W astrofizyce jest takie powiedzenie:Czarne dziury nie mają włosów„Oznacza to, że w ogólnej teorii WzględnośćCzarne dziury to wyjątkowo opływowe obiekty. Aby opisać czarną dziurę, wystarczy jej masa, ładunek elektryczny i prędkość rotacji. Tylko dzięki tym trzem liczbom masz wszystko, co możesz wiedzieć o czarnych dziurach. Innymi słowy są łysi i nie mają żadnych dodatkowych informacji.
Ten aspekt czarnych dziur jest bardzo frustrujący dla astrofizyków, którzy desperacko chcą zrozumieć, jak działają te kosmiczne giganty. Ponieważ jednak czarne dziury nie mają „włosów”, nie ma sposobu, aby dowiedzieć się o nich więcej i o tym, co powoduje ich ruch. Niestety, czarne dziury pozostają jednymi z najbardziej zagadkowych i tajemniczych obiektów we wszechświecie.
Powiązany: Słynny paradoks czarnej dziury Stephena Hawkinga może w końcu znaleźć rozwiązanie
Jednak koncepcja „bezwłosych” czarnych dziur opiera się na naszym obecnym rozumieniu ogólnej teorii względności w jej pierwotnym brzmieniu Alberta Einsteina. Ten relatywistyczny obraz koncentruje się na krzywiźnie czasoprzestrzeni. Każda istota posiadająca masę lub energię zakrzywia wokół siebie czasoprzestrzeń, a ta krzywizna mówi tym istotom, jak się poruszać.
Ale nie jest to jedyny sposób budowania teorii względności. Zupełnie inne podejście skupiłoby się raczej na „wypaczeniu”, a nie na zakrzywieniu czasoprzestrzeni. Na tym zdjęciu każdy obiekt posiadający masę lub energię ma owiniętą wokół siebie czasoprzestrzeń, a ten skręt mówi innym obiektom, jak się poruszać.
Obydwa podejścia, jedno oparte na zginaniu, a drugie na skręcaniu, są matematycznie równoważne. Ponieważ jednak to Einstein jako pierwszy opracował język oparty na krzywiznach, zaczęto go używać na znacznie większą skalę. Podejście skrętne, znane jako grawitacja „równoległa” ze względu na matematyczne wykorzystanie linii równoległych, zapewnia wiele możliwości dla interesujących spostrzeżeń teoretycznych, które nie są oczywiste w podejściu krzywizny.
Na przykład zespół fizyków teoretycznych odkrył niedawno, w jaki sposób równoległowymiarowa grawitacja może rozwiązać problem włosów czarnych dziur. Szczegółowo opisali swoją pracę w artykule opublikowanym w bazie danych preprintów arXiv W lipcu. (Badanie nie zostało jeszcze poddane recenzji).
Zespół zbadał możliwe rozszerzenia ogólnej teorii względności, korzystając z tak zwanej domeny skalarnej – obiektu kwantowego zamieszkującego całą przestrzeń i czas. Jednym ze znanych przykładów pola skalarnego jest bozon Higgsa, który jest odpowiedzialny za nadawanie wielu cząstkom ich masy. Mogą istnieć dodatkowe pola skalarne zamieszkujące wszechświat i subtelnie zmieniające działanie grawitacji, a fizycy od dawna wykorzystują te pola skalarne w swoich próbach wyjaśnienia natury kosmicznych tajemnic, takich jak Ciemna materia I ciemna energia.
W ogólnej teorii względności opartej na jednolitej krzywiźnie istnieje tylko kilka sposobów dodawania pól skalarnych. Ale w odległej grawitacji równoległej istnieje wiele opcji. Zespół badawczy odkrył sposób na dodanie pól skalarnych do ogólnej teorii względności przy użyciu struktury równoległości. Następnie wykorzystali to podejście do zbadania, czy te pola skalarne, które w innym przypadku mogłyby być niewidoczne, mogą pojawić się w pobliżu czarnych dziur.
Efekt końcowy: pola skalarne dodane do ogólnej teorii względności i zbadane przez soczewkę równoległą dodały czarnym dziurom trochę włosa.
„Włosem” w tym przypadku jest obecność silnego pola skalarnego w pobliżu horyzontu zdarzeń czarnej dziury. Co ważniejsze, to pole skalarne niesie informacje o znajdującej się w nim czarnej dziurze, umożliwiając naukowcom lepsze zrozumienie czarnych dziur bez konieczności zanurzania się w nie.
Teraz, gdy badacze ustalili, jak nadać czarnym dziurom trochę włosów, muszą teraz popracować nad obserwacyjnymi konsekwencjami tych odkryć. Na przykład przyszłe obserwacje fal grawitacyjnych mogą ujawnić subtelne sygnatury tych pól skalarnych w zderzeniach czarnych dziur.
„Nagradzany beeraholik. Fan Twittera. Podróżnik. Miłośnik jedzenia.