Не все теории могут объяснить черную дыру M87 *

Как впервые указал немецкий астроном Карл Шварцшильд, черные дыры из-за своей необычайной концентрации массы искривляют пространство-время и нагревают материю поблизости, так что она начинает светиться. Новозеландский физик Рой Керр показал, что вращение может изменить размер черной дыры и геометрию ее окружения. «Край» черной дыры известен как горизонт событий, граница вокруг концентрации массы, за пределы которой свет и материя не могут выйти и которая делает черную дыру «черной». Теория предсказывает, что черные дыры можно описать несколькими свойствами: массой, спином и множеством возможных зарядов.

В дополнение к черным дырам, предсказанным на основе общей теории относительности Эйнштейна, можно рассмотреть те из моделей, вдохновленных теориями струн, которые описывают материю и все частицы как моды крошечных вибрирующих струн. Теории черных дыр, вдохновленные струнами, предсказывают существование дополнительного поля в описании фундаментальной физики, которое приводит к наблюдаемым изменениям в размерах черных дыр, а также в кривизне в их окрестностях.

Физики доктор Прашант Кочерлакота и профессор Лучано Резцолла из Института теоретической физики Университета Гете во Франкфурте впервые исследовали, как различные теории согласуются с данными наблюдений черной дыры M87 * в центре галактики Мессье 87. Изображение M87 *, сделанное в 2019 году международной коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT), стало первым экспериментальным доказательством реального существования черных дыр после измерения гравитационных волн в 2015 году.

Результат этих исследований: данные M87 * полностью согласуются с теориями, основанными на Эйнштейне, и в некоторой степени с теориями, основанными на струнах. Доктор Прашант Кочерлакота объясняет: «С данными, записанными коллаборацией EHT, теперь мы можем проверить различные теории физики с изображениями черных дыр. В настоящее время мы не можем отвергать эти теории при описании размера тени M87 *, но наши расчеты ограничивают диапазон обоснованности этих моделей черных дыр «.

Профессор Лучано Резцолла говорит: «Идея черных дыр для нас, физиков-теоретиков, является одновременно источником беспокойства и вдохновения. Хотя мы все еще боремся с некоторыми последствиями черных дыр, такими как горизонт событий или сингулярность. — мы, кажется, всегда стремимся найти новые решения для черных дыр и в других теориях. Поэтому очень важно получить такие результаты, как наш, которые определяют, что правдоподобно, а что нет. Это был важный первый шаг, и наши ограничения будут улучшены по мере появления новых наблюдений «.

В рамках сотрудничества Event Horizon Telescope телескопы со всего земного шара соединены между собой, чтобы сформировать виртуальный гигантский телескоп с тарелкой размером с саму Землю. Благодаря точности этого телескопа газету в Нью-Йорке можно было читать из уличного кафе в Берлине.

Видео: https://www.youtube.com/watch?v=Xf8He6Z1eQU