Minda ditiup
Adakah ada orang asing di alam semesta daripada lubang hitam? Ini monstrosities graviti, pelik tidak hanya melancarkan ruang dan masa; hanya berfikir tentang mereka membentang dan membongkarkan imaginasi orang juga. Dan bersama-sama dengan semua ciri-ciri yang menakutkan yang mungkin anda dengar - jisim luar biasa mereka, saiznya yang sangat kecil - lubang hitam mempunyai satu ton lebih banyak sifat aneh yang kurang dikenali. Kami melihat beberapa ciri-ciri yang paling menakjubkan dan kemungkinan teori mengenai keanehan kosmik ini.
Lubang hitam mungkin mempunyai rambut
Pada tahun 1960-an, ahli fizik John Wheeler mencadangkan bahawa lubang hitam "tidak mempunyai rambut," yang bermaksud bahawa setiap objek kosmik tertentu hanya dapat dibezakan dari saudara-saudaranya dengan putaran, momentum sudut dan massa. Sebarang maklumat lain yang membezakan tentang lubang hitam dianggap sebagai "rambut," dan dianggap hilang di belakang cakrawala acara yang tidak dapat ditembus lubang hitam, sempadan di sekitar lubang hitam di luar yang tidak termasuk cahaya, dapat melarikan diri.
Potong hingga 2016, apabila ahli fizik yang terkenal Stephen Hawking mencadangkan bahawa lubang hitam sebenarnya memaparkan gaya rambut yang mewah yang terbuat dari zarah hantu, zarah-zarah, dan bahawa aglomerasi hirsut ini mengandungi maklumat mengenai bahan yang digunakan oleh lubang hitam. Hipotesis ini belum terbukti, tetapi dapat membantu menyelesaikan paradoks yang telah lama terjadi tentang apa yang terjadi pada gas dan habuk yang telah jatuh ke dalam lubang hitam.
Lubang hitam menghasilkan air pancut
Tiada yang sepatutnya dapat melepaskan cengkaman graviti yang kuat dari lubang hitam. Tetapi itu hanya terpakai kepada bahan yang telah sangat dekat dengan lubang lubang itu. Banyak lubang hitam, sebenarnya, dikelilingi oleh aliran gas dan habuk, yang mengelilingi lubang, seperti air yang mengalir keluar longkang. Geseran dalam bahan ini menjana haba, yang menghasilkan struktur berpecah seperti ribut di dalam gas dan habuk. Pemerhatian baru-baru ini mencadangkan bahawa usul ini juga menghasilkan cincin melengkung yang mengelilingi lajur dalam perkara, yang menancapkan langsung ke udara, sangat menyerupai air pancut.
Lubang hitam boleh menguap
Mekanik kuantum menyediakan cara lain untuk zarah untuk melepaskan lubang hitam. Menurut teori, pasangan zarah subatomik sentiasa berkelip dalam dan di luar kewujudan di sekitar cakrawala acara lubang hitam. Selalunya, konfigurasi itu diselaraskan dengan cara yang betul untuk menyebabkan salah satu rakan kongsi jatuh ke dalam lubang hitam. Sekutu yang serupa dengan zarah itu kemudian didorong oleh kelajuan yang sangat tinggi, merompak lubang hitam dari sedikit tenaga. Ini menghasilkan apa yang dikenali sebagai radiasi Hawking, selepas Stephen Hawking, yang menemui fenomena tersebut. Kerana tenaga sama dengan jisim, proses ini sebenarnya boleh menyebabkan lubang hitam menyusut dan akhirnya menguap dalam jangka waktu yang panjang.
Lubang hitam mungkin dikelilingi oleh dinding api
Salah satu masalah dengan radiasi Hawking ialah ia menyebabkan keresahan fizik. Zarah-zarah subatom yang dihasilkan oleh radiasi ini terikat, artinya apa yang berlaku kepada seseorang itu dirasakan dengan segera oleh yang lain. Jadi apa yang rakan kongsi yang tidak jatuh ke dalam lubang hitam merasa sebagai sekutunya dihancurkan ke titik padat yang tak terhingga? Tiada sesiapa yang tahu. Satu teori menegaskan bahawa lubang hitam menyimpulkan kelemahan zarah, suatu hasil yang - menurut undang-undang mekanik kuantum - akan menghasilkan jumlah tenaga yang gila. Ini pula akan bermakna bahawa semua lubang hitam dikelilingi oleh dinding api yang menyala.
