Közvetve szerezhetünk információkat a fekete lyukakról, ami eddig lehetetlennek tűnt
Einstein relativitáselmélete szerint a fekete lyukak „kopaszok”, de hamarosan „kinőhet a hajuk”.
Az asztrofizikában ugyanis van egy mondás, hogy “a fekete lyukaknak nincs hajuk”. Ez azt jelenti, hogy az általános relativitáselméletben a fekete lyukak kivételesen leegyszerűsített objektumok. A fekete lyuk leírásához csak annak tömege, elektromos töltése és forgási sebessége szükséges. Ezzel a három számmal már mindent megtudhat, amit a fekete lyukakról tudni érdemes. Más szóval, ahogy azt a Live Science is megjegyzi, kopaszok – nincs extra információjuk.
A fekete lyukak ezen aspektusa rendkívül frusztráló az asztrofizikusok számára, akik kétségbeesetten szeretnék megérteni, hogyan is működnek ezek a kozmikus behemótok, amik továbbra is a világegyetem legrejtélyesebb és legtitokzatosabb objektumai közé tartoznak.
Azonban ez a tézis az általános relativitáselmélet jelenlegi felfogásán alapul, ahogyan azt eredetileg Albert Einstein fogalmazta meg, ami a téridő görbületére összpontosít, azaz minden tömeggel vagy energiával rendelkező entitás meghajlítja a téridőt maga körül.
Ez azonban nem az egyetlen módja a relativitáselmélet felépítésének. Létezik egy teljesen más megközelítés, amely ehelyett a téridő „csavarodását” veszi alapul, nem pedig a görbületét.
A két teória matematikailag egyenértékű, de mivel Einstein először a görbület alapú tézisét ismertette, azt sokkal szélesebb körben használják. A csavarodási megközelítés, amelyet “telepárhuzamos” gravitációnak is neveznek a párhuzamos vonalak matematikai alkalmazása miatt, sok teret kínál olyan érdekes elméleti meglátásokhoz, amelyek a görbületi megközelítésben nem nyilvánvalóak.
Példaként egy elméleti fizikuscsoport nemrégiben azt vizsgálta, hogy a telepárhuzamos gravitáció hogyan hidalhatná át a fekete lyukak kopaszságának problémáját.
A csapat az általános relativitáselmélet lehetséges kiterjesztéseit vizsgálta az úgynevezett skaláris mező segítségével – hozzáadnak a képlethez egy kvantumobjektumot, amely a tér és idő minden szintjén létezik. A skalármező híres példája a Higgs-bozon, amely sok részecske tömegének meghatározásáért felelős, de létezhetnek további skalármezők az univerzumban, melyek finoman megváltoztatják a gravitáció működését. A fizikusok régóta használják ezeket a skaláris mezőket, hogy megmagyarázzák a kozmikus rejtélyek, például a sötét anyag és a sötét energia természetét.
A szabályos görbületen alapuló általános relativitáselméletben is sok módja van skaláris mezők hozzáadásának, de a telepárhuzamos gravitációban sokkal több lehetőség van erre. Ez a kutatócsoport olyan módszert fedezett fel, amellyel a telepárhuzamos keretrendszer segítségével skalármezőket adhatunk az általános relativitáselmélethez. Aztán ezt a megközelítést alkalmazták annak kivizsgálására, hogy ezek a skaláris mezők, amelyek egyébként láthatatlanok lennének, megjelenhetnek-e a fekete lyukak közelében.
A végeredmény: az általános relativitáselmélethez hozzáadott skaláris mezők a telepárhuzamos lencsén keresztül vizsgálva némi “hajat” növesztettek a fekete lyukaknak.
A “haj” ebben az esetben egy erős skalármező jelenléte a fekete lyuk eseményhorizontjának közelében. Lényeges, hogy ez a skalármező információkat hordoz a benne lévő fekete lyukról, ami lehetővé teszi a tudósok számára, hogy többet megértsenek a fekete lyukakról anélkül, hogy bele kellene hatolniuk.
Most, hogy a kutatók erre rájöttek, a következő lépés ezen eredmények gyakorlati megfigyelése – például egy jövőbeni fekete lyuk-ütközés esetén keletkező gravitációs hullámok detektálása feltárhatja ezeknek a skaláris mezőknek a finom jeleit.
Ez is érdekes lehet:
