Sorte hull er mørke flekker i stoffets romtid, utrolig tette singulariteter med så sterk tyngdekraft at ingenting kan unnslippe clutchene deres. De bruker tiden sin på å gjøre en ting: å sprenge saken. Kom nær nok et svart hull, og du er kosmisk spaghetti, strukket til biter, sugd innover, for aldri å komme tilbake. Enkelt og greit, ikke sant?
Men som det viser seg, sorte hull er mer enn bare kosmiske støvsugere. I 2019 kikket fysikere seg inn i det skumløse mørket og knipset det første bildet av et svart hull. De lærte også mer om hvordan disse bisarre og umettelige dyrene fungerer. Her er 14 nye ting vi lærte om sorte hull i 2019, fra deres tilbøyeligheter til å få og miste hår, til deres mystiske innergårder, dit de kan føre.
Et uforglemmelig bilde
Etter mange års forventning var den her! Forskere i 2019 tok et helt uforglemmelig bilde av svart hull M87, i hjertet av galaksen Virgo A, omtrent 53 millioner lysår unna. Det første nærbildet av singulariteten, snappet av et nettverk av teleskoper rundt om i verden kjent som Event Horizon Telescope, ser ut som et kornete, bittesmå sted omgitt av en uklar oransje ring. Men det lille, pikseliserte bildet er faktisk et svart hull så stort som solsystemet og 6,5 milliarder ganger solen vår.
Den brennende oransje gløden som omgir sitt svarte hjerte, avgrenser hendelseshorisonten, ringen av materie som virvler rundt et svart hull rett før det faller inn. Når det gnir mot annen materie i høye hastigheter, produserer den energi og gløder for å danne en aksjonsskive - derav den oransje ringen.
Svarte hull vokser hår, og vokser deretter skallet igjen
I år lærte vi at sorte hull har hår, men mesteparten av tiden er de like skallede som kulekuler. Hva betyr det, nøyaktig? Historisk trodde fysikere at singulariteter var skallede eller uten prestasjoner, noe som betyr at de bare hadde tre egenskaper: masse, kantet momentum og elektrisk ladning. Alt som de himmelske Pac-Mans konsumerte i løpet av livet var låst fast bak hendelseshorisonten, og ingen informasjon om et svart hulls spisevaner kunne hentes senere.
Men i 2016 publiserte den avdøde fysikeren Stephen Hawking sammen med andre et papir som foreslo at svarte hull har "hår" eller særpreg. Disse hårene var subtile skift i hendelseshorisonten, så vel som Cauchy-horisonten - det punktet når årsak og virkning vendes - som ville gjøre sorte hull skille fra hverandre. I det minste, som en studie fra 2018 hevdet, var det tilfelle for såkalte "ekstreme" sorte hull, eller de med maksimal elektrisk ladning. Tidligere i år fant fysikere at selv de ikke-så ekstreme - de som snurrer med nesten maksimal hastighet, men uten lading, eller de med maksimal mulig ladning, men uten rotasjon - også kan ha hår.
Men som det viser seg, spirer svarte hull flyktig noen få boller med sprøtt "hår", som de til slutt mister, rapporterte Live Science den gangen.
Akkurat nå er spørsmålet om sorte hull mer som Mr. T eller Heather Locklear, rent spekulasjoner. Men verdens største gravitasjonsbølgedetektor kan snart finne bevis som støtter en teori fremfor en annen, sier eksperter.
Umulig stort svart hull
I november sa forskere at de hadde funnet et svart hull 15 000 lysår unna, som var så massivt at det ikke skulle eksistere. De antok at det eksisterte etter å ha oppdaget en stjerne omtrent 8 ganger så massiv som solen vår som så ut til å omkruse et område med mørkt, tomt rom. Basert på hvor mye den stjernen vrikket, beregnet de at stjernen sannsynligvis sirklet et svart hull 70 ganger massen til solen vår; tidligere trodde forskere at stjernersorte sorte hull, eller de som dannes etter at en massiv stjerne kollapset, kunne ha masser ikke mer enn 30 ganger solen vår - i alle fall i galakser med en kjemisk sammensetning som ligner vår.
"Denne oppdagelsen tvinger oss til å undersøke modellene våre for hvordan svarte hull i stjernemassen dannes," sier Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -direktør og professor i University of Florida David Reitze, som ikke var involvert i studien, i en uttalelse den gangen.
Om det umulige sorte hullet ...
Dessverre holder de fleste av tiden ikke funn som ser ut til å trosse fysikkens lover. Det sorte hullet som ble umulig stort var trolig tross alt umulig, ifølge et par papirer som ble publisert til arXiv-databasen i desember.
Det umulige store sorte hullet var sannsynligvis bare et svart hull i vanlig størrelse, og forskerteamet som opprinnelig knuste tallene, gjorde rett og slett en feil i å tolke lysutslippene fra det binære systemet med svart hull / stjerne. Ved å blande lyset fra ledsagerstjernen med de svake utslippene som ville komme fra det sorte hullets tilskuddsskive, eller materialets ring som sirkler om munnen, hadde forskerne overvurdert det sorte hullets masse med minst dobbelt, oppdaget studiene til arXiv .
Sorte hull som galaktiske livgivere
Svarte hull er supervillains i den episke historien om universet. De dreper kritisk. Og ingenting innen rekkevidde er trygt fra dem.
Men det kan være mer til disse steinvendte kosmiske drapsmennene. Svarte hull kan faktisk være livets motorer for galakser. I sine spiseforstyrrelser sender svarte hull også bobler av svinnende, turbulent gass gjennom kosmos, ifølge en studie fra november. At varmt plasma kan holde liv i galakser som ellers ville avkjøles og døde, fant studien. En annen studie, publisert i mai, fant at strålingen som sendes ut av sorte hull, kunne tømme fremmedgjøring - så lenge den eksisterer i en Goldilocks-sone ikke så langt, og ikke for nær, sentrum av galaksen. Når disse svarte hullene fôrer, kan stråling og lys dempe fotosyntesen og lette dannelsen av livets biomolekylære byggesteiner, fant studien.
Sorte hull er kanskje ikke sorte hull i det hele tatt
Eller kanskje sorte hull bare blir misforstått. Som, stort sett misforstått. En vill teori, foreslått av en matematiker og en fysiker i sommer, antyder at sorte hull slik vi kjenner dem kanskje ikke eksisterer.
I følge Einstein er sorte hull uendelig små, uendelig tette flekker kjent som en singularitet, der matematikken til generell relativitet relativiseres. Men ifølge den nye forskningen kan en vanlig matematisk forenkling som brukes til å analysere relativitetsteorien, ha en feil. Som et resultat kan sorte hull ikke være entalliteter. I stedet kan det være lommer med plass fylt med mørk energi. Og det kan forklare noen overraskende funn fra verdens største tyngdekraftsjeger.
Mini sorte hull finnes
Svarte hull kan sikkert være store, men kan de være bittesmå? Det viser seg at små sorte hull, omtrent halvparten av størrelsen på de kjente, kunne eksistere i verdensrommet. De fleste sorte hull med vanlig masse er omtrent 5 til 6 ganger solen.
I november fant astronomer som kikket på utkanten av Melkeveien, omtrent 10 000 lysår unna, svake bevis for et svart hull omtrent 3,3 ganger så massivt som solen. Det er altfor stort til å være en nøytronstjerne, men mindre enn noe kjent svart hull. Slike sorte hull ble spådd, men hadde aldri blitt oppdaget før.
Melkeveiens svarte hull har en bluss
Når vi snakker om Melkeveien, er det supermassive sorte hullet i vår galakse opp til noe veldig rart. Normalt gløder en sorte hulls akkresjonsskive mer når den er mer aktiv, fordi mer materie gnir sammen og skaper friksjon. I mai var alt rolig for Melkeveiens sentrale sorte hull, Skytten A *.
