Ang mga physicist ay kasalukuyang nakakaranas ng isang ginintuang edad ng bagong kaalaman tungkol sa mga black hole. Mula noong 2015, ang mga mananaliksik ay nakatanggap ng mga signal nang direkta mula sa mga black hole gamit gravitational wave observatory na may laser interferometer (LIGO), habang ang mga obserbatoryo tulad ng ang Event Horizon telescope (EHT), kunin ang mga unang larawan mga anino ng isang black hole. Ang taong ito ay walang pagbubukod, na may sariwang ani ng mga kapana-panabik at natatanging mga resulta na nagpapalawak sa abot-tanaw ng ating kaalaman sa mga black hole. Dito ay titingnan natin ang ilan sa mga pinakakahanga-hangang pagtuklas ng 2020.
Para bang upang kumpirmahin na ang 2020 ay ang taon ng pananaliksik sa black hole, ang pangunahing tagumpay ng agham ay Nobel Prize - ay iginawad noong Oktubre sa tatlong physicist na ang mga gawa ay nagbigay liwanag sa buhay ng mga mahiwagang bagay na ito sa kalawakan.
Si Roger Penrose ng University of Oxford sa UK ay nakatanggap ng kalahati ng premyo "para sa pagtuklas na ang black hole formation ay isang matatag na hula ng pangkalahatang relativity," habang sina Andrea Guez ng University of California, Los Angeles at Reinhard Hansel ng University of Bonn at ang Institute for Extraterrestrial Physics Max Planck sa Germany ay nagbahagi ng iba pang kalahati "para sa pagtuklas ng isang napakalaking compact na bagay sa gitna ng ating kalawakan," sinabi ng Royal Swedish Academy of Sciences sa isang pahayag. Si Andrea Guez lamang ang ikaapat na babae na nanalo ng Nobel Prize sa Physics, pagkatapos ni Marie Curie noong 1903, Maria Heppert-Mayer noong 1963, at Donna Strickland noong 2018.
LIGO at ang European counterpart nito Virgo pagmasdan ang mga itim na butas sa pamamagitan ng mga gravitational wave sa tela ng space-time, na nabubuo kapag nag-oscillate ang mga malalaking bagay.
Maraming mga kahanga-hangang pagtuklas ang nagawa na sa mga pasilidad. Ngunit noong Mayo, inihayag ng pakikipagtulungan na natuklasan nito ang pinakamalaking banggaan sa isang black hole sa kasaysayan. Ang isa sa mga ito ay 85 beses na mas malaki kaysa sa masa ng Araw, at ang isa ay 66 beses na mas malaki kaysa sa masa ng Araw. Kapag sila ay nagbanggaan, sila ay bumubuo ng isang black hole, na ang masa nito ay lumampas sa masa ng Araw ng 142 beses. Bilang karagdagan sa pagtatakda ng mga rekord, ang paghahanap ay ang una sa tinatawag na "ipinagbabawal" na zone ng medium-mass black hole. Bagama't ang mga astronomo ay nakakita ng maliliit na black hole na kasing laki ng ating Araw at alam na ang mga napakalaki, milyon-milyong beses na mass ng Araw, ay umiiral sa mga sentro ng mga kalawakan, walang sinuman ang nakahanap dati ng ebidensya ng mga black hole sa midrange na ito. Kung paano sila nabuo ay nananatiling isang misteryo na sinusubukang lutasin ngayon ng mga siyentipiko.
Ilang sandali lamang matapos Big Bang Ang uniberso ay napuno ng mainit at magulong radiation. Sa ilang mga rehiyon, ang enerhiya ay sapat na siksik upang teoretikal na bumagsak sa sarili nito upang bumuo ng isang black hole.
Bagaman hindi pa rin alam ng mga physicist kung umiiral ang mga ito primordial black hole (PCD), nitong mga nakaraang araw ay iniisip nila kung ano ang maaaring mangyari kung mayroon sila. Ilang mga papel, kabilang ang isang inilathala noong Nobyembre, ay nagmungkahi na ang mga itim na butas na ito, na ang ilan ay magiging mas maliit kaysa sa nabuo mula sa namamatay na mga bituin, ay posibleng bumubuo ng madilim na bagay, isang hindi kilalang substance na nagdudulot ng impluwensyang gravitational sa buong uniberso. Sa mga darating na taon, ang mga eksperimento ay isinasagawa upang maghanap para sa PCD, na maaaring kumpirmahin o tanggihan ang kanilang pag-iral.
Paano kung kinuha mo ang hindi kapani-paniwalang napakalaking black hole sa mga sentro ng mga kalawakan at pinalaki ang mga ito ng 11 factor? Iyan ang iminungkahi ng mga mananaliksik sa isang papel ng Setyembre na tumatalakay sa posibilidad ng "hindi kapani-paniwalang malalaking itim na butas" (Mga SLAB).
Ang mga bagay na ito ay tumitimbang ng hindi bababa sa 1 trilyong beses ng mass ng Araw, 10 beses na mas malaki kaysa sa pinakamalaking black hole na kasalukuyang kilala, ang 66 bilyong solar mass monster na tinatawag TON 618. Ang ilan sa mga SLAB ay maaaring nabuo sa unang bahagi ng uniberso, na lumilikha ng isa pang klase ng primordial black hole, ibig sabihin, makikita natin ang kanilang imprint sa background ng cosmic microwave noong ang ating uniberso ay 380 taong gulang pa lamang. Ang iba ay maaaring ma-detect sa pamamagitan ng pagtingin sa kung paano nila binabaluktot ang liwanag ng malalayong mga bituin kung may SLAB na nasa pagitan natin. Ang konseptong ito ay nananatiling hypothetical, ngunit nakakaakit ito ng mas mataas na atensyon.
Karamihan sa mga pares ng black hole na nakita ng LIGO at Virgo na mga instrumento ay may humigit-kumulang sa parehong masa. Ngunit noong Abril, inihayag ng pakikipagtulungan na ito ay nanonood ang pinaka-asymmetric na sakuna.
Ang mga bagay na nagbanggaan sa layo na humigit-kumulang 2,4 bilyong light years mula sa atin ay may mass na humigit-kumulang 8 at 30 beses kaysa sa ating Araw, ayon sa pagkakabanggit. Ang gayong hindi inaasahang pangyayari ay itinuturing na bihirang sapat na ang mga pag-install ng gravitational-wave ay hindi ito mapapansin pagkatapos lamang ng ilang taon. Hinahamon ng pagtuklas ang mga pagpapalagay na ito at hinihimok ang mga mananaliksik na isaalang-alang ang posibilidad ng mga hierarchical merger, kung saan ang isang black hole ay bumangga sa isa pa, at pagkatapos ay ang nagresultang labi ay sumanib sa isa pang black hole.
Kapag ang isang napakalaking bagay ay lumalapit sa isang black hole sa isang tiyak na distansya, ang matinding gravitational forces na naroroon ay maaaring mapunit ang bagay sa mahabang hibla ng materyal na nakakalat sa lahat ng dako.
Ang prosesong ito, kolokyal na tinatawag spaghettification, ay bihirang obserbahan dahil karamihan sa mga black hole ay napapalibutan ng nakatakip na ulap ng gas at alikabok. Ngunit noong Oktubre, nagawa ng mga astronomo mula sa European Southern Observatory na kumuha ng litrato Spaghettification ng bituin sa walang uliran na detalye gamit ang parehong Very Large Telescope at ang New Technology Telescope. Ang kaganapang ito, na kilala bilang SA 2019qiz, ay magbibigay sa mga mananaliksik ng insight sa mga ganitong phenomena at makakatulong sa kanila na mas maunawaan ang gravity sa matinding mga kondisyon.
Walang gustong mapalapit sa black hole. Sa kabutihang palad, ang cosmic na Pac-Man ay nakita noong Mayo na umiikot sa isang pares ng kasamang bituin na kilala bilang AY-6819-HR, ay nasa astronomically safe na distansya mula sa mga kasosyo nito.
