Не все физические теории могут объяснить черную дыру М87*
AstroNews.ru - 22 Мая 2021 12:34:54
Как указал впервые немецкий астроном Карл Шварцшильд, черные дыры экстремально искажают пространство-время, поскольку характеризуются экстраординарной концентрацией массы, и нагревают материю, расположенную в их окрестностях, до настолько высоких температур, что она начинает испускать яркое излучение. Новозеландский физик Рой Керр (Roy Kerr) показал, что скорость вращения может влиять на размер черной дыры и геометрию ее окрестностей. «Край» черной дыры называют горизонтом событий – он представляет собой границу вокруг плотно сконцентрированной массы, за которую не может проникнуть свет - и именно он делает черную дыру абсолютно черной. Черные дыры, согласно теории, могут быть описаны при помощи очень скромного набора параметров: массы, момента импульса и заряда.
Кроме черных дыр, существование которых предсказывается в рамках эйнштейновской Общей теории относительности, учеными рассматриваются также модели, выводимые из теории струн, описывающей материю и все частицы как гармоники крохотных вибраций струн. Модели черных дыр, построенные на основе теории струн, предсказывают существование дополнительного поля при описании фундаментальных физических процессов, что ведет к наблюдаемым изменениям размеров черных дыр, а также кривизны пространства-времени в их окрестностях.
Физики-теоретики доктор Прашант Кочерлакота (Prashant Kocherlakota) и профессор Лучано Реццолла (Luciano Rezzolla) из Института теоретической физики из Франкфуртского университета им. И.В. Гёте, Германия, в новой работе впервые проанализировали соответствие нескольких различных моделей черных дыр данным наблюдений черной дыры M87*, лежащей в центре галактики М87. Снимок черной дыры М87*, сделанный в 2019 г. коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT), стал первым экспериментальным подтверждением существования черных дыр после открытия в 2015 г. гравитационных волн.
Результаты проведенных Кочерлакотой и Реццоллой исследований показывают, что данные по черной дыре М87* находятся в хорошем соответствии с эйнштейновской теорией и в определенной мере соответствуют также струнным теориям. Доктор Кочерлакота объяснил: «На основе этих данных, собранных коллаборацией EHT, мы теперь можем протестировать различные физические теории, используя снимки черных дыр. В настоящее время мы не можем отвергнуть эти теории, когда рассчитываем размер тени черной дыры М87*, но наши расчеты сужают границы диапазона применения данных моделей черных дыр».
Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.