Čierne diery odrážajú vesmír. Precízne matematické výpočty odhalili ich dlho strážené tajomstvo
Čierne diery patria medzi najzáhadnejšie a zároveň najfascinujúcejšie astronomické objekty vo vesmíre. Už niekoľko desiatok rokov sa snažíme pochopiť „správanie“ a vlastnosti týchto vesmírnych požieračov, no pravda je, že sme v podstate stále iba na začiatku.
Teraz však Albert Sneppen, študent fyziky na Inštitúte Nielsa Bohra, prišiel s presným matematickým opisom toho, ako sa v čiernych dierach „odráža“ okolitý vesmír. Na tému upozornili známe vedecké portály ako ScienceAlert a Interesting Engineering.
Miesto bez návratu
Či už sa jedná o „klasické“ čierne diery, alebo ich zväčšené sesternice v podobe supermasívnych čiernych dier, astronómov, ale i fanúšikov astronómie na týchto objektoch priťahuje najmä bod, odkiaľ niet úniku.
Horizont udalostí, prípadne miesto bez návratu, je „bod“ alebo polomer, za ktorým udalosti nemôžu ovplyvniť pozorovateľa, pretože z jeho silného gravitačného zovretia nedokáže uniknú ani svetlo. Gravitácia čiernych dier je dokonca natoľko veľká, že dochádza k modifikácii a pokriveniu samotnej časopriestorovej štruktúry.
Čím bližšie sme k horizontu udalosti čiernej diery, tým zvláštnejšie je toto „správanie“. V tesnej blízkosti horizontu udalostí sa podľa dlho akceptovaných teórii odohrávajú naozaj zvláštne veci. V tejto oblasti je gravitačné pole totiž natoľko silné, že zakrivenie časopriestoru je takmer kruhové.
NEPREHLIADNI
Dokáže človek zmeniť Mars na novú Zem? Extrémne zložitej premene bráni už len jediné obmedzenie
Vstupujúce fotóny nemajú inú možnosť, ako toto zakrivenie nasledovať, a preto sa teoretickému pozorovateľovi môže zdať, že svetlo je pokrivené a ohnuté. Toto zakrivenie môže byť tesne pred začiatkom horizontu udalostí dokonca natoľko veľké, že fotóny po tejto „zakrivenej dráhe“ neobletia len raz, ale hneď viackrát, čím sa vytvára tzv. fotónový prstenec.
V podstate to pre nás znamená asi toľko, že keď sa pozrieme na vzdialenú galaxiu za čiernou dierou, svetlo z nej, predtým ako k nám pricestuje, je vďaka gravitačnému poľu poriadne zakrivené. Čím bližšie sa pozrieme k horizontu udalostí, tým viac obrazov danej galaxie uvidíme. Tento sa efekt tiež označujeme pojmom gravitačná šošovka, čo je napríklad aj jeden zo spôsobov detekcie čiernych dier.
Konečne máme odpoveď
Vedci sa však už pred mnohými rokmi, v súvislosti s vyššie spomenutým opakujúcim sa obrazom, zaoberali tým, o koľko je potrebné sa k čiernej diere pozrieť bližšie, aby bol jeden obraz galaxie nahradený iným.
Ako uvádza portál ScienceDaily, odpoveď je známa viac ako 40 rokov a podľa súčasných matematických výpočtov by sme sa museli bližšie pozrieť o exponenciálnu funkciu 2π (e2π), čo v ľudskej reči znamená, že sa musíme pozrieť bližšie približne 500-krát.
Výpočet tohto procesu však bol až donedávna natoľko komplikovaný, že sme nemali vyvinutú žiadnu matematickú ani fyzikálnu intuíciu, prečo je to práve tento faktor. Vďaka novej štúdii Alberta Sneppena, publikovanej v periodiku Scientific Reports, je však tento problém vyriešený.
Sneppenovi sa matematickými trikmi podarilo „preformulovať trajektóriu svetla a kvantifikovať jeho lineárnu stabilitu pomocou diferenciálnych rovníc druhého rádu“, uvádza portál ScienceAlert.
Ukázalo sa, že jeho riešenie nielenže matematicky popisuje, prečo sa obrazy opakujú vo vzdialenosti e2π, ale tiež to, že táto „opakujúca sa veľkosť“ závisí od rotácie. Výsledky štúdie naznačujú, že čím rýchlejšie sa čierna diera otáča, tým menšie stačí priblíženie k čiernej diere.
„Ukázalo sa, že keď sa otáča skutočne rýchlo, nemusíme sa už viac približovať čiernej diere o faktor 500, ale o podstatne menej. V skutočnosti je každý obraz teraz iba 50; 5, alebo dokonca len 2-krát bližšie k okraju čiernej diery“, cituje Sneppena portál ScienceAlert.
Veľmi sa však ešte neteš, spozorovať to v praxi bude ešte poriadne tvrdý oriešok. Jedného dňa by ale boli takéto obrazy pozorovateľné v tesnej blízkosti čiernej diery dokonalé pre štúdium časopriestoru, ale tiež objekty za ním.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Veľkolepé plány NASA sa rúcajú. Nefunguje takmer nič, s Mesiacom sa môžu rozlúčiť
Na Slnku došlo k extrémnym erupciám. Následky pocítia aj Slováci
Zrodili sa pri Veľkom tresku. Vedci objavili „duchov“, ktorý dokážu prechádzať hmotou
SpaceX predbehol NASA. Takto vyzerá jeho nový vesmírny skafander
Zem má druhý mesiac, vieme odkiaľ pochádza. Odhalil ho gigantický kráter
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slovákov obrali o všetko. Prehratý boj RTVS pocítime úplne všetci, máme detaily
- Veľký elektropredajca krachuje. Má poslednú šancu, ako sa zachrániť
- Nové radary s AI nahnevali vodičov. Odhalia aj prekvapivý priestupok
- 12-násobný šampión F1 šokujúco končí. Bol nočná mora súperov, toto je jeho fascinujúci príbeh
- Bude lepší ako Henry Cavill? Nový Superman sa konečne ukázal, takto vyzerá
-
- Slovákov obrali o všetko. Prehratý boj RTVS pocítime úplne všetci, máme detaily
- Veľký elektropredajca krachuje. Má poslednú šancu, ako sa zachrániť
- Nové radary s AI nahnevali vodičov. Odhalia aj prekvapivý priestupok
- 12-násobný šampión F1 šokujúco končí. Bol nočná mora súperov, toto je jeho fascinujúci príbeh
- Bude lepší ako Henry Cavill? Nový Superman sa konečne ukázal, takto vyzerá
-
- EÚ chystá veľkú zmenu. Tisíce Slovákov prídu o vodičák
- Veľký elektropredajca krachuje. Má poslednú šancu, ako sa zachrániť
- Slovákov obrali o všetko. Prehratý boj RTVS pocítime úplne všetci, máme detaily
- Nové radary s AI nahnevali vodičov. Odhalia aj prekvapivý priestupok
- Čakali sme 5 rokov. Nový iPhone zbúra trh a konečne dobehne Samsung
Prezidentka podpísala zákon o ochrane spotrebiteľa, rieši aj online prostredie
Poľská vláda plánuje dotovať nákupy jazdených elektromobilov
Mimoriadna aktualita: Slovensko zažíva najväčšiu teroristickú hrozbu za posledné dekády
Hackeri zaútočili na databázu s osobnými údajmi britských vojakov
Poľsko vedie s Ruskom kybernetickú studenú vojnu
Copyright© 2024 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené