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.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
O čiernych dierach sme sa ukrutne mýlili. Vedci objavili vo vesmíre niečo zvláštne, čo nemalo existovať
Môže skrývať život, no má to háčik. Blízka planéta straší astronautov, ak sa k nej priblížia, riskujú následky
Ľudstvo dostane nevyčerpateľný zdroj energie. Iba časť z neho nám dá elektrinu na milióny rokov
Teleportácia sa stala skutočnosťou. Oxfordskí vedci spravili krok, ktorý zmení svet výpočtov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Prirodzený „zabijak“ rakoviny prekonáva všetky doterajšie terapie. Vedci ohlásili takmer 100 % účinnosť
Legendárna minerálka svetovej kvality sa vracia na pulty. Firma chce oživiť i chátrajúce kúpele
Príspevok na opatrovanie sa zvýši až na 1 210 eur. Má byť viac peňazí pre rodiny aj pracovníkov
Milované kúpele Slovákov čaká rekonštrukcia za viac ako 5 miliónov eur. Je to len začiatok
Posun v prípade železničnej nehody: Zadržaného rušňovodiča polícia prepustila
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
- Čína posiela flotilu ničivých zbraní do Afriky. Na papieri bojuje s pirátmi, v skutočnosti ide o niečo horšie
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
- Ľudstvo dostane nevyčerpateľný zdroj energie. Iba časť z neho nám dá elektrinu na milióny rokov
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
-
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Američania ohúrili svet. Z opačného konca planéty vypustili jadrovú raketu, trafila cieľ na meter presne
- Toto už nie je len dron. Najväčšia zbrojovka sveta ukázala zbraň budúcnosti, ktorá zmení vojny
- Slováci majú v dome zdroj energie, o ktorom netušili. Nová technológia vykuruje aj chladí a šetrí tisíce eur
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
Ak máš tohto operátora, máš to najlepšie na Slovensku. 5G sieť zasahuje už viac než 5 miliónov ľudí
Fosílne palivá ich devastujú a musia konať rýchlo. Dôležitý spojenec Západu sa musí rozhodnúť
Kľúčový ľad planéty sa stráca alarmujúcou rýchlosťou. Vedci hovoria o predčasnej katastrofe
Nemecké tajné služby bijú na poplach: Rusko sa nebojí otvoreného vojenského konfliktu s NATO
Z Nemecka hlásia bizár: Zlodeji plienia na nabíjacích staniciach pre elektromobily, kradnú toto
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP