เจนีวา — พบผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่วัดไม่ได้บนโลกอย่างเต็มกำลังรอบหลุมดำ
นักฟิสิกส์ตรวจพบลายเซ็นของหลุมดำที่บิดตัวของกาลอวกาศรอบๆ การค้นพบนี้ให้หลักฐานที่ดีที่สุดเกี่ยวกับเอฟเฟกต์การบิดตัวที่ขับเคลื่อนด้วยสัมพัทธภาพหรือที่เรียกว่าการลากเฟรม รอบหลุมดำที่มีพลังมากที่สุด รายงานการวิจัยถูกรายงานเมื่อวันที่ 16 ธันวาคมที่งาน Texas Symposium on Relativistic Astrophysics
นักวิจัยจับภาพการลากเฟรมสุดขั้วด้วยการวิเคราะห์รังสีเอกซ์
ที่เล็ดลอดออกมาจากจานเศษดาวที่หมุนวนรอบหลุมดำที่อยู่ห่างออกไป 28,000 ปีแสงในทางช้างเผือก ข้อมูลบ่งชี้ว่าสสารของดิสก์กำลังอยู่ในสถานการณ์ที่ยากลำบาก เนื่องจากกาลอวกาศที่มันครอบครองนั้นถูกดึงและบิดเบี้ยวโดยหลุมดำที่หมุนอยู่
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่มีอายุนับศตวรรษของ Albert Einstein อธิบายแรงโน้มถ่วงในแง่ของวัตถุขนาดใหญ่ที่ทำให้กาลอวกาศโดยรอบเสียรูป ตัวอย่างเช่น โลกทำให้เกิดรอยบุบในกาลอวกาศเหมือนกับลูกโบว์ลิ่งบนแผ่นยาง แนวคิดของการลากเฟรมนั้นไม่สัญชาตญาณ: มันกำหนดว่าถ้าลูกบอลถูกหมุน มันจะลากแผ่นไปพร้อมกับมัน
นักฟิสิกส์ที่มีโครงการ Gravity Probe B วัดการลากเฟรมที่เกิดจากโลกโดยใช้ไจโรสโคปภายในดาวเทียม ( SN: 12/26/15, p. 7 ) หากไม่ใช้กฎสัมพัทธภาพ แกนของการหมุนของไจโรสโคปแต่ละตัวจะชี้ไปในทิศทางเดียวกันตลอดไป แต่นักวิจัยพบว่าแกนเบี่ยงเบนไปประมาณหนึ่งแสนองศาต่อปีเนื่องจากการหมุนของโลก การทดลองต้องใช้ความไวสูงเพื่อจับภาพเอฟเฟกต์ที่ละเอียดอ่อนเช่นนี้
แต่การลากเฟรมควรเป็นอะไรที่ละเอียดอ่อนรอบๆ หลุมดำ
ซึ่งบรรจุมวลมหาศาลไว้ในปริมาตรเพียงเล็กน้อย ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรรอบหลุมดำได้ พวกเขาสามารถศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุที่โคจรรอบหลุมดำได้ Adam Ingramนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมและเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบ H1743-322 ซึ่งเป็นหลุมดำที่ดึงสสารออกจากดาวฤกษ์ที่โชคไม่ดี จานของวัสดุโคจรบนระนาบที่ค่อนข้างไม่ตั้งฉากกับแกนหมุนของหลุมดำ
นักวิจัยได้วิเคราะห์รังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากไอออนของเหล็กที่ฝังอยู่ในจานหมุนของวัสดุที่เป็นตัวเอกโดยใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XMM-Newton ไอออนเหล่านี้ปล่อยรังสีเอกซ์ที่ความถี่ปากโป้ง แต่ความถี่นั้นจะเพิ่มขึ้นและหดตัวเล็กน้อยขึ้นอยู่กับทิศทางที่ไอออนเคลื่อนที่สัมพันธ์กับผู้สังเกต Ingram และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาว่าความถี่ของรังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากธาตุเหล็กมีความผันผวนเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไรเพื่อสร้างแผนภูมิเส้นทางของวัสดุในดิสก์
จากรูปแบบการเลื่อนความถี่ นักวิจัยสรุปว่า นอกเหนือจากการโคจรรอบหลุมดำแล้ว ดิสก์ยังโยกเยกด้วย ขณะที่หลุมดำหมุนไป มันจะดึงกาลอวกาศโดยรอบและลากดิสก์ไปด้วย วัสดุที่อยู่ด้านในสุดของดิสก์ประสบกับเอฟเฟกต์ลากเฟรมซึ่งมีความแข็งแกร่งประมาณ 100 ล้านล้านเท่าของเอฟเฟกต์ที่ไจโรสโคปโคจรรอบโลก Ingram รายงาน แกนของไจโรสโคปในวงโคจรของหลุมดำจะเคลื่อนไปประมาณ 90 องศาในแต่ละวินาที
Eugenio Bottaciniนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดที่เข้าร่วมการนำเสนอซึ่งประกาศผลกล่าวว่า “ผลลัพธ์นี้ใหญ่มาก แต่เขาต้องการดูรายละเอียดของการวิเคราะห์ในบทความที่กำลังจะมาถึงของ Ingram ซึ่งอยู่ระหว่างการพิจารณาเพื่อตีพิมพ์
ในการนำเสนอของเขา Ingram กล่าวว่างานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์สามารถใช้รังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากเหล็กเป็นเครื่องสแกนเพื่อดูดิสก์สะสมของหลุมดำจากมุมต่างๆ ในขณะที่วัสดุโคจรและโยกเยก การศึกษาเพิ่มเติมสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบทฤษฎีน้ำเชื้อของไอน์สไตน์เพิ่มเติมและเข้าใจสภาพที่เผชิญกับสสารที่ติดอยู่ในเงื้อมมือโน้มถ่วงของหลุมดำได้ดีขึ้น
credit : simplyblackandwhite.net sjcluny.org sluttyfacebook.com societyofgentlemengamers.org stopcornyn.com
