Lubang hitam adalah bintik-bintik hitam dalam kain ruang-waktu, singularitas yang sangat padat dengan graviti yang kuat sehingga tidak ada yang dapat melepaskan cengkeraman mereka. Mereka menghabiskan masa mereka melakukan satu perkara: gobbling perkara. Dapatkan cukup dekat dengan lubang hitam, dan anda spageti kosmik, diregangkan untuk bit, disedut ke dalam, tidak pernah kembali. Mudah dan mudah, kan?
Tetapi ternyata, lubang hitam lebih daripada pembersih vakum kosmik sahaja. Pada tahun 2019, ahli fizik mengintip ke dalam kegelapan yang tak sedap dan menangkap gambar pertama lubang hitam. Mereka juga belajar lebih banyak tentang bagaimana makhluk-makhluk ini yang aneh dan tidak dapat dipenuhi. Dari kecenderungan mereka untuk mendapatkan dan kehilangan rambut, ke dalam misteri misteri mereka, ke mana mereka boleh memimpin, berikut adalah 14 perkara baru yang kami pelajari mengenai lubang hitam pada tahun 2019.
Imej yang tidak dapat dilupakan
Selepas bertahun-tahun menjangkakan, ia berada di sini! Para saintis pada tahun 2019 mengambil imej lubang hitam M87 yang tidak dapat dilupakan, di tengah-tengah galaksi Virgo A, kira-kira 53 juta tahun cahaya. Yang paling dekat sekali keistimewaan itu, yang dibongkarkan oleh rangkaian teleskop di seluruh dunia yang dikenali sebagai Teleskop Horizon Acara, kelihatan seperti tempat berukuran kecil yang dikelilingi oleh cincin oren yang kabur. Tetapi imej yang kecil dan piksel ini sebenarnya adalah lubang hitam sejajar dengan sistem solar dan 6.5 bilion kali jisim matahari kita.
Gelombang oren yang berapi-api di sekitar jantung hitam menyerupai cakrawala acaranya, cincin perkara yang berputar di sekeliling lubang hitam sebelum jatuh. Seperti yang menggosok dengan perkara lain pada kelajuan tinggi, ia menghasilkan tenaga dan bersinar untuk membentuk cakera akrilik - dengan itu cincin oren.
Lubang hitam tumbuh rambut, kemudian tumbuh botak lagi
Tahun ini, kita mengetahui bahawa lubang hitam mempunyai rambut, tetapi kebanyakan masa, mereka sebagai botak sebagai bola kiu. Apa maksudnya, betul? Dari segi sejarah, ahli fizik percaya singulariti adalah botak, atau tidak sempurna, bermakna mereka hanya mempunyai tiga sifat: massa, momentum sudut dan caj elektrik. Segala-galanya yang dimakan oleh Pac-Mans selamanya seumur hidup dikunci di belakang cakrawala acara, dan tiada maklumat tentang kebiasaan makan lubang hitam boleh diambil kemudian.
Tetapi pada tahun 2016, ahli fizik lewat Stephen Hawking, bersama dengan yang lain, menerbitkan sebuah kertas yang mencadangkan bahawa lubang hitam mempunyai "rambut," atau ciri-ciri tersendiri. Rambut-rambut ini adalah peralihan yang halus di cakrawala acara, serta cakrawala Cauchy - titik di mana menyebabkan dan kesan flip - yang akan membuat lubang hitam dibezakan antara satu sama lain. Sekurang-kurangnya, sebagai kajian 2018 mendakwa, itu berlaku untuk lubang hitam yang "melampau", atau yang mempunyai muatan elektrik maksimum. Pada awal tahun ini, ahli fizik mendapati bahawa walaupun tidak begitu-melampau - yang berputar pada kelajuan hampir maksimum, tetapi tanpa caj, atau mereka yang mempunyai caj maksimum mungkin, tetapi tanpa putaran - mungkin juga mempunyai rambut.
Tetapi ternyata, lubang-lubang hitam sekejap-sekejap bertumbuh sedikit rambut "rambut", yang semuanya akhirnya kalah, kata Live Science pada masa itu.
Sekarang, soalan sama ada lubang hitam lebih seperti Encik T atau Heather Locklear adalah spekulasi murni. Tetapi pengesan gelombang graviti terbesar di dunia tidak lama lagi dapat menemui bukti untuk menyokong satu teori berbanding yang lain, kata pakar.
