Існування чорних дірок можна безпосередньо довести без виявлення екзотичних об'єктів. Дірки самі видадуть себе, закручуючи проходить повз них світло.

У дослідженнях, так чи інакше стосуються загальної теорії відносності (ЗТВ), не так часто відкриття нового явища стає перевіркою всієї теорії і додає новий інструмент для дослідження Всесвіту. Прикладом таких явищ може служити гравітаційне лінзування, в існування якого не особливо вірив сам Альберт Ейнштейн, але завдяки якому сьогодні успішно досліджується великомасштабна структура Всесвіту. Ефект Шапіро, передбачений у 1964 році, який складається в тому, що поблизу масивних тіл електромагнітні хвилі поширюються повільніше, нещодавно дозволив астрономам зважити наймасивніший з відомих радіопульсаров.

Вчені зі Шведського інституту космічної фізики під керівництвом Фабріціо Тамбурин описали новий релятивістський ефект, який, як вони впевнені, може стати прямим доказом існування чорних дір. Незважаючи на те, що чорних дірок сьогодні присвячуються тисячі наукових робіт, ці об'єкти, існування яких випливає із загальної теорії відносності, до цих пір формально вважаються гіпотетичними. «З одного боку, всі більш-менш всі впевнені, що вони існують, але довести те, що ми вивчаємо саме чорні діри, важко», – пояснив на нещодавній лекції в Політехнічному музеї старший науковий співробітник відділу релятивістської астрофізики ДАІШ МДУ Сергій Попов. Щоб отримати прямий доказ існування чорних дір, астрофізики мріють знайти абсолютно особливий об'єкт, наприклад – радіопульсар в парі з чорною дірою. Якби ми бачили таку систему з ребра, а промінь пульсара ще й «сканував» б околиці чорної діри, це дало б можливість безпосередньо спостерігати ефекти, передбачені ЗТВ.

Група Тамбурин вважає, що допомогти в цьому можуть самі чорні діри, тільки що обертаються, так звані керровскіе. У 1963 році австралійський математик Рой Керр знайшов повне рішення рівнянь гравітаційного поля для обертової чорної діри. Тоді астрофізики, нарешті, отримали математичний опис геометрії простору-часу, навколишнього масивний обертовий об'єкт.

Такі об'єкти захоплюють у своє обертання навколишній простір-час, причому, чорна діра – найбільш інтенсивно. Шведські вчені показали, що фотони, народжені поблизу обертається чорної діри, повинні набувати характерний відбиток, який стане незаперечним доказом її існування. Квантова величина, яка називається повним кутовим моментом фотона, становить суму орбітального L і спінового S моменту. Орбітальний момент L = l * ħ, де l – цілі годсла, а ħ – приведена стала Планка.

Чорна мітка

Провівши комп'ютерне моделювання, фізики показали, що обертання чорної діри діє особливим чином на орбітальний момент народжується поблизу неї фотона. Такі фотони можуть народжуватися, наприклад, всередині акреційного диска навколо чорної діри. Світ (а в загальному випадку – кванти будь-якої довжини хвилі електромагнітного випромінювання) виявляється закрученим – вектори орбітального моменту фотонів як би навиваються на гвинтові сходи.

Визначити подібні характеристики випромінювання можна, використовуючи вже існуючі найбільші телескопи, говорять вчені. Для цього інструменти необхідно оснастити особливими приладами, наприклад – голографічними детекторами – і спеціальним програмним забезпеченням. Основні надії вчені поки пов'язують з найбільшими радіотелескопами – VLA в США і будується установкою ALMA в Чилі, яка стане найбільшим астрономічним інструментом в історії. Робота вчених опублікована в журналі Nature Physics.

За матеріалами: infox.ru

Tweet

РОЗРОБКА ВЕБ-САЙТІВ, ПРОСУВАННЯ В ІНТЕРНЕТІ