물리학자들은 블랙홀을 존재하는 가장 신비로운 존재 중 하나로 간주합니다. 아이러니하게도 그것은 가장 단순한 것 중 하나로 간주됩니다. 수년간, 나와 같은 물리학자들 그들은 블랙홀이 보이는 것보다 더 복잡하다는 것을 증명하려고 했습니다. 최근에 승인이 났어요 LISA라는 유럽 우주 임무 이 연구에 도움이 될 것입니다.
1970년대 연구 이는 질량, 전하, 회전이라는 세 가지 물리적 속성만 사용하여 블랙홀을 포괄적으로 설명할 수 있음을 시사합니다. 이 죽어가는 거대한 별의 상세한 구성, 밀도, 온도와 같은 다른 모든 특성은 블랙홀로 변할 때 사라집니다. 그것이 얼마나 단순한가.
블랙홀에는 세 가지 특징만 있다는 생각을 “털이 없는” 이론이라고 합니다. 이는 블랙홀을 복잡하게 만드는 “털이 많은” 세부 사항이 없다는 의미입니다.
털이 많은 블랙홀?
수십 년 동안 천체물리학계의 연구자들은 털이 없는 블랙홀 시나리오를 생각해내기 위해 털이 없는 이론의 가정 내에서 허점이나 해결 방법을 활용해 왔습니다. 털이 많은 블랙홀은 원칙적으로 질량, 전하 또는 회전을 넘어서 과학자들이 측정할 수 있는 물리적 특성을 가지고 있습니다. 이 속성은 구조의 영구적인 부분이어야 합니다.
약 10년 전, 스테파노스 아레타키스현재 토론토 대학교에 있는 물리학자는 최대 전하를 지닌 블랙홀(극한 전하 블랙홀이라고 함)이 지평선에 “털”을 자라게 한다는 것을 수학적으로 보여주었습니다. ㅏ 블랙홀 지평선 그 무엇도, 심지어 빛도 빠져나올 수 없는 경계입니다.
Aretakis의 분석은 매우 단순화된 물리학 시나리오를 사용한 사고 실험에 가깝기 때문에 과학자들이 천체 물리학 용어로 관찰할 것으로 기대하는 것은 아닙니다. 그러나 초강력 블랙홀만이 머리카락을 가질 수 있는 유일한 종류는 아닐 수도 있습니다.
별이나 행성과 같은 천체물리학적 물체는 회전하는 것으로 알려져 있으므로, 과학자들은 이것이 사실일 것으로 예상합니다. 블랙홀도 회전한다그것이 어떻게 형성되는지에 따라. 점성학적 증거 그는 블랙홀에 스핀이 있다는 것을 보여줬지만, 연구자들은 천체물리학적 블랙홀의 전형적인 스핀 값이 무엇인지 알지 못합니다.
우리 팀은 최근 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 비슷한 헤어스타일을 찾아보세요 최대 속도로 회전하는 블랙홀에서. 이 시는 수평선 위의 시공간 곡률의 변화율, 즉 기울기에 관한 것입니다. 우리는 또한 블랙홀이 머리카락을 가지기 위해 최대로 회전할 필요가 없다는 사실을 발견했습니다. 이는 중요한 이유입니다. 회전이 최대인 블랙홀은 아마도 절대 형성되지 않을 것입니다 자연에서.
머리카락 감지 및 측정
우리 팀은 질량, 회전, 전하를 넘어 블랙홀을 특징짓는 새로운 상수 속성인 이 털을 측정하는 방법을 개발하고 싶었습니다. 우리는 이러한 새로운 기능이 어떤 영향을 미칠 수 있는지 살펴보기 시작했습니다. 중력파의 서명 빠르게 회전하는 블랙홀에서 방출됩니다.
ㅏ 중력파 이는 일반적으로 우주에서 격렬한 천체물리학적 사건의 결과로 발생하는 작은 시공간 교란입니다. 블랙홀, 중성자별 등 소형 천체물리학 물체의 충돌은 강력한 중력파를 방출합니다. 다음을 포함한 국제 중력 관측소 네트워크 레이저 간섭계 중력파 관측소 미국에서는 이러한 파도가 일상적으로 감지됩니다.
우리의 최근 연구에 따르면 이러한 털이 많은 특징은 중력파 데이터를 통해 측정할 수 있습니다. 빠르게 회전하는 블랙홀의 경우. 중력파 데이터를 살펴보면 블랙홀에 이런 유형의 털이 있는지 여부를 나타낼 수 있는 일종의 서명을 얻을 수 있는 기회가 제공됩니다.
우리의 지속적인 연구 팀의 학생인 Som Bishoy의 최신 진전은 빠르게 회전하는 블랙홀의 이론 및 계산 모델의 조합을 기반으로 합니다. 우리의 발견은 아직 우주의 실제 블랙홀에서 현장 테스트되거나 관찰되지 않았습니다. 그러나 우리는 그것이 곧 바뀌기를 바랍니다.
리사가 승인을 받았어요
2024년 1월 유럽우주국이 우주시스템을 공식 인증했다. 우주 안테나 레이저 간섭계, 또는 리사, 임무. LISA는 중력파를 검색할 것이며, 임무 데이터는 우리 팀이 블랙홀에 관한 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.
사이먼 파크/대학교. 플로리다, 참조자:
공식적인 채택은 프로젝트가 그에겐 초록불이 들어왔어 2035년 출시를 목표로 건설 단계로 진입합니다. Lisa는 다음으로 구성됩니다. 세 개의 우주선 그것은 태양 주위의 지구 뒤를 추적하는 완벽한 정삼각형으로 구성됩니다. 그것은 모든 우주선이 될 것입니다 그들은 160만 마일(250만 킬로미터)만큼 떨어져 있습니다.그들은 레이저 빔을 교환하여 서로 간의 거리를 약 10억분의 1인치까지 측정할 것입니다.
LISA는 우리 태양보다 수백만 배, 심지어 수십억 배 더 큰 초대질량 블랙홀의 중력파를 감지합니다. 회전하는 블랙홀 주변의 시공간 지도를 구축하여 물리학자들이 전례 없는 수준의 정밀도로 블랙홀 근처 지역에서 중력이 어떻게 작용하는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 물리학자들은 LISA가 블랙홀이 가질 수 있는 모든 격자 특징을 측정할 수 있기를 바라고 있습니다.
~와 함께 LIGO는 새로운 관찰을 합니다 매일 LISA를 통해 블랙홀 주변의 시공간을 엿볼 수 있습니다. 지금은 블랙홀 물리학자에게 가장 흥미로운 시기 중 하나입니다.
“트위터를 통해 다양한 주제에 대한 생각을 나누는 아 동율은 정신적으로 깊이 있습니다. 그는 맥주를 사랑하지만, 때로는 그의 무관심함이 돋보입니다. 그러나 그의 음악에 대한 열정은 누구보다도 진실합니다.”