Sorte huller er mørke pletter i stoffet i rumtid, utroligt tætte singulariteter med så stærk tyngdekraft, at intet kan undslippe deres koblinger. De bruger deres tid på at gøre en ting: at knebbe sagen. Kom tæt på et sort hul, og du er kosmisk spaghetti, strakt til bits, suget indad for aldrig at vende tilbage. Enkelt og ligetil, ikke?
Men som det viser sig, er sorte huller mere end bare kosmiske støvsugere. I 2019 kiggede fysikere ind i det skumløse mørke og knækkede det første nogensinde billede af et sort hul. De lærte også mere om, hvordan disse bisarre og umættelige dyr fungerer. Fra deres tilbøjelighed til at vinde og miste hår, til deres mystiske indre, hvor de muligvis fører, her er 14 nye ting, vi lærte om sorte huller i 2019.
Et uforglemmeligt billede
Efter mange års forventning var det her! Forskere i 2019 tog et absolut uforglemmeligt billede af sort hul M87, i hjertet af galaksen Virgo A, omkring 53 millioner lysår væk. Den første nogensinde nærbillede af singulariteten, knækket af et netværk af teleskoper rundt om i verden kendt som Event Horizon Telescope, ligner en kornet, lille plet omgivet af en uklar orange ring. Men det lille, pixelerede billede er faktisk et sort hul så stort som solsystemet og 6,5 milliarder gange massen af vores sol.
Den fyrige orange glød, der omgiver sit sorte hjerte, afgrænser sin begivenhedshorisont, ringen af stof, der hvirvler rundt om et sort hul lige inden det falder ned. Når det gnider mod anden stof i høje hastigheder, producerer den energi og gløder for at danne en akkretionsskive - deraf den orange ring.
Sorte huller vokser hår og vokser derefter skaldet igen
I år lærte vi, at sorte huller har hår, men for det meste er de lige så skaldede som køeboller. Hvad betyder det nøjagtigt? Historisk troede fysikere, at singulariteterne var skaldede eller uden hensyntagen, hvilket betyder, at de kun havde tre egenskaber: masse, vinkelmoment og elektrisk ladning. Alt, hvad de himmelske Pac-Mans forbruges i løbet af en levetid, var låst væk bag begivenhedshorisonten, og ingen information om et sorte huls spisevaner kunne hentes senere.
Men i 2016 offentliggjorde den sene fysiker Stephen Hawking sammen med andre et papir, der foreslog, at sorte huller har "hår" eller særpræg. Disse hår var subtile forskydninger i begivenhedshorisonten såvel som Cauchy-horisonten - det punkt, hvor årsag og virkning vippes - der ville gøre sorte huller, der kunne skelnes fra hinanden. I det mindste, som en undersøgelse fra 2018 hævdede, var det tilfældet for såkaldte "ekstreme" sorte huller eller dem med maksimal elektrisk ladning. Tidligere i år fandt fysikere, at selv de ikke-så ekstreme - dem, der roterer med næsten maksimal hastighed, men uden ladning, eller dem med en maksimal mulig ladning, men uden rotation - muligvis også har hår.
Men som det viser sig, spirer sorte huller flygtigt et par tufter med visket "hår", som de til sidst mister, rapporterede Live Science på det tidspunkt.
Lige nu er spørgsmålet om sorte huller mere som Mr. T eller Heather Locklear ren spekulation. Men verdens største gravitationsbølgedetektor kunne snart finde bevis for at støtte en teori frem for en anden, siger eksperter.
Umuligt stort sort hul
I november sagde forskere, at de havde fundet et sort hul 15.000 lysår væk, der var så massivt, at det ikke skulle eksistere. De formodede dens eksistens efter at have opdaget en stjerne omkring 8 gange så massiv som vores sol, der så ud til at omkranse et område med mørkt, tomt rum. Baseret på hvor meget den stjerne vingede, beregnet de, at stjernen sandsynligvis cirklede et sort hul 70 gange massen af vores sol; tidligere troede forskere, at stjernernes sorte huller, eller dem, der dannes efter en massiv stjerne kollapsede, kunne have masser ikke mere end 30 gange vores sol - i det mindste i galakser med en kemisk sammensætning, der ligner vores.
"Denne opdagelse tvinger os til at undersøge vores modeller for, hvordan sorte huller i stjernemasse dannes," sagde direktør for laserinterferometer gravitationsbølgeobservatorium (LIGO) og professor i University of Florida, David Reitze, som ikke var involveret i undersøgelsen i en erklæring på det tidspunkt.
Om det umulige sorte hul ...
Desværre holder de fleste af tiden fund, der synes at trodser fysikkens love, ikke. Det sorte hul, der blev umuligt stort, var nok trods alt umuligt, ifølge et par papirer, der blev offentliggjort til arXiv-databasen i december.
