Stellares Material, das von einem Schwarzen Loch weggeschleudert wird, das einen Stern verschluckt. NASA / JPL-Caltech
Wenn sich ein Schwarzes Loch zwischen uns und einer entfernten Galaxie bewegt, kann es der Galaxie gut gehen, aber ihr Bild kann niemals entkommen.
Da sich Lichtstrahlen mehrmals um den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs biegen können, können entfernte Beobachter mehrere Versionen desselben Objekts beobachten. Und obwohl dies jahrzehntelang bekannt war, hat ein Physikstudent am Niels-Bohr-Institut die erste hergestellt-ein mathematischer Ausdruck, der angemessen modelliert, wie Schwarze Löcher Licht aus dem Universum reflektieren, gemäß eine aktuelle Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurdeWissenschaftliche Berichte.
Und diese Errungenschaft könnte Wissenschaftlern eines Tages Replays kolossaler Supernovae liefern.
Schwarze Löcher reflektieren das Universum auf seltsame Weise
Schwarze Löcher sind das Ergebnis massereicher Sterne, die zu einer Singularität von immenser Gravitation kollabieren, die so stark ist, dass nicht einmal Licht entweichen kann. Die Gravitation ist so gewaltig, dass das Gefüge der Raumzeit selbst modifiziert, verzerrt und verändert wird, um seltsame Verhaltensweisen zu zeigenje näher man dem Ereignishorizont kommt, wo sich der Raum so drastisch krümmen kann, dass Lichtstrahlen abgelenkt werden, manchmal so stark, dass ein Lichtstrahl mehrmals den Umfang des Schwarzen Lochs durchqueren kann, bevor er entkommt.
Aus diesem Grund sehen wir, wenn wir zum Beispiel auf eine Galaxie auf der gegenüberliegenden Seite eines Schwarzen Lochs schauen, möglicherweise mehrmals dasselbe Bild davon, wenn auch zunehmend verzerrt. Wenn eine entfernte Galaxie leuchtet wie immer,es tut dies in alle Richtungen. Aber wenn ein Teil dieses Lichts einem Schwarzen Loch zu nahe kommt und ein Teil seines Lichts abgelenkt wird, kommt ein Teil noch näher an das Loch heran und umkreist es einmal, bevor es in unsere Richtung geschleudert wirdwenn wir Raum näher am Schwarzen Loch beobachten, es gibt immer mehr Versionen der Galaxie, wenn wir uns dem Ereignishorizont nähern. Dies hinterließ eine Frage in den Köpfen der Physiker, nämlich: wie viel näher an das Schwarze Loch muss man schauen, bevor ein Bild der Galaxie ersetzt wird durchNach früheren Studien von vor 40 Jahren ist es ungefähr 500-mal näher, auch als "Exponentialfunktion von zwei Pi" bezeichnet, ausgedrückt als e2π.
Sich schnell drehende Schwarze Löcher könnten Wissenschaftlern eine „Supernova-Wiedergabe“ bieten
Die Berechnung dieses Prozesses blieb jedoch bis vor kurzem zu kompliziert, um sie zu lösen, was ein Rätsel hinterließ, warum es genau dieser Faktor sein musste. Aber ein Masterstudent namens Albert Sneppen vom Cosmic Dawn Center hat Wissenschaftlern die lang ersehnte Antwort gegeben"Es ist etwas fantastisch Schönes, jetzt zu verstehen, warum sich die Bilder so elegant wiederholen", sagte Sneppen in einem Phys.org-Bericht. "Zudem bietet es neue Möglichkeiten, unser Verständnis von Gravitation und Schwarzen Löchern zu testen."." Über das einfache intellektuelle Vergnügen hinaus, eine Theorie mit eleganter Mathematik zu beweisen, hilft uns diese Entwicklung auch, besser zu verstehen, wie Schwarze Löcher das Universum widerspiegeln. Und Sneppens neue Methode ermöglicht eine Verallgemeinerung, die auf alle Arten von Schwarzen Löchern anwendbar ist.
"Es stellt sich heraus, dass man bei einer sehr schnellen Rotation des [Schwarzen Lochs] nicht mehr um den Faktor 500 näher an das Schwarze Loch herankommen muss, sondern deutlich weniger", erklärte Sneppen in dem Bericht. "Eigentlich jedesBild ist jetzt nur noch 50 oder 5 oder sogar nur 2 Mal näher am Rand des Schwarzen Lochs." Mit anderen Worten, je mehr sich ein Schwarzes Loch dreht, desto mehr Platz gibt es für "zusätzliche" Bilder eines kosmischen Hintergrundobjekts. Dies bedeutet unter anderem, dass das Licht einer Hintergrund-Supernova in Gegenwart eines sich kreuzenden Objekts immer wieder beobachtet werden könnte Schwarzes Loch mit schnellem Spin.