Изследователи определят „пределната скорост“ на черните дупки, предлагайки нови закони на физиката
Учените от дълго време се пробват да схванат рамките на опциите на черните дупки – галактическите обекти, чиято гравитация улавя всичко, в това число светлината. Скорошно изследване разкри границата на скоростта, с която тези обекти могат да се движат и тя е към 10 % от скоростта на светлината. Ако в бъдеще (в резултат на нови наблюдения) се окаже, че тази граница е по-висока, това може да значи съществуването на незнайни до момента закони на физиката.
Черните дупки са области от пространството, в които гравитацията е толкоз мощна, че нищо, даже светлината, не може да се измъкне. Тези галактически обекти, постоянно формирани от гравитационния колапс на солидни звезди, са очарователни както за учените, по този начин и за необятната аудитория. Тяхната природа и държание дават визия за най-мощните сили във Вселената.
Когато два такива галактически колоса се приближат един до различен, те могат да се слеят или да се отхвърлен. Решаващият въпрос е: с каква скорост могат да се движат? Неотдавна двама откриватели от Технологичния институт в Рочестър съумяха да изчислят тази скорост. Това изобретение може да преразгледа визиите ни за законите, ръководещи пространството и времето. Резултатите от проучването са оповестени в списание Physical Review Letters.
За да изследват държанието на черните дупки при тяхното взаимоотношение, откривателите са употребявали числени симулации, учредени на теорията на относителността на Айнщайн, която разказва придвижването на обектите в пространство-времето. Тези симулации, осъществени благодарение на суперкомпютри, са употребявани за моделиране на взаимоотношението на две черни дупки, когато те минават близо една до друга.
Двамата откриватели, Карлос Лусто и Джеймс Хийли, проучиха еволюцията на черните дупки като функционалност на четири параметъра: първичното им придвижване, дистанцията при най-голямо доближаване, ориентацията на въртенето им и размера на това въртене. Тези числени способи, въпреки и създадени преди повече от 50 години, бяха приложени на процедура едвам през 2005 година Чрез конфигуриране на четирите гореспоменати параметъра откривателите са провели 1381 симулации. Те откриха, че черните дупки с противоположни спинове, които се въртят една по отношение на друга, могат да доближат оптимални скорости на отскок, което частично се изяснява с изкривяването на гравитационното лъчение от противоположните спинове.
По-конкретно тези симулации демонстрираха, че когато една черна дупка се отдръпне след някакво взаимоотношение, нейната скорост може да доближи съвсем 102 милиона километра в час. Това се равнява на една десета от скоростта на светлината – скорост, която до момента бе немислима за подобен солиден обект. Ако бъде доказано от действителни наблюдения, това изобретение може да оспори някои фундаментални догатки за метода, по който обектите си взаимодействат при скорости, близки до скоростта на светлината, като по този метод ще открие нови пътища за проучвания в региона на физиката.
Нов взор върху универсалните физични закони
За Карлос Лусто ограничаването на скоростта на черните дупки не е просто изолирано наблюдаване, написа той за Live Science. Той по-скоро го преглежда като евентуална част от доста по-голям пъзел, предполагайки, че тази скорост може да бъде обвързвана с по-широка система от физични закони, ръководещи Вселената.
Тези закони не се лимитират до солидни обекти като черните дупки, споделя той, а могат да се разпространят до доста по-малки мащаби, като да вземем за пример субатомните частици. Най-интригуващата последица от неговото изказване е, че в случай че бъдещи наблюдения открият черни дупки, движещи се със скорост, по-висока от тази граница, това би могло да сложи под въпрос актуалното ни схващане за физиката. Това би отворило порти за откриването на нови закони или правила, които към момента не са разпознати или разбрани от научната общественост.
Откриването на границата на скоростта на тези галактически обекти не е просто теоретичен куриоз. То е значим крайъгълен камък, който би могъл да окаже надълбоко влияние върху метода, по който възприемаме и тълкуваме физическите феномени, свързани с пространство-времето.
Разбира се, обединяването на двата стълба на фундаменталната физика – общата доктрина на относителността за гравитацията и квантовата доктрина за другите фундаментални сили – към момента е надалеч, само че черните дупки и обвързваните с тях познания дават опция да се изградят нови мостове. Лусто обобщава:
„ Това надалеч не е строго доказателство. Но има линия, която заслужава по-нататъшни проучвания и от която някой различен или ние самите може да успеем да извлечем нещо “.
