Не все теории могут объяснить известную черную дыру M87*

Физики-теоретики проанализировали данные, полученные от черной дыры M87* в рамках коллаборации EHT, для проверки общей теории относительности Эйнштейна. Согласно результатам проверки, размер тени M87* прекрасно сочетается с черной дырой в общей теории относительности, но устанавливает ограничения на свойства черных дыр в других теориях.

Об этом рассказывают в Университете Гете во Франкфурте, Германия.

Как сначала отметил немецкий астроном Карл Шварцшильд, черные дыры экстремально сильно изгибают пространство-время из-за чрезвычайной концентрации массы и нагревают вещество вблизи так, что оно начинает светиться. Новозеландский физик Рой Керр показал, что вращение может изменить размер черной дыры и геометрию ее окружения. "Край" черной дыры, известный как горизонт событий - это предел вокруг концентрации массы, через которую свет и вещество уже не могут выйти, и которая делает черную дыру "черной". Черные дыры, как предсказывает теория, можно описать несколькими свойствами: массой, спином и различными возможными зарядами.

В дополнение к черным дырам, предсказанных теорией общей относительности Эйнштейна, их можно рассмотреть через модели, вдохновленные теориями струн, которые описывают материи и все частицы как моды вибрирующих крошечных струн. Струнно-инспирированные теории черных дыр предусматривают существование дополнительного поля в описании фундаментальной физики, что приводит к наблюдаемым изменениям в размерах черных дыр, а также в кривизне в их окружении.

Физики доктор Прашант Кочерлакота и профессор Лучано Реццолла из Института теоретической физики Университета Гете теперь впервые исследовали, как различные теории согласуются с данным наблюдений за черной дырой M87* в центре галактики Мессье 87. Изображение M87*, сделанное в 2019 году международным сотрудничеством «Телескоп горизонта событий» (EHT), стало первым экспериментальным подтверждением фактического существования черных дыр после измерения гравитационных волн в 2015 году.

Результат этих исследований: данные M87* прекрасно согласуются с теориями, основанными на теории Эйнштейна, и в определенной степени со струнными теориями. Доктор Прашант Кочерлакота поясняет: "Благодаря данным, зафиксированным коллаборацией EHT, теперь мы можем проверить различные теории физики с помощью изображений черных дыр. В настоящее время мы не можем отбросить эти теории при описании размера тени M87*, но наши расчеты ограничивают диапазон действительности этих моделей черных дыр".

Профессор Лучано Реццолла 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, как видно, всегда стремимся найти новые решения черных дыр и в других теориях. Поэтому очень важно получить результаты, подобные нашему, которые определяют, что является правдоподобным, а что нет. Это был важный первый шаг, и наши ограничения будут совершенствоваться по мере внесения новых наблюдений".

В сотрудничестве «Телескоп горизонта событий» телескопы со всего мира были соединены между собой так, чтобы сформировать виртуальный гигантский телескоп с такой большой тарелкой, как сама Земля. С точностью этого телескопа газету в Нью-Йорке можно было бы почитать из уличного кафе в Берлине.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.