การค้นพบหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดในปี 2019

หลุมดำนั้นเป็นจุดด่างดำในเนื้อผ้าของกาลอวกาศซึ่งเป็นเอกฐานที่หนาแน่นอย่างไม่น่าเชื่อด้วยแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงซึ่งไม่มีสิ่งใดจะหนีรอดจากเงื้อมมือของพวกเขาได้ พวกเขาใช้เวลาทำสิ่งหนึ่ง: กลืนเรื่อง เข้าใกล้หลุมดำมากพอแล้วคุณปาเก็ตตี้ในจักรวาลทอดตัวเป็นชิ้นเล็ก ๆ ดูดเข้ามาไม่กลับ ง่ายและตรงไปตรงมาใช่มั้ย

แต่ปรากฏว่าหลุมดำเป็นมากกว่าเครื่องดูดฝุ่นจักรวาล ในปี 2019 นักฟิสิกส์มองเข้าไปในความมืดที่ไร้ที่ติและถ่ายภาพหลุมดำเป็นครั้งแรก พวกเขายังได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของสัตว์ประหลาดและไม่รู้จักพอ จากความชอบของพวกเขาที่จะได้รับและสูญเสียเส้นผมไปจนถึงอวัยวะภายในที่ลึกลับของพวกเขาไปจนถึงจุดที่พวกเขาอาจเป็นผู้นำนี่คือ 14 สิ่งใหม่ที่เราเรียนรู้เกี่ยวกับหลุมดำในปี 2019

ภาพที่น่าจดจำ

หลังจากหลายปีของการรอคอยมันอยู่ที่นี่แล้ว! นักวิทยาศาสตร์ในปี 2019 ถ่ายภาพหลุมดำ M87 ที่ใจกลางกาแล็กซี่กันย์เอซึ่งอยู่ห่างออกไป 53 ล้านปีแสง ครั้งแรกที่เคยมีความใกล้ชิดอย่างเป็นเอกเทศจากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลกที่รู้จักกันในชื่อ Event Horizon Telescope ดูเหมือนว่าเป็นจุดเล็ก ๆ ที่ล้อมรอบด้วยวงแหวนสีส้มเลือน แต่ภาพขนาดเล็กที่เป็นพิกเซลนั้นจริง ๆ แล้วเป็นหลุมดำใหญ่เท่าระบบสุริยะและดวงอาทิตย์ของเรามีมวล 6.5 พันล้านเท่า

แสงสีส้มที่ลุกเป็นไฟรอบ ๆ หัวใจสีดำกำหนดเส้นขอบเหตุการณ์ของมันวงแหวนของสสารที่หมุนรอบหลุมดำก่อนที่จะตกลงมาเมื่อมันถูกับวัตถุอื่นด้วยความเร็วสูงมันสร้างพลังงานและแสงเพื่อสร้างดิสก์สะสมมวล - ด้วยเหตุนี้ แหวนสีส้ม

หลุมดำปลูกผมแล้วปลูกหัวล้านอีกครั้ง

ในปีนี้เราได้เรียนรู้ว่าหลุมดำมีขน แต่ส่วนใหญ่แล้วพวกเขาจะหัวโล้นเหมือนลูกคิว มันหมายความว่าอะไรกันแน่? ในอดีตนักฟิสิกส์เชื่อว่าภาวะเอกฐานเป็นแบบล้านหรือไร้รูปซึ่งหมายความว่าพวกมันมีคุณสมบัติเพียงสามอย่าง: มวลโมเมนตัมเชิงมุมและประจุไฟฟ้า ทุกสิ่งที่ Pac-Mans บนท้องฟ้าเหล่านั้นใช้ไปตลอดชีวิตถูกขังอยู่หลังเส้นขอบฟ้าเหตุการณ์และไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับนิสัยการกินของหลุมดำที่จะถูกเรียกคืนในภายหลัง