Det umulige store sorte hul var sandsynligvis bare et sort hul i almindelig størrelse, og forskerteamet, der oprindeligt knuste numrene, begik en fejl ved fortolkningen af lysemissionerne fra det binære sorte hul / stjerne-system. Ved at forvirre lyset fra ledsagerstjernen med de svage emissioner, der ville komme fra det sorte huls tiltrædelsesskive, eller ringen af materie, der omkranser munden, havde forskerne overvurderet det sorte huls masse med mindst to gange, fandt undersøgelserne udgivet til arXiv .
Sorte huller som galaktiske livgivere
Sorte huller er supervillains i universets episke historie. De dræber uregelmæssigt. Og intet inden for rækkevidde er sikkert fra dem.
Men der er måske mere til disse stenvendte kosmiske mordere. Sorte huller kan faktisk være livets motorer for galakser. I deres spiseforstyrrelser sender sorte huller også bobler af brændende, turbulent gas gennem kosmos, ifølge en undersøgelse fra november. At varmt plasma muligvis holder levende galakser, der ellers ville køle af og dø, fandt undersøgelsen. En anden undersøgelse, der blev offentliggjort i maj, fandt, at den stråling, der udsendes af sorte huller, kunne tvinge fremmed liv - så længe det findes i en Goldilocks-zone ikke for langt og ikke for tæt på midten af galaksen. Når disse sorte huller foder, kan deres stråling og lys tænke fotosyntesen og lette dannelsen af livets biomolekylære byggesten, konstaterede denne undersøgelse.
Sorte huller er muligvis slet ikke sorte huller
Eller måske sorte huller bare misforstås. Som forkert misforstået. En vild teori, foreslået af en matematiker og en fysiker i sommer, antyder, at sorte huller, som vi kender dem, muligvis ikke findes.
Ifølge Einstein er sorte huller uendeligt små, uendeligt tætte pletter, der er kendt som en singularitet, hvor matematikken for den generelle relativitet relativiseres. Men ifølge den nye forskning kan en almindelig matematisk forenkling, der bruges til at analysere relativitetsteorien, have en fejl. Som et resultat er sorte huller muligvis slet ikke entaliteter. I stedet kan det være lommer med plads fyldt med mørk energi. Og det kunne forklare nogle overraskende fund fra verdens største tyngdekurvejæger.
Mini sorte huller findes
Sorte huller kan bestemt være store, men kan de være små? Det viser sig, at små sorte huller, cirka halvdelen af størrelsen på de kendte, kunne eksistere i rummet. De fleste sorte huller med regelmæssig masse er cirka 5 til 6 gange vores solmasse.
I november fandt astronomer, der kiggede på Kanten af Mælkevejen, ca. 10.000 lysår væk, svage bevis for et sort hul omkring 3,3 gange så massivt som solen. Det er alt for stort til at være en neutronstjerne, men mindre end noget kendt sort hul. Sådanne sorte huller blev forudsagt, men var aldrig blevet set før.
Milky Way's sorte hul har en bluss
Når vi taler om Mælkevejen, er det supermassive sorte hul i vores hjemmegalakse noget meget mærkeligt. Normalt lyser et sorte huls akkretionsskive mere, når det er mere aktivt, fordi mere stof gnider sammen og skaber friktion. I maj var alt roligt for Mælkevejens centrale sorte hul, Skytten A *.
Derefter bemærkede astronomer en mærkelig bluss, med det sorte hul, der glødede de lyseste astronomer nogensinde havde set, i det mindste i det infrarøde spektrum.
Det er ikke klart, hvad den mærkelige flare er, men videnskabsmænd mener, at fakkelet blev forårsaget, da en støvede genstand eller stjerne havde en tæt barbering med Skytten A *.
De største sorte huller dannet i et øjeblik
Massive himmelobjekter som Skytten A * ser ud som om de skulle have taget evigt at danne, men det viser sig, at de største sorte huller i universet sandsynligvis er dannet med et øjeblik blink, kosmisk set.
En undersøgelse offentliggjort i juni antydede, at supermassive sorte huller kunne have dannet sig i de første 800 millioner år i universets historie - og alt det ville have taget var en stor gassky. Da gasskyer akkumulerede og bundet gravitationsmæssigt, ville de have kollapset under deres egen vægt og dannet et lille sort hul uden noget behov for en stjerne gående supernova. Disse såkaldte "direkte sammenbrudte sorte huller" ville derefter have fortsat med at hæve sagen op i et blændende tempo og vokse 10.000 gange i løbet af kun 150 millioner år.
På det tidspunkt stoppede de lige - efterlod de supermassive sorte huller, der prikker vores univers i dag.
UFO'er flyver ud af sorte huller
Hvad er fremmed end et sort hul? En UFO, der flyver ud af en. I dette tilfælde står UFO imidlertid for ultrahurtig udstrømning, og det er en varm vind, der ser ud til at strømme ud fra et sorte huls tiltrædelsesdisk.
