Jeśli znalazłeś się w niefortunnej sytuacji krążącej wokół czarnej dziury, możesz mieć dość zawrotną i nieprzewidywalną jazdę. Wraz ze zmianą kształtu czarnej dziury zmienia się również jej profil grawitacyjny.
Ponieważ nie krążysz na orbicie kulisty czarna dziura, nie możesz już oczekiwać nudnej, przewidywalnej orbity; twoja orbita stanie się dzika i chaotyczna, na pozór losowa. Wydaje się jednak, że w chaosie leży podstawowa stała, a ponadto wydaje się, że stała ta została zaobserwowana również w systemie dla pieszych: trzy ciała Układ newtonowski. Więc jaki jest link? Fizycy nie są do końca pewni…
Kiedy masywna gwiazda zużywa paliwo, może zapaść się na sobie, tworząc czarną dziurę (po ekscytującej akcji supernowej). Oczekuje się, że moment pędu oryginalnej gwiazdy zostanie zachowany, tworząc szybko wirującą czarną dziurę. Jeśli czarna dziura „nie ma włosów” (tj. Nie ma ładunku elektrycznego), pole grawitacyjne zależy wyłącznie od jego masy i spinu. Jeśli nastąpi deformacja spowodowana spinem, pole grawitacyjne zmienia się, wysyłając dowolne orbitujące ciało (jak gwiazda neutronowa) podczas szalonej jazdy kolejką górską.
W nowej pracy Clifford Will of Washington University w St. Louis podekscytowany fizyk opisuje ten scenariusz. „Orbity szaleją - wirują i wirują, są niesamowicie złożone. To jest fantastyczne”- mówi Will.
Jednak fizyk Brandon Carter odkrył matematyczną stałą już w 1968 r., Pokazującą, że te pozornie chaotyczne orbity są przewidywalne, i że nawet dotyczy orbit wokół wyjątkowo wypaczonej czasoprzestrzeni. „Czarne dziury mają tę dodatkową stałą, która przywraca regularność orbit, ”Komentuje Saul Teukolsky z Cornell University. „To jest tajemnica. W każdej innej sytuacji, w której mamy te dodatkowe stałe, mamy symetrię. Ale dla orbitującej czarnej dziury nie ma symetrii - dlatego uważa się ją za cud.”
Po prostu fizycy nie mają pojęcia, dlaczego stała Cartera może wynikać z opisu ogólnej teorii względności wirującej czarnej dziury. Teraz, aby problem stał się jeszcze bardziej kłopotliwy, Will przeprowadził klasyczną (newtonowską) symulację 2 ciał z orbitującym trzecim ciałem. Ponownie pojawiła się ta sama stała. Wydaje się, że jest coś specjalnego w przewidywalności orbity wokół tej konfiguracji czarnej dziury.
Teukolsky, który pracował nad podobnymi problemami dla swojego doktora. w 1970 r. pozostaje zaskoczony tymi wynikami. Jednak Will nadal bada problem, włączając termin przeciągania ramki czarnej dziury. W tej sytuacji wirująca czarna dziura będzie przeciągać wokół niej czasoprzestrzeń, „marszcząc” się (lub marszczy) w czasoprzestrzeni, ciągniętej zgodnie z kierunkiem wirowania. W tym przypadku stała Cartera znika, tylko po powrocie, gdy do równań zostaną dodane warunki wyższego rzędu.
To wszystko oznacza jedną z dwóch rzeczy. Albo jest to po prostu artefakt w matematyce, ciekawość, która ostatecznie zostanie zakorzeniona w równaniach. Istnieje jednak kusząca możliwość, że widzimy charakterystykę egzotycznych wirujących czarnych dziur, w których konfiguracja otaczającej tkaniny czasoprzestrzeni może pozwolić przewidywalnej orbicie wyjść z pozornego chaosu…
Źródło: Science News
Oto artykuł na temat promieniowania ciała czarnego.