Lubang hitam mungkin berebut maklumat, atau tidak
Sukar untuk memecahkan jisim lubang hitam dengan undang-undang mekanik kuantum, yang memegang maklumat tentang zarah tidak boleh dimusnahkan. Tetapi bahan yang tergelincir di luar tepi lubang hitam harus menjadi hilang selama-lamanya ke alam semesta. Kondundrum ini dikenali sebagai paradoks maklumat lubang hitam; satu resolusi telah menafikan saintis setakat ini. Penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa maklumat yang akan dihancurkan dalam lubang hitam boleh diluluskan kepada rakan kongsi zarah keluar dalam radiasi Hawking; Walau bagaimanapun, tiada jawapan pasti tentang paradoks ini telah dijumpai.
Lubang hitam boleh jadi perkara gelap
Tak lama selepas Big Bang, alam semesta sepatutnya menghasilkan banyak lubang hitam kecil. Kerana ciri-ciri ini akan menjadi objek besar-besaran yang tidak memberi cahaya, sesetengah ahli fizik telah menduga bahawa lubang-lubang hitam primordial ini dapat menyumbang kepada perkara gelap, bahawa bahan misterius yang kebanyakannya bahan dalam alam semesta dibuat. Tetapi idea itu kontroversial, memandangkan data dari Observatori Gelombang Gravitational-Laser Interferometer (LIGO) telah menolak alam semesta yang dipenuhi dengan lubang hitam minuscule. Mungkin lubang hitam bersaiz sederhana mungkin masih bersembunyi di sana, walaupun pemerhatian mencadangkan mereka hanya akan membuat, paling banyak, 1% hingga 10% daripada bahan gelap.
Perkara boleh pergi ke masa depan dalam lubang hitam
Lubang-lubang hitam menghadapi masalah infiniti - jisim lubang hitam dihancurkan ke titik padat tak terhingga yang sangat kecil. Secara fizikal, ini tidak masuk akal, jadi para penyelidik telah mencari kerangka alternatif untuk mendapatkan pegangan pada lubang hitam. Satu cadangan dikenali sebagai graviti gelung kuantum, yang menunjukkan bahawa kain ruang masa melengkung dengan sangat kuat berhampiran pusat lubang hitam. Ini akan mengakibatkan sebahagian daripada lubang memanjang ke masa depan, yang bermaksud bahawa perkara yang disedut ke dalamnya akan masa perjalanan ke hadapan. Setakat ini, idea memperluaskan minda ini tetap teori.
Para saintis mungkin melihat lubang hitam dari alam semesta lain
Satu pemerhatian yang sangat kontroversial menunjukkan bahawa alam semesta kita adalah latecomer. Alam semesta terdahulu mungkin wujud sebelum kita, dan akan mengandungi lubang hitam. Ahli fizik matematik Universiti Oxford terkenal Roger Penrose berpendapat bahawa radiasi latar belakang kosmik - peninggalan yang bertenaga dari Big Bang - mengandungi cetakan lubang hitam dari masa sebelum ini. Ahli sains lain berpendapat bahawa data Penrose tidak lebih daripada bunyi rawak, namun kemungkinan masih menarik.
Kami tidak lama lagi akan mempunyai gambar lubang hitam
Dalam masa beberapa hari, ahli fizik bersedia untuk melepaskan imej pertama sebuah lubang hitam. Binatang supermassa ini mengintai di tengah-tengah galaksi Milky Way kami; menangkap gambar itu telah menjadi tujuan Teleskop Horizon Acara. Instrumen ini sebenarnya rangkaian global teleskop radio di seluruh Bumi, yang telah menggabungkan kuasa mereka untuk mengezum lebih dekat ke pusat galaksi berbanding sebelum ini. Teleskop itu dapat melihat bayangan lubang hitam di seluruh bahannya, dan imej dijangka pada 10 April.
