنه” خطرناک در کمین جهان هستند؟
گنجینه ای از سیاهچاله ها
کریسمس امسال برای دانشمندان سیاهچاله فرا رسید. در ماه اکتبر ، نظارت مشترک LIGO و شریک اروپایی آن Virgo یک فهرست جدید و غنی از ده ها سیگنال موج گرانشی بین آوریل و سپتامبر 2019 کشف شده است. 39 رویداد شامل بسیاری از یافته های جذاب ، مانند همجوشی بزرگ سیاهچاله است که منجر به باقی مانده 142 توده خورشیدی ، رویداد بسیار دو جانبه با جرم های هشت و سی برابر خورشید و یک شی مرموز است که به نظر می رسد یک سیاهچاله کوچک یا بزرگ است ستاره نوترونی. محققان از این داده ها که نشان داد این امکانات به طور متوسط هر پنج روز یک سیگنال جدید می گیرد و برای استفاده بهتر از آن برای درک بهتر رفتار و فرکانس ادغام سیاهچاله ها هیجان زده شده اند.
بیشتر بخوانید: دانشمندان به تازگی بزرگترین ستاره نوترونی (یا کوچکترین سیاهچاله) را کشف کرده اند
در اصل در Live Science منتشر شده است.
منبع: khabar-mojo.ir