Ang bagong black hole ay nakatago sa 1000 light-years mula sa Earth sa southern constellation Telescopium, tatlong beses na mas malapit kaysa sa nakaraang record holder. Ang mga astronomo ay hindi maaaring direktang obserbahan ang black hole mismo, ngunit nagawang ipahiwatig ang presensya nito batay sa kung paano ito nakakaapekto sa gravitationally sa dalawang iba pang mga bagay sa system. Ang mga tagamasid sa Southern Hemisphere ay maaaring makita ang mga bituin sa HR 6819 system gamit ang hubad na mata sa pamamagitan ng pagtingin sa isang star chart at pagtingin sa konstelasyon na Telescopium, malapit sa hangganan ng konstelasyon na Pavo.
Para mabuo ang isang black hole, dapat gumuho ang matter at energy sa isang maliit na punto ng walang katapusang density. Dahil ang gayong mga kawalang-hanggan ay dapat na pisikal na imposible, ang mga teorista ay matagal nang naghanap ng paraan sa gayong kakaibang resulta.
Ayon sa teorya ng string, na pumapalit sa lahat ng mga particle at pwersa ng subatomic, vibrating string, ang mga black hole ay maaaring maging isang bagay na mas kakaiba - isang gusot ng mga pangunahing string, tulad ng malabo na sinulid. Noong Oktubre, ipinakita ng isang pag-aaral na kung ang mga atomo sa mga neutron star, isang uri ng stellar remnant na hindi sapat ang siksik para makabuo ng black hole, ay talagang isang bundle ng mga string, kung gayon ang pag-compress ng mga string na iyon ay hindi talaga bubuo ng black hole, ngunit isang malambot na bola—na magiging katulad ng nabanggit na bola ng sinulid. Ang kakaibang ideya ay hindi pa ganap na naipapatupad, ngunit ito ay isa sa mga posibleng alternatibo sa pagtatrabaho nang may kawalang-hanggan.
Ayon sa mga physicist, ang bawat black hole ay dapat napapalibutan ng tinatawag abot-tanaw ng kaganapan - isang hangganan kung saan, kapag nahulog, hindi ka na makakalabas. Gayunpaman, mula nang ang mga itim na butas ay unang nai-postulate, ang mga mananaliksik ay nagtanong kung ang isang abot-tanaw ng kaganapan ay mahigpit na kinakailangan.
Maaari bang magkaroon ng black hole kung wala ito, ang tinatawag "hubad" na black hole? Maaari itong maging mapanganib dahil ang mga kilalang batas ng pisika ay nilalabag sa loob ng kaganapang abot-tanaw ng isang black hole, at ang isang hubad na black hole ay hindi makapagbibigay ng proteksyon sa hadlang na ito. Bagama't ang karamihan sa mga theorists ay naniniwala na ang kahubaran ay isang no-go para sa mga black hole, sinabi ng isang papel sa Nobyembre na mayroong isang paraan upang masuri para sigurado. Ang lansihin ay upang maghanap ng mga pagkakaiba sa mga accretion disk o singsing ng gas at alikabok na nabuo sa pamamagitan ng pagpapakain ng black hole, na maaaring magpahiwatig ng nakikitang pagkakaiba sa pagitan ng hubad at normal na black hole.
Maaga ang Pasko ngayong taon para sa mga black hole scientist. Noong Oktubre, ang LIGO observing community at ang European counterpart nitong si Virgo ay naglabas ng malaking bagong catalog ng dose-dosenang mga signal ng gravitational wave, natuklasan sa panahon mula Abril hanggang Setyembre 2019.
Kasama sa 39 na mga kaganapan ang maraming nakakaintriga na pagtuklas, tulad ng isang napakalaking black hole merger na nagresulta sa isang nalalabi na may mass na 142 Suns, isang sobrang one-sided na kaganapan na may masa ng mga bagay na mas malaki kaysa sa Araw, at isang misteryosong bagay na lumitaw. maging isang maliit na black hole o isang malaking neutron star. Ang mga mananaliksik ay nasasabik sa data, na nagpakita na ang mga bagay ay tumatanggap ng isang average ng isang bagong signal tuwing limang araw, at planong gamitin ito upang mas maunawaan ang pag-uugali at dalas ng mga black hole merger.
Basahin din:
Mag-iwan ng Sagot