แต่ในปี 2559 สตีเฟ่นฮอว์คิงนักฟิสิกส์ปลายรวมทั้งคนอื่น ๆ ตีพิมพ์บทความที่เสนอว่าหลุมดำมี "ผม" หรือคุณสมบัติที่โดดเด่น ขนเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในขอบฟ้าเหตุการณ์เช่นเดียวกับเส้นขอบฟ้า Cauchy - จุดที่สาเหตุและผลพลิก - ที่จะทำให้หลุมดำแตกต่างจากกัน อย่างน้อยตามการศึกษาปี 2018 อ้างว่าเป็นกรณีของหลุมดำที่เรียกว่า "สุดขีด" หรือผู้ที่มีประจุไฟฟ้าสูงสุด เมื่อต้นปีที่ผ่านมานักฟิสิกส์พบว่าแม้แต่คนที่ไม่น่าทึ่ง - ผู้ที่หมุนด้วยความเร็วใกล้สุด แต่ไม่มีการชาร์จหรือผู้ที่มีประจุสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ไม่มีการหมุน - อาจมีขน

แต่เมื่อปรากฎว่าหลุมดำหายไปอย่างรวดเร็วทำให้เส้นผม "ขน" เล็ก ๆ กระจัดกระจายทั้งหมดซึ่งในที่สุดพวกมันก็สูญเสียไป

ตอนนี้คำถามที่ว่าหลุมดำเป็นเหมือนนาย T หรือ Heather Locklear เป็นการเก็งกำไรอย่างแท้จริงหรือไม่ แต่เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่ใหญ่ที่สุดในโลกจะพบหลักฐานเพื่อสนับสนุนทฤษฎีหนึ่งเหนืออีกทฤษฎีหนึ่งผู้เชี่ยวชาญกล่าว

หลุมดำขนาดใหญ่ที่เป็นไปไม่ได้

ในเดือนพฤศจิกายนนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาพบหลุมดำห่างออกไป 15,000 ปีแสงซึ่งมีขนาดใหญ่มากจนไม่น่าจะมีอยู่จริง พวกเขาคาดการณ์การมีอยู่ของมันหลังจากตรวจจับดาวฤกษ์มวลประมาณ 8 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเราซึ่งดูเหมือนจะวนรอบพื้นที่ที่มืดและว่างเปล่า พวกเขาคำนวณว่าดาวน่าจะวนรอบหลุมดำ 70 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าหลุมดำที่เป็นดาวฤกษ์หรือที่ก่อตัวหลังจากดาวมวลสูงยุบตัวอาจมีมวลไม่เกิน 30 เท่าของดวงอาทิตย์ของเรา - อย่างน้อยก็ในกาแลคซีที่มีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายกับของเรา

“ การค้นพบครั้งนี้ทำให้เราต้องตรวจสอบแบบจำลองของเราว่าหลุมดำเป็นตัวเอกเกิดขึ้นได้อย่างไร” ผู้กำกับ Laser Interferometer Gravityational-Observatory (LIGO) และศาสตราจารย์ David Reitze จาก University of Florida ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว คำสั่งในเวลา

เกี่ยวกับหลุมดำที่เป็นไปไม่ได้นั้น ...

น่าเสียดายที่ส่วนใหญ่แล้วการค้นพบที่ดูเหมือนว่าจะเป็นการฝ่าฝืนกฎของฟิสิกส์ก็ไม่ได้ทำให้เกิดขึ้น หลุมดำที่ขยายใหญ่จนเป็นไปไม่ได้อาจเป็นไปไม่ได้เลยตามรายงานจากหนังสือพิมพ์สองฉบับที่ตีพิมพ์ไปยังฐานข้อมูล arXiv ในเดือนธันวาคม

หลุมดำขนาดใหญ่ที่เป็นไปไม่ได้นั้นอาจเป็นเพียงหลุมดำขนาดปกติและทีมวิจัยที่เริ่มกระทืบจำนวนนั้นก็ทำผิดพลาดในการตีความการปล่อยแสงที่มาจากระบบเลขฐานสองของหลุมดำ / ดาว ด้วยการปล่อยแสงจากดาวข้างเคียงด้วยการปล่อยแสงสลัวที่มาจากดิสก์สะสมของหลุมดำหรือวงแหวนของวงแหวนที่หมุนรอบปากของมันนักวิจัยได้ประเมินมวลของหลุมดำอย่างน้อยสองเท่า .

