物理学者は現在、ブラック ホールに関する新しい知識の黄金時代を経験しています。 2015 年以降、研究者はブラック ホールから直接信号を受信できるようになりました。 レーザー干渉計を備えた重力波観測所 (LIGO) などの天文台 イベントホライズン望遠鏡 (EHT)、最初の画像を取得する ブラックホールの影. 今年も例外ではなく、エキサイティングでユニークな結果が新たに得られ、ブラック ホールに関する私たちの知識の範囲が広がりました。 ここでは、2020 年の最も印象的な発見のいくつかを見ていきます。
2020年がブラックホール研究の年だったことを確認するかのように、科学の主な成果は ノーベル賞 - 月に、これらの神秘的な宇宙物体の生命に光を当てた 人の物理学者に授与されました。
英国オックスフォード大学のロジャー・ペンローズは「ブラックホール形成が一般相対性理論の確固たる予測であるという発見に対して」賞の半分を受賞し、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のアンドレア・ゲスとボン大学のラインハルト・ヘンゼルは賞の半分を受賞した。スウェーデン王立科学アカデミーは声明で、ドイツの地球外物理学研究所マックス・プランクが残りの半分を「私たちの銀河系の中心にある超大質量でコンパクトな天体の発見のために」共有したと述べた。 アンドレア・ゲスは、1903 年のマリー・キュリー、1963 年のマリア・ヘパート＝メイヤー、2018 年のドナ・ストリックランドに続いて、ノーベル物理学賞を受賞した 人目の女性です。
LIGO およびそのヨーロッパの対応物 乙女座 巨大な物体が振動するときに形成される時空の構造の重力波を通してブラックホールを観察します。
施設ではすでにいくつかの印象的な発見がなされています。 しかし85月、この共同研究は史上最大のブラックホールとの衝突を発見したと発表した. 一つは太陽の質量の66倍、もう一つは太陽の質量の142倍あり、衝突するとブラックホールとなり、その質量は太陽の質量を回。 記録を設定することに加えて、発見は中質量ブラックホールのいわゆる「禁止」ゾーンでの最初のものでした。 天文学者は太陽ほどの大きさの小さなブラック ホールを見て、太陽の質量の何百万倍もの巨大なブラック ホールが銀河の中心に存在することを知っていますが、このミッドレンジにブラック ホールの証拠を発見した人はいません。 それらがどのように正確に形成されたかは、科学者が現在解決しようとしている謎のままです.
直後に ビッグ・バン 宇宙は高温で乱流の放射に満ちていました。 一部の領域では、エネルギーが十分に密集していたため、理論的にはそれ自体が崩壊してブラック ホールが形成されました。
物理学者はまだこれらが存在するかどうかを知りませんが 原始ブラックホール （PCD）、最近、彼らは存在するとどうなるかについて考えています。 月に発表されたものを含むいくつかの論文は、これらのブラックホールは、死にかけている星から形成されるものよりも小さいものもあり、宇宙全体に重力の影響を与える未知の物質である暗黒物質を構成している可能性があることを示唆しています. 今後数年間で、PCD の存在を確認または否定する実験が行われています。
銀河の中心にある信じられないほど巨大なブラック ホールを 11 倍に拡大したらどうなるでしょうか。 これは、「信じられないほど大きなブラック ホール」の可能性について議論している 月の論文で、研究者が示唆したことです (スラブ).
これらの天体は、少なくとも太陽の質量の 1 兆倍の重さであり、現在知られている最大のブラック ホールである 10 億の太陽質量のモンスターの 66 倍です。 トン618. SLAB の一部は初期宇宙で形成され、別の種類の原始ブラック ホールを作成した可能性があります。つまり、宇宙がわずか 380 歳だったときに、宇宙マイクロ波背景放射にそれらの痕跡を見ることができたということです。 SLABがたまたま私たちの間にある場合、遠くの星の光をどのように曲げるかを見ることで、他の星を検出できます。 この概念はまだ仮説のままですが、ますます注目を集めています。
LIGO と Virgo の装置によって検出されたブラック ホールのペアのほとんどは、ほぼ同じ質量を持っています。 しかし、月に、コラボレーションは視聴していると発表しました 最も非対称な大惨事.
私たちから約 2,4 億光年の距離で衝突した物体は、それぞれ太陽の約 8 倍と 30 倍の質量を持っていました。 このような予期せぬ出来事は、重力波装置がほんの数年後には気付かないほどまれであると考えられていました。 この発見は、これらの仮定に異議を唱え、研究者に、あるブラック ホールが別のブラック ホールと衝突し、その後、結果として生じる残骸が別のブラック ホールと合体する階層的な合体の可能性を検討するように促します。
巨大な物体が特定の距離にあるブラック ホールに近づくと、そこに存在する極端な重力によって物体が引き裂かれ、あらゆる場所に散らばる物質の長いストランドになる可能性があります。
このプロセスは、口語的に呼ばれます スパゲティ化ほとんどのブラック ホールはガスと塵の雲に覆われているため、めったに観測されませんでした。 しかし、 月にヨーロッパ南天天文台の天文学者がなんとか写真を撮ることができました。 星のスパゲティ化 超大型望遠鏡と新技術望遠鏡の両方を使用して、前例のない詳細で。 として知られるこのイベントは、 AT 2019クイズ、研究者にそのような現象への洞察を与え、極限状態での重力をよりよく理解するのに役立ちます。
誰もブラックホールに近づきたくありません。 幸いなことに、宇宙のパックマンが 月に発見されたのは、 H.R.6819、そのパートナーから天文学的に安全な距離にあります。
新しいブラック ホールは、地球から 1000 光年離れた南の星座テレスコピウムに潜んでおり、以前の記録保持者よりも 6819 倍近くなっています。 天文学者はブラック ホール自体を直接観察することはできませんが、システム内の他の つのオブジェクトに重力がどのように影響するかに基づいて、その存在を推測することができました。 南半球の観測者は、星図を見て、くじゃく星座との境界近くにあるテレスコピウム星座を見ることで、HR システムの星を肉眼で見ることができます。
ブラック ホールが形成されるためには、物質とエネルギーが無限の密度の小さな点に崩壊する必要があります。 このような無限大は物理的に不可能であるため、理論家は長い間、このような奇妙な結果を回避する方法を模索してきました。
すべての粒子と力を素粒子の振動するひもに置き換えるひも理論によれば、ブラック ホールはさらに奇妙なものになる可能性があります。 月の研究では、中性子星 (ブラック ホールを形成するのに十分な密度ではない恒星の残骸の一種) の原子が実際にはストリングの束である場合、それらのストリングを一緒に圧縮しても実際にはブラック ホールは形成されないことが示されました。ふわふわしたボール—これは、前述の毛糸のボールに似ています。 この奇妙なアイデアはまだ完全には実装されていませんが、無限を扱う代替案の つです。
物理学者によると、すべてのブラック ホールは、いわゆる 事象の地平線 -落ちたので、決して抜け出せない境界。 しかし、ブラック ホールが最初に仮定されて以来、研究者は事象の地平線が厳密に必要かどうかを疑問視してきました。
それなしでブラックホールはありますか、いわゆる 「裸の」ブラックホール? ブラック ホールの事象の地平線内では既知の物理法則が破られており、裸のブラック ホールはこのバリアを保護できないため、これは危険な場合があります。 ほとんどの理論家は、ヌードはブラックホールには使えないと信じているが、月の論文は確実にテストする方法があると述べている. 秘訣は、ブラック ホールの供給によって形成された降着円盤またはガスと塵のリングの違いを探すことです。これは、裸のブラック ホールと通常のブラック ホールの目に見える違いを示している可能性があります。
ブラックホールの科学者にとって今年のクリスマスは早いものでした。 月に、LIGO 観測コミュニティとそのヨーロッパのカウンターパートである Virgo は、大規模な新しいカタログをリリースしました。 数十の重力波信号、2019年月から月までの期間に発見されました。
39回のイベントには、142個の太陽の質量を持つ残骸をもたらした大規模なブラックホールの合体、太陽よりも大きな物体の質量を持つ極端に一方的なイベント、出現した謎の物体など、多くの興味深い発見が含まれていました.小さなブラックホールか大きな中性子星のどちらかです。 研究者たちは、天体が 日ごとに平均 つの新しい信号を受信することを示したデータに興奮し、それを使用してブラック ホールの合体の動作と頻度をよりよく理解することを計画しています。
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