Физики наконец подтвердили ошеломляющее предсказание Эйнштейна о черных дырах
В новой статье раскрыта подробная механика того, как материя падает на черную дыру из-за пределов горизонта событий.
Как и предсказывает теория гравитации Эйнштейна, существует точка, в которой вещество останавливается. вращаясь вокруг черной дыры, и падает прямо вниз, стремительно падая за точку невозврата.
Теперь, в рентгеновских данных активной черной дыры, мы наконец увидели доказательство того, что эта «область погружения» существует.
«Теория Эйнштейна предсказывала, что это окончательное падение произойдет, но мы впервые смогли продемонстрировать, что это происходит», — говорит физик-теоретик Эндрю Маммери из Оксфордского университета в Великобритании.
» p>
«Думайте об этом как о реке, превращающейся в водопад – до сих пор мы смотрели на реку. Это наш первый взгляд на водопад.»
Материя приближается к черная дыра не движется по прямой линии. Он кружится, как вода, кружащаяся по спирали и неумолимо приближающаяся к канализации. Это не праздное сравнение: сравнение настолько удачно, что ученые используют закрученные водные вихри для изучения среды вокруг черных дыр.
Изучать сами черные дыры немного сложно. , потому что искривление пространства-времени вокруг них настолько велико.
Но несколько десятилетий назад теоретическая работа Альберта Эйнштейна предсказала, что при определенной близости к черной дыре материя больше не сможет следовать за стабильной круговой орбите и упадет прямо вниз – как вода через край аналогичного водостока.
Нет оснований полагать, что это не так – материя должна каким-то образом пересечь горизонт событий, и Теория гравитации Эйнштейна выдержала всестороннюю проверку, но астрофизики не были уверены в том, сможем ли мы ее обнаружить.
Работа Маммери и его коллег состояла из нескольких частей. Одним из них была разработка численного моделирования и моделей, которые изображают область падения, чтобы выявить тип излучаемого ею света. После этого им потребовались наблюдательные доказательства, содержащие такое же излучение падающей области.
Рассматриваемая черная дыра находится в системе на расстоянии около 10 000 световых лет от нас под названием MAXI J1820+070. Эта система содержит черную дыру, масса которой примерно в 8,5 раз превышает массу Солнца, и двойную звезду-компаньон, из которой черная дыра вытягивает материал на орбите пары объектов, питаясь вспышками, которые проявляются в виде рентгеновского мерцания.
Астрономы наблюдали за этой черной дырой, чтобы лучше понять ее поведение, поэтому исследователям удалось получить доступ к очень качественным данным, полученным с помощью рентгеновских инструментов NuSTAR и NICER на низкой околоземной орбите. В частности, они сосредоточили внимание на вспышке, произошедшей в 2018 году.
Предыдущие исследования отмечали, что при наблюдениях этой вспышки было обнаружено дополнительное свечение, которое не удалось полностью объяснить.
В исследовании 2020 года было высказано предположение, что это свечение может возникать из самой внутренней стабильной области круговой орбиты, то есть из зоны падения. Маммери и его коллеги изучили это свечение с особым вниманием и обнаружили, что оно совпадает с излучением, которое они получили в результате моделирования.
Это, по словам исследователей, окончательно и безоговорочно доказывает существование области падения. , что дает нам новое исследование экстремального гравитационного режима в области непосредственно за горизонтом событий черной дыры.
«Что действительно интересно, так это то, что в галактике много черных дыр, и теперь у нас есть мощная новая техника, позволяющая использовать их для изучения самых сильных известных гравитационных полей», — говорит Маммери.
«Мы считаем, что это представляет собой новую захватывающую разработку в изучении черных дыр, позволяющую нам исследовать эту последнюю область вокруг них. .
Только тогда мы сможем полностью понять гравитационную силу. Этот последний выброс плазмы происходит на самом краю черной дыры и показывает, что материя реагирует на гравитацию в своей самой сильной форме».
p>Исследование опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
