Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie MNRAS, astronomowie i kosmolodzy w Stanach Zjednoczonych śledzili zachowanie miliona największych czarnych dziur i doszli do wniosku, że gwiazdy całkowicie przechodzą przez nie i mają horyzont zdarzeń przewidziany przez teorię względności Einsteina.
„Nie próbowaliśmy dowiedzieć się, jaką formę ma horyzont zdarzeń, czy jest on solidny, czy też, jak sądzą koledzy, wygląda jak puszysty„ motek”nici. Próbowaliśmy tylko znaleźć pierwszy dowód, że naprawdę istnieje. Nasze obserwacje pokazują, że wszystkie lub prawie wszystkie czarne dziury mają horyzont zdarzeń i że materia w rzeczywistości znika z obserwowalnego wszechświata w momencie, gdy go przekracza. Teoria względności pomyślnie przeszła kolejny test”- powiedział Ramesh Narayan z Harvard University (USA).
Punkt czy dziura?
Teoria względności przewiduje, że we Wszechświecie mogą istnieć tak zwane osobliwości - punkty o nieskończenie dużej gęstości i dowolnej masie. Dobrze znane czarne dziury to szczególny przypadek osobliwości.
Takich obiektów, zgodnie z zasadą „kosmicznej cenzury” Penrose'a-Hawkinga, nie widać, gdyż horyzont zdarzeń oddziela je od reszty Wszechświata. Innymi słowy, osobliwość znajduje się wewnątrz wyimaginowanej kuli, z której nawet światło nie może uciec z powodu supersilnego przyciągania czarnej dziury. Realizacja tej zasady jest niezwykle ważna dla fizyki, ponieważ odkrycie „nagiej osobliwości”, przynajmniej w formie teoretycznej, oznaczałoby, że wszystkie współczesne nauki fizyczne są w błędzie.
Niedawno fizycy teoretycy zasugerowali, że czarne dziury nie muszą być osobliwością. W miejscu, w którym powinna być osobliwość, może znajdować się supergęsty obiekt, nie odizolowany od otaczającego go Wszechświata, ale niewidoczny dla nas, lub „wormhole” - tunel łączący dwie różne przestrzenie. Idea ta budzi dziś wielkie kontrowersje wśród kosmologów i astronomów, ponieważ nie znaleziono jeszcze dowodów na jej istnienie lub obalenie tej idei.
Narayan i jego koledzy znaleźli genialny sposób na sprawdzenie, czy istnieje horyzont zdarzeń dla czarnych dziur, obserwując, jak największe czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk „zjadają” zbliżające się do nich gwiazdy.
Film promocyjny:
Wyjaśnienie osobliwości
Naukowcy zwrócili uwagę na fakt, że konsekwencje konwergencji gwiazdy i czarnej dziury w obecności i braku horyzontu zdarzeń będą zauważalnie różne. W jej obecności gwiazda zniknie bez śladu, „wpadając” w osobliwość mniejszą od atomu, aw przypadku jej braku, gwiazda zderzy się z supergęstym obiektem, który stanowi podstawę czarnej dziury.
W wyniku tego zderzenia materia luminarza „rozmazuje się” na tym obiekcie, przestanie być dla nas niewidoczna i spowoduje błysk, który będzie trwał przez dziesięciolecia i którego jasność zmieni się w unikalny sposób, w przeciwieństwie do supernowych lub wyrzutów „normalnej” czerni dziury. W związku z tym, obserwując wystarczająco dużą liczbę galaktyk, będziemy w stanie zrozumieć, czy supermasywne czarne dziury istnieją bez horyzontu zdarzeń, jeśli ich jasność gwałtownie wzrośnie i staną się widoczne.
Próbując znaleźć ślady takich „rozbłysków”, naukowcy przeanalizowali obrazy ponad miliona galaktyk ze szczególnie dużymi supermasywnymi czarnymi dziurami w bezpośrednim sąsiedztwie Ziemi, które zostały odebrane przez automatyczny teleskop Pan-STARRS na Hawajach w ciągu ostatnich czterech lat.
Narayan i jego koledzy nie zarejestrowali ani jednego takiego wybuchu, co oznacza dwie rzeczy - to, że największe czarne dziury mają horyzont zdarzeń i że gwiazdy są przez nie całkowicie „pochłaniane”, znikając na zawsze i bez śladu z widzialnego wszechświata. Naukowcy uważają, że mniejsze czarne dziury w centrach galaktyk i ich mniejsi „kuzyni” gwiezdnej masy zachowują się w podobny sposób.
Potwierdza to fakt, że Pan-STARRS powinien był zarejestrować co najmniej dziesięć takich chwilowych rozbłysków na powierzchni „czarnych dziur”, jeśli teorie dotyczące powstawania takich supergęstych obiektów były prawidłowe. W niedalekiej przyszłości Narayan i jego koledzy przetestują swoje odkrycia na teleskopie badawczym LSST, który jest budowany w Chile, który będzie w stanie śledzić znacznie większą liczbę galaktyk niż obserwatorium na Hawajach.