Przejdź do głównej zawartości

Nowe teorie odpowiadające na podstawowe pytania dotyczące czarnych dziur

Gdy gwiazdy się zapadają, mogą tworzyć czarne dziury, które są wszędzie, w całym Wszechświecie, dlatego ważne jest, aby je badać. Czarne dziury to tajemnicze obiekty z zewnętrzną krawędzią zwaną horyzontem zdarzeń, która więzi wszystko, łącznie ze światłem. Ogólna teoria względności Einsteina przewiduje, że gdy obiekt wpadnie pod horyzont zdarzeń, kończy w środku czarnej dziury, zwanym osobliwością, gdzie jest całkowicie zmiażdżony. W punkcie osobliwości przyciąganie grawitacyjne jest nieskończone i wszystkie znane prawa fizyki się załamują, łącznie z teorią Einsteina. Fizycy teoretyczni poprzez skomplikowane równania matematyczne zastanawiali się, czy osobliwość rzeczywiście istnieje, jak dotąd jednak z niewielkim powodzeniem. Prof. Parampreet Singh z Louisiana State University oraz jego współpracownicy opracowali nowe równania matematyczne, które wykraczają poza teorię względności Einsteina, pokonując jej kluczowe ograniczenia – centralną osobliwość czarnej dziury.


Fizycy teoretyczni opracowali w latach ‘90 ubiegłego stulecia teorię zwaną pętlową grawitacją kwantową, która łączy grawitację z mechaniką kwantową, co wyjaśnia dynamikę przestrzeni i czasu. Nowe równania opisują czarne dziury w pętli grawitacji kwantowej, i pokazują, że osobliwość czarnej dziury nie istnieje.

Teoria Einsteina zawodzi nie tylko w centrum czarnych dziur, ale także w wyjaśnieniu, w jaki sposób Wszechświat został stworzony z osobliwości w Wielkim Wybuchu. Dlatego dekadę temu Ashtekar, Singh i ich współpracownicy zaczęli rozszerzać fizykę poza Wielki Wybuch i tworzyć nowe prognozy za pomocą pętlowej grawitacji kwantowej. Posługując się równaniami matematycznymi i technikami obliczeniowymi pętlowej grawitacji kwantowej, pokazali, że Wielki Wybuch został zastąpiony przez „Wielkie Bęc” (ang. Big Bounce). Ale problem przezwyciężenia osobliwości czarnych dziur jest wyjątkowo złożony.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…