|
Új feketelyuk-elmélettel állt elő Hawking
(2004.07.23)
Saját, harminc éve hangoztatott álláspontját - mely szerint a fekete lyukak minden beléjük hulló anyagot és információt elpusztítanak - bírálta felül a fizikus szerdai előadásában. Hawking új elmélete szerint a fekete lyukakból mégis képes kiszökni információ, bár károsodott formában.
A fekete lyukak nem puszítják el a beléjük jutó információt, hanem roncsolják azt, állítja Stephen Hawking fizikus, felülbírálva saját harminc éve hangoztatott álláspontját, írta a New York Times.
Hawking új elmélete szerint, melyet szerdán fejtett ki Dublinban, a 17. Nemzetközi Általános Relativitási és Gravitációs Konferencián, az információ mégis meg tud szökni a fekete lyukakból. A fizikus felszólalásra kért időt egy rövid üzenetben: "Megoldottam a fekete lyukak információs paradoxonát, és szeretnék róla beszélni".
Saját paradoxon
A paradoxont egyébként Hawking saját maga hozta létre, amikor a hetvenes években felállította elméletét a fekete lyukakról. Eszerint ezek az objektumok folyamatosan energiát sugároznak ki, ennek révén egyre veszítenek a tömegükből, végül eltűnnek. Így a beléjük hullott anyag hordozta információ is eltűnik.
Ez azonban ellentmond a kvatumfizika törvényeinek, melyek szerint a fekete lyukba hullott anyaggal kapcsolatos információk sohasem tűnhetnek el teljesen. Ekkor ugyanis nem lenne érvényes a mikroreverzibilitás, azaz a folyamatok megfordíthatósága, ami a hagyományos és a kvantumfizikában is alapvető tétel. Hawking korábban azzal érvelt, hogy a fekete lyukak hatalmas gravitációs ereje miatt itt nem érvényesek a kvantummechanika törvényei, és az információ esetleg más univerzumokba jut. Most azonban már úgy gondolja, hogy az információ egyszerűen visszaszivárog a mi világunkba.
Kiábrándító
"Sajnálom, hogy ki kell ábrádítanom a scifirajongókat, de ha az információ megmarad, nem lehet a fekete lyukakat más univerzumokba való utazásra használni. Ha beleugrunk egy fekete lyukba, a tömegünk visszakerül a mi univerzumunkba, de roncsolt formában; az információ meglesz arról, hogy néztünk ki, de felismerhetetlen állapotban" - mondta a fizikus előadásában.
Hawking új álláspontja így összhangba került más fizikusok által már évek óta hangoztatott nézetekkel. Például ha a fekete lyukat a húrelmélet alapján modellezik - mely szerint a világegyetem apró, rezgő húrokból áll, nem pontszerű részecskékből - meggyőzően lehet érvelni amellett, hogy az információ kijuthat, mondta a New Scientistnek Joseph Polchinski, a kaliforniai egyetem munkatársa.
Végtelen idő
Hawking - nagyon leegyszerűsítve - úgy jutott az új eredményre, hogy végignézte: mi történik a különböző típusú fekete lyukakkal végtelen idő alatt, és kimutatta, hogy a kezdeti és a végső információmennyiség megegyezik. Arról azonban nem szólt, hogy mi történik az információval időközben.
A fizikus így elveszítette azt a fogadást, amit 1997-ben kötött John Preskillel, a California Institute of Technology elméleti fizikusával. Preskill úgy vélte, Hawking tévedett, amikor azt állította, hogy a fekete lyukak minden beléjük hulló dolgot elpusztítanak. A tét egy, a nyertes által választott enciklopédia volt, amiből "az információ tetszés szerint visszanyerhető".
"John mindenestül amerikai, ezért természetesen egy baseballenciklopédiát kért - mondta Hawking. - Nagyon nehéz volt itt ilyet találni, ezért felajánlottam neki egy krikettenciklopédiát, de Johnt nem lehetett meggyőzni a krikett felsőbbrendűségéről."
Stephen Hawking
index.hu
Téridővihar a feketelyuk körül
Az MIT és a Harvard-Smithsonian asztrofizikai központ csillagászai bizonyítékot találtak arra, hogy a feketelyukakat körülvevő forró vasgázban téridő hullámok söpörnek végig
Jon Miller, a Harvard-Smithsonian és Jeroen Homan az MIT űrkutatási központjának munkatársának megfigyelései izgalmas képet festenek arról, hogy a pörgő feketelyuk magával rántja az őt körülvevő teret, kavargó téridő óceánt hozva létre, amely eltorzítja belezuhanó dolgokat. A tudósok NASA űrobszervatóriuma, a Rossi Explorer röntgenteleszkópjával vizsgáltak egy feketelyukat.
"A feketelyukak szélsőséges objektumok, amelyek magukra rántják és vonszolják a téridő szövetét, miközben pörögnek - mondja Miller - a fekete lyuk körül csapkodó gáz nem tehet mást, mint követi ezt a hullámot. Albert Einstein ezt nyolcvan éve megjósolta és most kezdjük látni a bizonyítékokat."
Térlefolyó
Forrás: Dana Berry/CfA/NASA
Lecsavart fény
A feketelyukak olyan égitestek, amelyeknek gravitációja olyan erős, hogy mezejéből nem jut ki látható fény. A gáz és a por egy ún. tömegbefogási korongban ömlik a fekete lyuk felé, a lefolyóba ömlő vízhez hasonlatosan. Az objektum közeléből jövő fény ugyan ki tud törni a gravitációs kútból, de eközben energiát veszít - ezért vizsgálják a feketelyukak tevékenységét röntgentávcsővel.
Miller és Homan összefüggést talált két jelenség, a kvázi-periodikus oszcillációk (QPO) és az ún. K vonal között.
Az oszcilláció azt jelenti, hogy a röntgenfény reszketni látszik. A K vonal pedig a spektrogramon látható vonal alakjára utal. A vasra jellemző fény egy adott frekvenciánál vonalként ugrik ki az elemzés során. Ez a vonal az energiaveszteség miatt nyílhegy alakúvá szélesedik a gravitációs kút elhagyása során.
Begyűrt tér
Miller és Homan a Sas csillagképben 40 000 fényév távolságban elhelyezkedő GRS 1915+105 nevű feketelyukat vizsgálta a Rossi Explorerrel. Észrevették, hogy az 1 és 2 hertz közötti QPO szinkronban van a K vonallal és hogy nem hatnak rájuk más jelenségek, például a kitörések. Ez arra utal, hogy előbbi jelenség közelebb van a feketelyukhoz. Ez kizárja azt az elméletet, hogy vas K vonala a feketelyuk körül távolabb lebegő gázfelhőből származik.
"A magas frekveciájú QPO-k a fekete lyukban pörgő anyagból származhatnak, mint a villanykörték a körhintán. Az anyag persze sokkal gyorsabban mozog, mint bármely vidámparki szerkezet. Ismerünk több száz hertzes frekvenciát. Azért az elég gyors."
Az alacsony frekvenciájú oszcillációk titokzatosak. Ezek jellemzően 1 és 10 hertz közöttiek és elég gyakoriak kétcsillagos konstellációkban. Miller és Homan szerint a GRS 1915+105-ben az alacsony oszcillációja azonos a tércsavarodás frekvenciájával. A fény reszketését maga a változó téridő okozza - ez az Einstein általános relativitáselmélete alapján leírt Lense-Thirring effektus.
Miller és Homan felhívták a figyelmet, hogy megfigyelésüknek másmilyen magyarázata is lehetséges. Megfigyeléseket az Amerikai Csillagászati Szövetség San Diegóban rendezett 205. kongresszusán mutatják be, január 10-én.
Sikerült megfigyelni egy feketelyuk születését
(2005.)
A Swift műhold ismét beváltotta a hozzá fűzött reményeket: sikeresen észlelt egy mindössze 50 ezredmásodpercig tartó gammafelvillanást. A jelenség során minden bizonnyal egy fekete lyuk keletkezett, neutroncsillagok vagy neutroncsillag és fekete lyuk összeolvadásával.
Az alig pár hónapja működő Swift műhold a csillagászat egyik legizgalmasabb területén végez méréseket: az Univerzum óriási robbanásait kísérő gammafelvillanásokra (Gamma-ray Burst - GRB) vadászik.
Ezen az illusztráción a Swift-et látjuk, amint egy kitörést észlel. A Swift lemond a teljes ég lefedésről a nagyobb pontosság érdekében. Nagyfelbontású detektorával az égbolt viszonylag nagy tartományát figyelve meghatározza a kitörés helyét, így optikai- és röntgen távcsövét is célra tudja állítani
A gammakitörések távoli galaxisokban lezajló kataklizmikus események kísérőjelenségei. Két alapvető típusát különböztetik meg a csillagászok: a rövidebb idejű felvillanások a másodperc ezredrészétől néhány másodpercig, a hosszúak akár néhány percig is eltarthatnak. A rövid ideig tartó kitörések természetéről nagyon keveset tudunk, hiszen megfigyelésük rendkívül nehézkes - kevés idő áll rendelkezésre ahhoz, hogy a kitörés forrását azonosítsák.
A Swift műhold egyik legfontosabb célkitűzése épp ezért a rövid típusú gammafelvillanások észlelése. Az űreszköz rendkívül gyorsan, kevesebb mint egy perc alatt azonosítja a forrást, majd minden műszerével a megfelelő irányába áll, és észleli a kitörést követő ún. utófénylést (afterglow).
Az utófénylés vizsgálata sokat elárul a jelenség természetéről. A csillagászok jelenlegi elképzelései szerint a rövid és hosszú típusú gammafelvillanások két különböző kataklizmikus esemény során keletkeznek. A rövid ideig tartó gammafelvillanások két kompakt (viszonylag kis méretű és igen sűrű) objektumot tartalmazó, neutroncsillagokból és/vagy fekete lyukakból álló rendszerek összeolvadásakor keletkezhetnek, míg a hosszabb kitörések hatalmas csillagok felrobbanásakor (hipernóvák), és fekete lyukká való összeomlásakor jöhetnek létre.
Május 9-én a műhold sikeresen észlelt egy mindössze 50 ezred másodpercig tartó gammakitörést. Kevesebb mint egy perc elteltével a műhold röntgen-, ultraibolya- és optikai távcsövei is a forrás felé fordultak.
A kitörés egy 2,7 milliárd fényév távolságban található, öreg csillagokkal teli galaxisban történt. Mivel a neutroncsillagok és a fekete lyukak a nagytömegű csillagok életútjának végállomásai, ezért a rövid felvillanások idősebb galaxisokkal való egybeesése a kompakt objektumok összeolvadásából való eredetet támasztja alá. A hosszú időtartamú gammakitörések ezzel szemben az Univerzum távoli szegletéből érkeznek, ahol a galaxisok még sok nagytömegű, fiatal csillagot tartalmaznak.
Úgy tűnik, hogy a fenti elképzelést megerősítik az optikai megfigyelések is. A GRB 050509B jelzéssel ellátott kitörés gyenge utófényét röntgentartományban mintegy öt percig észlelte a Swift, ultraibolya és látható tartományban azonban semmit sem érzékelt - sőt az optikai utófénylést nagy földi távcsövekkel sem sikerült észlelni. Mindez azzal magyarázható, hogy a kompakt objektumból álló rendszerekben kevés a gáz és poranyag, amely az optikai utófénylést okozza. A Swift által már többször is megfigyelt hosszú gammakitörések esetében ez akár napokon, heteken keresztül is detektálható.
Az égbolt e területét a hawaii Keck óriástávcsövekkel is átfésülik, valamint a Hubble-űrtávcső és a Chandra-röntgenműhold is méréseket végez a gammakitörés forrásának környékéről.
Cs. T. - S. A.
A legszorosabb óriás feketelyuk-páros
(2006.)
Felfedezték az eddigi legszorosabb kettős rendszert, amelyben két "szuper-nagytömegű" fekete lyuk kering egymás körül.
Az elmúlt évek kutatásai nyomán egyértelművé vált, hogy a nagytömegű galaxisok centrumában általában egy ugyancsak rendkívül nagy, több millió naptömegű fekete lyuk található. Az ilyen objektumok keletkezéséről egyelőre csak elképzeléseink vannak.
Cristina Rodriguez (University of New Mexico) és kollégái ezúttal a VLBA rádióteleszkóp-rendszerrel a 22 és 43 GHz-es frekvencián, valamint a Hobby-Eberly teleszkóppal az optikai tartományban végeztek színképi megfigyelést egy távoli galaxisról. A kérdéses csillagváros a 750 millió fényévre lévő 0402+379 jelű elliptikus galaxis, amelyből két, egymással ellentétes irányú rádiósugárzó nyúlvány indul ki - ez az alakzat a központi szuper-nagytömegű fekete lyukak egyik jellegzetes velejárója.
A galaxis centrumának vizsgálata azonban egy helyett egyszerre két ilyen fekete lyuk "szörnyet" mutatott. Ezek együttes tömege 150 millió naptömeg körül lehet. Ami igazán érdekes, hogy viszonylag közel, mindössze 24 fényévre keringenek egymás körül. Ez az eddig észlelt legszorosabb ilyen szuper-nagytömegű feketelyuk-páros.
A két objektum körülbelül olyan messze van egymástól, mint a Vega a Naptól. Ebben a távolságban közel 150 ezer évente tesznek meg egy keringést a közös tömegközéppont körül. Az eddigi rekorder-páros tagjainak távolsága 4500 fényév volt.
Fantáziarajz egy neutroncsillag-páros összeolvadásáról
A páros feltehetőleg két galaxis összeolvadása nyomán jött létre. Hasonló jelenségeket - amelyek révén meghízhattak a galaxisok központi fekete lyukai - már régóta feltételeznek a szakemberek, de eddig kevés nyomát találták ilyen kettős fekete lyukak formájában. A fenti két objektum összeütközése elméletileg olyan erős gravitációs hullámokat produkálna, amelyeket földi berendezésekkel is sikerülne kimutatni - ám erre belátható időn belül nem kerül sor, mivel még sok milliárd évre volna szükség ahhoz, hogy a két fekete lyuk találkozzon és összeolvadhasson.
Kereszturi Ákos
|
AJÁNLOM AZ OLDALT