En undersøgelse offentliggjort i august fandt, at disse UFO'er muligvis kan forklare, hvorfor rummet nær hjertet af galakser er relativt manglende stof. UFO'er fra supermassive sorte huller i galaktiske centre kan fungere som sneplove og skyve alt det ekstra stof i umiddelbar nærhed af et sort hul længere væk fra dets periferi, viser undersøgelsen.
Planet 9 kan faktisk være et sort hul
Når vi taler om uidentificerede genstande, kan det mystiske himmelobjekt i vores solsystem, der kaldes Planet 9, faktisk være et sort hul på størrelse med en grapefrugt.
Der er nogle mærkelige objekter, langt ud forbi Neptun, som opfører sig som om de styres af tyngdekraften af et nærliggende objekt, som vi ikke kan se. De går i bane væk fra de andre otte planeter, og de ser ud til at være orienteret i et andet plan.
Nogle teoretikere har foretaget beregninger og konkluderet, at der er en planet derude - med en vandret bane - det er cirka 10 til 20 gange Jordens masse. Men i en undersøgelse, der blev offentliggjort i oktober, fandt andre videnskabsmænd, der havde udført separat antalknusning, at et lille urligt sort hul, omtrent så stort som en grapefrugt, også kunne forklare disse trans-Neptuniske genstands underlige opførsel.
Afsendelse af beskeder gennem et sort hul ville få det til at fordampe
Sorte huller kunne være ormehuller i et alternativt univers. Men gider ikke at prøve at sende en besked gennem ormhullet til nogen i det fremmede univers.
I august fandt forskere, at at sende et lille budskab gennem et sort hul ville ændre det sorte hul og få det til at fordampe. Den første meddelelse, der skal transmitteres gennem ormhullet, ville krympe det modtagende sorte hul med 30%, og hver efterfølgende meddelelse ville krympe det sorte hul yderligere - mens det bærer mindre og mindre information. Efter blot en håndfuld transmissioner medførte beskeden ingen information, og det modtagende sorte hul forsvandt.
Udlændinge kunne skyde lasere ved sorte huller
Kirkestol! Kirkestol! Kirkestol! Sorte huller lever måske ikke bare liv på fremmede verdener; de kan også give udlændinge mulighed for at navigere i galaksen. Ved at skyde lasere på sorte huller kunne avancerede udenjordiske stoffer boomerang-fotoner eller lette partikler omkring tyngdekraftsbrønde, der omgiver sorte huller. Disse fotoner cirkler rundt og vender tilbage til modtageren, men under processen ville de sap nogle af det sorte huls fart og omdanne det til energi. Da fotonet vendte tilbage, kunne udlændinge konvertere den energi til momentum for at drive deres bevægelse gennem galaksen, og processen kunne gentages igen og igen.
Vi kan muligvis redde dig fra et sort hul
Når du zoomer forbi et sort huls begivenhedshorisont, går tiden langsommere, du strækker dig ud som spaghetti og bliver revet til flis, ikke? Ikke så hurtigt. Der kan være en måde at redde mennesker fra disse himmelske dødsfælder, i det mindste ifølge en spekulativ ny teori.
I henhold til denne teori kan der være en måde at sammenfiltrere to sorte huller. (Kvanteforvikling er den mærkelige virkning, typisk kun set i små subatomære skalaer, hvor to partikler eller genstande er uløseligt forbundet over store afstande.) Ingen har nogensinde formået at sammenfiltrere objekter, der er synlige med det blotte øje, men antager, at der var en måde at sammenfiltrere to objekter så store som sorte huller på, det kan være muligt at bruge dem som en måde at øjeblikkeligt teleportere mellem to placeringer. I hvilket tilfælde, hvis du ved et uheld faldt ned i et sort hul, kan der være en måde at få dig ud - omend på et andet tidspunkt og sted.
At dreje sorte huller kan skabe blid hypersonisk rejse
Spænd op, tag dine støjdæmpende hovedtelefoner på, og slap af - du er ved at hoppe ind i et roterende sort hul. Sikker på, der er en meget stor chance for, at du vil blive revet med til strimler og aldrig bliver set igen, men i det mindste synes nogle fysikere at gå ind i et snurrende sort hul faktisk kan være en helt anden oplevelse. Faktisk kan spinding af sorte huller være mere som blide tidsportaler.
Lad os antage, at der findes ormehuller, og at sorte huller er vejen ind i dem. Visse typer supermassive sorte huller, såsom den blide kæmpe i hjertet af vores galakse, roterer ikke meget. Og nye beregninger antyder, at rejse ind i et så sort hul ikke engang ville gøre det for en ujævn tur, fordi dens langsomtgående rotation ville betyde ubetydelig krympning og strækning og ville være godt inden for området spændinger et rumskib kunne håndtere.