Lubang hitam yang mustahil
Pada bulan November, para saintis berkata mereka akan menemui lubang hitam 15,000 tahun cahaya jauh yang sangat besar itu tidak sepatutnya wujud. Mereka mengamati kewujudannya setelah mengesan bintang kira-kira 8 kali lebih besar seperti matahari kita yang kelihatan mengelilingi kawasan gelap, ruang kosong. Berdasarkan sejauh mana bintang itu menggeliat, mereka mengira bahawa bintang itu mungkin mengelilingi lubang hitam 70 kali jisim matahari kita; sebelum ini, para saintis berpendapat bahawa lubang hitam yang cemerlang, atau yang terbentuk selepas bintang runtuh, boleh mempunyai massa tidak lebih daripada 30 kali matahari kita - sekurang-kurangnya dalam galaksi dengan komposisi kimia yang serupa dengan kita.
"Penemuan ini memaksa kita untuk mengkaji semula model kita tentang bagaimana bentuk lubang hitam besar-besaran," pengarah Observatori Gelombang Gravitational-Wave Laser (LIGO) dan profesor University of Florida David Reitze, yang tidak terlibat dalam kajian itu, berkata dalam pernyataan pada masa itu.
Mengenai lubang hitam yang mustahil ...
Malangnya, kebanyakan masa, penemuan yang seolah-olah menentang undang-undang fizik tidak tahan. Lubang hitam yang tumbuh menjadi mustahil besar mungkin mustahil selepas semua, menurut beberapa kertas yang diterbitkan ke pangkalan data arXiv pada bulan Disember.
Lubang hitam yang mustahil besar mungkin hanya lubang hitam biasa, dan pasukan penyelidikan yang pada mulanya melancarkan angka hanya membuat kesilapan dalam menafsirkan pelepasan cahaya yang datang dari sistem binari lubang hitam / bintang. Dengan mengaburkan cahaya dari bintang pengiring dengan pelepasan samar-samar yang akan datang dari cakera aksion lubang hitam, atau gelang bahan mengelilingi mulutnya, para penyelidik telah memandang berat badan massa lubang hitam dengan sekurang-kurangnya dua kali, kajian yang diposting ke arXiv dijumpai .
Lubang hitam sebagai pemberi kehidupan galaksi
Lubang hitam adalah penyelamat dalam kisah epik alam semesta. Mereka membunuh tanpa pandang bulu. Dan tiada jangkauan yang selamat dari mereka.
Tetapi mungkin terdapat lebih banyak pembunuh kosmik berhadapan batu ini. Lubang hitam sebenarnya boleh menjadi enjin hayat bagi galaksi. Dalam kegilaan makan mereka, lubang hitam juga menghantar buih-buih yang panas dan gas bergelora melalui kosmos, menurut kajian November. Plasma panas itu mungkin menyimpan galaksi hidup yang akan menjadi sejuk dan mati, kajian itu dijumpai. Satu lagi kajian, yang diterbitkan pada bulan Mei, mendapati bahawa sinaran yang dipancarkan oleh lubang hitam boleh menghidupkan kehidupan asing - selagi ia wujud di zon Goldilocks tidak terlalu jauh, dan tidak terlalu dekat, ke pusat galaksi. Apabila lubang-lubang hitam ini memakan, radiasi dan cahaya mereka boleh menggerakkan fotosintesis dan memudahkan pembentukan blok bangunan biomolekul, kajian itu dijumpai.
Lubang hitam tidak boleh menjadi lubang hitam sama sekali
Atau mungkin lubang hitam hanya disalahpahami. Suka, majorly salah faham. Teori liar, yang dicadangkan oleh ahli matematik dan ahli fizik pada musim panas ini, mencadangkan bahawa lubang hitam seperti yang kita tahu mereka mungkin tidak wujud.
Menurut Einstein, lubang-lubang hitam adalah kecil, butiran yang tidak jelas yang dikenal sebagai singularitas, di mana matematika relativiti umum pecah. Tetapi menurut penyelidikan baru, penyederhanaan matematik biasa yang digunakan untuk menganalisis teori relativiti mungkin mempunyai cacat. Akibatnya, lubang hitam mungkin bukanlah singularitas sama sekali. Sebaliknya, mereka mungkin menjadi kantung ruang yang penuh dengan tenaga gelap. Dan itu dapat menjelaskan beberapa penemuan mengejutkan dari pemburu gelombang graviti terbesar di dunia.