หลุมดำเป็นผู้ให้ชีวิตทางช้างเผือก

หลุมดำเป็นตัวควบคุมในเรื่องราวมหากาพย์ของจักรวาล พวกเขาฆ่าตามอำเภอใจ และไม่มีอะไรปลอดภัยจากพวกเขา

แต่อาจมีมากกว่านี้สำหรับนักฆ่าจักรวาลที่ต้องเผชิญกับหิน หลุมดำอาจเป็นเครื่องมือแห่งชีวิตของกาแลคซี ในการศึกษาความคลั่งไคล้ของพวกเขาหลุมดำก็ส่งฟองของก๊าซร้อน - ร้อนที่ปนเปื้อนออกมาผ่านจักรวาล พลาสมาร้อนนั้นอาจรักษากาแลคซีที่มีชีวิตซึ่งอาจจะเย็นตัวลงและตายได้ การศึกษาอื่นที่ตีพิมพ์ในเดือนพฤษภาคมพบว่าการแผ่รังสีจากหลุมดำสามารถเพิ่มพลังชีวิตมนุษย์ต่างดาวได้ตราบใดที่มันอยู่ในเขต Goldilocks ไม่ไกลเกินไปและไม่ใกล้กับใจกลางกาแลคซี เมื่อหลุมดำเหล่านี้ป้อนรังสีและแสงของมันอาจส่งผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงและช่วยในการก่อตัวของสิ่งก่อสร้างทางชีวโมเลกุลโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต

หลุมดำอาจไม่ใช่หลุมดำเลย

หรืออาจเป็นหลุมดำก็เข้าใจผิด ชอบเข้าใจผิดอย่างมาก ทฤษฎีป่าที่เสนอโดยนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ในฤดูร้อนนี้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำที่เรารู้ว่าพวกเขาอาจไม่อยู่

จากข้อมูลของไอน์สไตน์หลุมดำนั้นมีขนาดเล็กเป็นจุดที่มีความหนาแน่นเป็นอนันต์ซึ่งเป็นที่ซึ่งคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสลายตัว แต่ตามการวิจัยใหม่ความเรียบง่ายทางคณิตศาสตร์ทั่วไปที่ใช้ในการวิเคราะห์ทฤษฎีสัมพัทธภาพอาจมีข้อบกพร่อง เป็นผลให้หลุมดำอาจไม่แปลกประหลาดเลย แต่อาจเป็นช่องว่างที่อัดแน่นไปด้วยพลังงานมืด และนั่นอาจอธิบายการค้นพบที่น่าประหลาดใจจากนักล่าคลื่นความโน้มถ่วงที่ใหญ่ที่สุดในโลก

มีหลุมดำขนาดเล็ก

หลุมดำอาจมีขนาดใหญ่อย่างแน่นอน แต่มันอาจจะเล็กไปหน่อย ปรากฎว่าหลุมดำกระจัดกระจายมีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของหลุมที่รู้จักจะมีอยู่ในอวกาศ หลุมดำมวลปกติส่วนใหญ่มีมวลประมาณ 5-6 เท่าดวงอาทิตย์ของเรา

ในเดือนพฤศจิกายนนักดาราศาสตร์มองไปที่ขอบทางช้างเผือกซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 10,000 ปีแสงพบหลักฐานที่ชัดเจนว่าเป็นหลุมดำประมาณ 3.3 เท่ามวลดวงอาทิตย์ มันใหญ่เกินไปที่จะเป็นดาวนิวตรอน แต่เล็กกว่าหลุมดำที่รู้จัก ทำนายหลุมดำดังกล่าว แต่ไม่เคยเห็นมาก่อน

หลุมดำของทางช้างเผือกมีแสงลุกเป็นไฟ

การพูดของทางช้างเผือกหลุมดำมวลมหาศาลในกาแลคซีบ้านของเรานั้นขึ้นอยู่กับบางสิ่งที่แปลกมาก โดยปกติแล้วดิสก์มวลรวมของหลุมดำจะส่องแสงมากขึ้นเมื่อมันทำงานมากขึ้นเพราะสสารต่างๆถูเข้าด้วยกันและสร้างแรงเสียดทาน ในเดือนพฤษภาคมทุกคนสงบสำหรับหลุมดำกลางทางช้างเผือก Sagittarius A *

จากนั้นนักดาราศาสตร์สังเกตเห็นเปลวไฟแปลก ๆ ด้วยหลุมดำที่ส่องแสงนักดาราศาสตร์ที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยมีมาอย่างน้อยก็ในสเปกตรัมอินฟราเรด

มันไม่ชัดเจนว่าเปลวไฟแปลก ๆ นั้นคืออะไร แต่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าเปลวไฟนั้นเกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่มีฝุ่นหรือดาวมีการโกนหนวดอย่างใกล้ชิดกับราศีธนู A *

หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว

วัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่เช่น Sagittarius A * ดูเหมือนว่าพวกมันควรจะก่อตัวขึ้นตลอดกาล แต่มันกลับกลายเป็นหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพที่น่าจะก่อตัวขึ้นในชั่วพริบตา

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนบอกว่าหลุมดำมวลมหาศาลอาจก่อตัวขึ้นในช่วง 800 ล้านปีแรกของประวัติศาสตร์จักรวาลและสิ่งที่มันจะเกิดขึ้นก็คือเมฆก๊าซขนาดใหญ่ เมื่อเมฆก๊าซสะสมและถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงพวกมันจะยุบตัวภายใต้น้ำหนักของตัวเองก่อตัวเป็นหลุมดำขนาดเล็กโดยไม่จำเป็นต้องมีดาวฤกษ์ใด ๆ ที่เดินทางไปซูเปอร์โนวา สิ่งที่เรียกว่า "หลุมดำยุบโดยตรง" เหล่านี้น่าจะยังคงยกระดับสสารที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งเพิ่มขึ้น 10,000 เท่าในระยะเวลาเพียง 150 ล้านปี

ณ จุดนั้นพวกเขาก็หยุด - ทิ้งไว้ข้างหลังหลุมดำมวลมหาศาลที่กระจายอยู่ทั่วจักรวาลของเราในวันนี้

ยูเอฟโอบินออกจากหลุมดำ

คนแปลกหน้ามีอะไรมากกว่าหลุมดำ? ยูเอฟโอบินออกมาจากหนึ่ง ในกรณีนี้ยูเอฟโอย่อมาจากการไหลเร็วมากและมันเป็นลมร้อนที่ดูเหมือนว่าจะไหลออกมาจากดิสก์สะสมของหลุมดำ

การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเดือนสิงหาคมพบว่ายูเอฟโอเหล่านี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมพื้นที่ใกล้กับใจกลางของกาแลคซีจึงค่อนข้างขาดแคลน ยูเอฟโอจากหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ใจกลางกาแลคซีอาจทำตัวเหมือนหิมะที่ผลักสิ่งพิเศษทั้งหมดในบริเวณใกล้เคียงของหลุมดำไกลออกไปจากขอบของมัน

Planet 9 อาจเป็นหลุมดำจริง ๆ

เมื่อพูดถึงวัตถุที่ไม่ปรากฏหลักฐานวัตถุท้องฟ้าลึกลับในระบบสุริยะของเราที่รู้จักกันในชื่อ Planet 9 อาจเป็นหลุมดำที่มีขนาดเท่ากับส้มโอ

มีวัตถุแปลก ๆ บางอย่างที่ผ่านดาวเนปจูนซึ่งดูเหมือนว่าพวกมันถูกควบคุมโดยแรงโน้มถ่วงของวัตถุใกล้เคียงบางตัวที่เรามองไม่เห็น พวกมันโคจรรอบดาวเคราะห์ดวงอื่นอีกแปดดวงและดูเหมือนพวกมันจะอยู่ในระนาบที่ต่างออกไป

นักทฤษฎีบางคนทำการคำนวณและสรุปว่ามีดาวเคราะห์อยู่ข้างนอก - ด้วยวงโคจรที่สกปรก - นั่นคือมวลของโลกประมาณ 10 ถึง 20 เท่า แต่ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนตุลาคมนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ที่ทำการบดตัวเลขแยกกันพบว่าหลุมดำขนาดเล็กแห่งแรกที่มีขนาดใหญ่เท่ากับส้มโอก็สามารถอธิบายพฤติกรรมแปลก ๆ ของวัตถุทรานส์เนปจูนได้

การส่งข้อความผ่านหลุมดำจะทำให้ข้อความหายไป

หลุมดำอาจเป็นหนอนเข้าสู่จักรวาลสำรอง แต่ไม่ต้องพยายามส่งข้อความผ่านรูหนอนไปยังใครบางคนในจักรวาลของมนุษย์ต่างดาว

ในเดือนสิงหาคมนักวิทยาศาสตร์พบว่าการส่งแม้แต่ข้อความเล็ก ๆ ผ่านหลุมดำก็จะเปลี่ยนหลุมดำทำให้มันระเหย ข้อความแรกที่ถูกส่งผ่านรูหนอนจะหดตัวหลุมดำที่ได้รับ 30% และแต่ละข้อความที่ตามมาจะหดรูดำให้ไกลขึ้น - ในขณะที่มีข้อมูลน้อยลง หลังจากส่งสัญญาณเพียงไม่กี่ข้อความจะไม่มีข้อมูลและหลุมดำที่รับจะหายไป