Lubang hitam mini wujud
Lubang hitam pastinya boleh menjadi besar, tetapi bolehkah mereka menjadi kecil? Ternyata lubang hitam lebat, kira-kira setengah saiz yang diketahui, boleh wujud di angkasa. Kebanyakan lubang hitam jisim yang berkala adalah sekitar 5 hingga 6 kali jisim matahari kita.
Pada bulan November, ahli astronomi mengintai di pinggir Bima Sakti, kira-kira 10,000 tahun cahaya jauh, mendapati bukti lemah untuk lubang hitam kira-kira 3.3 kali lebih besar seperti matahari. Itu terlalu besar untuk menjadi bintang neutron, tetapi lebih kecil daripada lubang hitam yang diketahui. Lubang hitam sedemikian telah diramalkan, tetapi tidak pernah dilihat sebelum ini.
Lubang hitam Milky Way mempunyai suar
Bercakap tentang Bima Sakti, lubang hitam supermasif di galaksi rumah kami adalah sesuatu yang sangat pelik. Biasanya, cakera aksion lubang hitam melambai lebih banyak apabila ia lebih aktif, kerana perkara lebih banyak menggosok dan membuat geseran. Pada bulan Mei, semuanya tenang untuk lubang hitam pusat Bima Sakti, Sagittarius A *.
Kemudian, para astronom melihat suar aneh, dengan lubang hitam yang memancar ahli-ahli astronomi paling terang yang pernah dilihat, sekurang-kurangnya dalam spektrum inframerah.
Ia tidak jelas apa yang menyulitkan itu, tetapi ahli sains berfikir suar disebabkan apabila objek berdebu atau bintang telah bercukur rapat dengan Sagittarius A *.
Lubang-lubang hitam terbesar terbentuk dalam sekejap
Objek-objek angkasa yang besar seperti Sagittarius A * kelihatan seperti mereka harus mengambil selama-lamanya untuk membentuk, tetapi ternyata lubang hitam terbesar di alam semesta mungkin terbentuk dalam sekelip mata, secara kosmik.
Satu kajian yang diterbitkan pada bulan Jun mencadangkan bahawa lubang hitam supermasif boleh dibentuk dalam 800 juta tahun pertama sejarah alam semesta - dan semua yang akan diambil adalah awan gas yang besar. Apabila awan gas terkumpul dan terikat secara graviti, mereka akan runtuh di bawah berat mereka sendiri, membentuk lubang hitam kecil tanpa memerlukan supernova bintang. Ini yang disebut "lubang hitam runtuh langsung" kemudiannya akan terus membongkar masalah pada kadar yang melembutkan, berkembang 10,000 kali ganda dalam tempoh hanya 150 juta tahun.
Pada ketika itu, mereka hanya berhenti - meninggalkan lubang hitam supermaskin yang mengagumkan alam semesta kita hari ini.
UFO terbang keluar dari lubang hitam
Apa yang tidak dikenali daripada lubang hitam? UFO terbang keluar dari satu. Dalam kes ini, bagaimanapun, UFO bermaksud aliran keluar ultrafast, dan ia adalah angin panas yang nampaknya keluar dari cakera akretion lubang hitam.
Satu kajian yang diterbitkan pada bulan Ogos mendapati bahawa UFO ini mungkin menjelaskan mengapa ruang berhampiran pusat galaksi agak kurang dalam keadaan. UFO dari lubang hitam supermasif di pusat-pusat galaksi mungkin bertindak seperti salji, menghancurkan semua perkara tambahan di sekeliling lubang hitam jauh dari pinggirnya, kajian itu dijumpai.
Planet 9 sebenarnya boleh menjadi lubang hitam
Bercakap tentang objek yang tidak dikenali, objek celestial misterius dalam sistem suria kita yang dikenali sebagai Planet 9 sebenarnya boleh menjadi lubang hitam saiz limau gedang.
Terdapat beberapa objek aneh, jalan keluar lewat Neptune, yang berkelakuan seolah-olah mereka ditadbir oleh graviti beberapa objek berdekatan yang kita tidak dapat melihat. Mereka mengorbit jauh dari lapan planet lain dan mereka seolah-olah berorientasikan dalam pesawat yang berbeza.