มนุษย์ต่างดาวสามารถยิงเลเซอร์ที่หลุมดำได้

Pew! Pew! Pew! หลุมดำอาจไม่เพียง แต่เลี้ยงชีวิตบนโลกมนุษย์ต่างดาวเท่านั้น พวกเขาอาจอนุญาตให้มนุษย์ต่างดาวนำทางกาแลคซี โดยการยิงเลเซอร์ที่หลุมดำมนุษย์ต่างดาวขั้นสูงสามารถบูมโฟตอนหรืออนุภาคแสงรอบหลุมแรงโน้มถ่วงรอบหลุมดำ โฟตอนเหล่านี้จะวนไปรอบ ๆ และกลับไปที่เครื่องรับ แต่ในกระบวนการพวกเขาจะดูดโมเมนตัมของหลุมดำและเปลี่ยนเป็นพลังงาน เมื่อโฟตอนกลับมามนุษย์ต่างดาวสามารถแปลงพลังงานนั้นให้กลายเป็นโมเมนตัมเพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนไหวของพวกมันผ่านกาแลคซีและกระบวนการนั้นสามารถทำซ้ำได้ซ้ำแล้วซ้ำอีก

เราอาจช่วยชีวิตคุณจากหลุมดำได้

เมื่อคุณซูมผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำเวลาช้าลงคุณยืดออกเหมือนกับปาเก็ตตี้และฉีกขาดเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยใช่ไหม? ไม่เร็วนัก อาจมีวิธีที่จะช่วยเหลือผู้คนจากกับดักแห่งความตายบนท้องฟ้าอย่างน้อยก็ตามทฤษฎีใหม่ที่มีการเก็งกำไร

ตามทฤษฎีนั้นอาจมีวิธีหนึ่งที่จะพัวพันกับหลุมดำสองหลุม (ความยุ่งเหยิงของควอนตัมเป็นผลแปลก ๆ โดยทั่วไปจะเห็นเฉพาะในระดับอะตอมขนาดเล็กซึ่งอนุภาคหรือวัตถุสองชิ้นนั้นเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกในระยะทางกว้างใหญ่) ไม่มีใครจัดการกับวัตถุที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่สันนิษฐานว่ามี วิธีที่จะทำให้วัตถุสองชิ้นมีขนาดใหญ่เท่าหลุมดำอาจเป็นไปได้ที่จะใช้วัตถุเหล่านั้นเป็นวิธีในการเคลื่อนย้ายวัตถุระหว่างสองตำแหน่งในทันที ในกรณีนี้หากคุณเผลอตกลงไปในหลุมดำอาจมีวิธีพาคุณออก - แม้ว่าจะอยู่ในเวลาและสถานที่อื่น

การหมุนหลุมดำอาจทำให้การเดินทางเร็วขึ้น

สวมหูฟังตัดเสียงรบกวนและผ่อนคลาย - คุณกำลังจะกระโดดเข้าไปในหลุมดำที่กำลังหมุน แน่นอนว่ามีโอกาสมากที่คุณจะถูกฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยและไม่เคยเห็นอีก แต่อย่างน้อยนักฟิสิกส์บางคนคิดว่าการเข้าสู่หลุมดำที่หมุนวนอาจเป็นประสบการณ์ที่แตกต่างออกไป ในความเป็นจริงหลุมดำที่หมุนรอบตัวอาจจะดูเหมือนประตูเวลาที่อ่อนโยนกว่า

สมมติว่าหนอนมีอยู่และหลุมดำนั้นเป็นทางเข้าไป หลุมดำมวลมหาศาลบางประเภทเช่นยักษ์ที่อ่อนโยนที่ใจกลางกาแลคซีของเราไม่หมุนมากนัก และการคำนวณใหม่แนะนำว่าการเดินทางเข้าไปในหลุมดำนั้นจะไม่ทำให้การขับขี่เป็นหลุมเป็นบ่อเพราะการหมุนอย่างช้าๆของมันจะหมายถึงการหดตัวและยืดออกเล็กน้อยและจะอยู่ภายในขอบเขตของความเครียดที่ยานอวกาศสามารถจัดการได้