Sesetengah ahli teori telah melakukan pengiraan dan membuat kesimpulan bahawa terdapat sebuah planet di luar sana - dengan orbit yang besar - kira-kira 10 hingga 20 kali jisim Bumi. Tetapi dalam satu kajian yang diterbitkan pada bulan Oktober, saintis lain yang telah membuat persembahan nombor berasingan mendapati bahawa lubang hitam primordial hitam, kira-kira sebesar limau gedang, juga boleh menerangkan kelakuan yang aneh dari objek trans-Neptunus ini.
Mengirim mesej melalui lubang hitam akan membuatnya menguap
Lubang hitam boleh menjadi lubang cacing ke alam semesta alternatif. Tetapi jangan risau cuba menghantar mesej melalui lubang cacing kepada seseorang di alam semesta alien itu.
Pada bulan Ogos, para saintis mendapati bahawa menghantar mesej walaupun kecil melalui lubang hitam akan mengubah lubang hitam, menjadikannya menguap. Mesej pertama yang dihantar melalui lubang cacing akan mengecilkan lubang hitam yang menerima sebanyak 30%, dan setiap mesej seterusnya akan menyusut lagi lubang hitam - sambil membawa maklumat kurang dan kurang. Selepas hanya segelintir penghantaran, mesej itu tidak akan membawa maklumat dan lubang hitam yang menerima akan hilang.
Orang asing boleh menembak laser di lubang hitam
Pew! Pew! Pew! Lubang hitam mungkin bukan sahaja memberi makan kehidupan di dunia asing; mereka juga boleh membenarkan orang asing menavigasi galaksi. Dengan menembak laser di lubang hitam, makhluk luar angkasa maju boleh membangkitkan foton, atau zarah cahaya, di sekitar sumur graviti di sekeliling lubang hitam. Foton ini akan mengelilingi dan kembali kepada penerima, tetapi dalam proses mereka akan sapukan beberapa momentum lubang hitam dan menjadikannya tenaga. Apabila foton kembali, makhluk asing dapat mengubah tenaga itu menjadi momentum untuk menggerakkan pergerakan mereka melalui galaksi, dan proses itu dapat berulang kali berulang.
Kami mungkin dapat menyelamatkan anda dari lubang hitam
Seperti yang anda zum melewati cakrawala acara lubang hitam, masa melambatkan, anda menghulurkan seperti spageti dan menjadi koyak pada cincang, bukan? Tidak begitu pantas. Mungkin ada cara untuk menyelamatkan orang-orang dari perangkap kematian surgawi ini, sekurang-kurangnya menurut teori baru yang spekulatif.
Mengikut teori itu, mungkin ada cara untuk melengkapkan dua lubang hitam. (Kesan kuantum adalah kesan pelik, biasanya hanya dilihat pada skala kecil subatomik, di mana dua zarah atau objek berkait rapat di seluruh jarak jauh.) Tidak ada yang pernah berjaya menyelubungi objek yang kelihatan dengan mata kasar, tetapi dengan anggapan terdapat satu cara untuk mengikat dua objek sebagai besar sebagai lubang hitam, mungkin untuk menggunakannya sebagai cara untuk secara langsung teleport antara dua lokasi. Dalam hal ini, jika anda secara tidak sengaja jatuh ke dalam lubang hitam, mungkin ada cara untuk mengeluarkan anda - meskipun dalam waktu dan tempat lain.
Lubang hitam berputar boleh membuat perjalanan hipersonik yang lembut
Gantinya, letakkan fon kepala yang membatalkan bising dan berehat - anda akan melompat ke dalam lubang hitam berputar. Pasti, ada peluang yang sangat besar anda akan koyak dan tidak pernah dilihat lagi, tetapi sekurang-kurangnya beberapa fizik berfikir memasuki lubang hitam berputar mungkin benar-benar pengalaman yang berbeza. Sebenarnya, lubang hitam berputar mungkin lebih seperti portal masa yang lembut.
Mari kita anggap bahawa ada lubang cacing, dan lubang hitam adalah jalan masuk ke dalamnya. Beberapa jenis lubang hitam supermasif, seperti raksasa lembut di tengah-tengah galaksi kita, tidak berputar sangat. Dan perhitungan baru mencadangkan bahawa perjalanan ke dalam lubang hitam tidak akan membuat perjalanan yang bergelora, kerana putaran yang perlahan akan bermakna diabaikan dan meregangkan yang tidak dapat dielakkan, dan akan berada dalam jarak tekanan yang dapat diatasi oleh kapal angkasa.