Deretter la astronomer merke til en merkelig bluss, med det sorte hullet som glødet de lyseste astronomene noensinne hadde sett, i det minste i det infrarøde spekteret.
Det er ikke klart hva den merkelige blusset er, men forskere tror at faklingen ble forårsaket da en støvete gjenstand eller stjerne hadde en tett barbering med Skytten A *.
De største sorte hullene dannet på et blunk
Massive himmelobjekter som Skytten A * virker som de burde ha tatt for alltid å danne seg, men det viser seg at de største sorte hullene i universet sannsynligvis er dannet i et øyeblikk, kosmisk sett.
En studie publisert i juni antydet at supermassive sorte hull kunne ha dannet seg i de første 800 millioner årene av universets historie - og alt det ville ha tatt var en stor gasssky. Når gasskyer samlet seg og bundet gravitasjonsmessig, ville de ha kollapset under sin egen vekt, og dannet et lite svart hull uten noe behov for en stjerne som gikk supernova. Disse såkalte "direkte-kollaps sorte hullene" ville da fortsatt å heve saken opp i et blendende tempo og vokse 10.000 ganger i løpet av bare 150 millioner år.
På det tidspunktet stoppet de bare - etterlot seg de supermassive sorte hullene som prikker universet vårt i dag.
UFO-er flyr ut av svarte hull
Hva er fremmed enn et svart hull? En UFO som flyr ut av en. I dette tilfellet står UFO imidlertid for ultrahurt utstrømning, og det er en varm vind som ser ut til å strømme ut fra et svart hulls tilskuddsdisk.
En studie publisert i august fant at disse UFO-ene kan forklare hvorfor plassen nær hjertet av galakser relativt mangler materie. UFO-er fra supermassive sorte hull ved galaktiske sentre kan fungere som snøploger, og skyver all ekstra materie i umiddelbar nærhet av et svart hull lenger unna periferien, fant studien.
Planet 9 kan faktisk være et svart hull
Når vi snakker om uidentifiserte objekter, kan den mystiske himmelobjektet i solsystemet vårt, kjent som Planet 9, faktisk være et svart hull på størrelse med en grapefrukt.
Det er noen rare gjenstander, langt ut forbi Neptun, som oppfører seg som om de styres av alvoret av noen gjenstander i nærheten som vi ikke kan se. De går i bane fra de andre åtte planetene, og de ser ut til å være orientert i et annet plan.
Noen teoretikere har gjort beregninger og konkludert med at det er en planet der ute - med en vanvittig bane - som er omtrent 10 til 20 ganger jordens masse. Men i en studie som ble publisert i oktober, fant andre forskere som hadde gjort separate tallknusing at et bittesmå urfarlig svart hull, omtrent like stor som en grapefrukt, også kunne forklare den rare oppførselen til disse transneptuniske gjenstandene.
Å sende meldinger gjennom et svart hull ville få det til å fordampe
Svarte hull kan være ormehull i et alternativt univers. Men ikke bry deg om å prøve å sende en melding gjennom ormhullet til noen i det fremmede universet.
I august fant forskere at å sende en liten melding gjennom et svart hull ville endre det sorte hullet og få det til å fordampe. Den første meldingen som skal overføres gjennom ormhullet, ville krympe det mottakende sorte hullet med 30%, og hver etterfølgende melding ville krympe det sorte hullet ytterligere - mens de bærer mindre og mindre informasjon. Etter bare en håndfull sendinger hadde meldingen ingen informasjon, og det mottatte sorte hullet forsvant.
Aliens kunne skyte lasere ved sorte hull
Pew! Pew! Pew! Svarte hull lever kanskje ikke bare liv på fremmede verdener; de kan også tillate romvesener å navigere i galaksen. Ved å skyte lasere på sorte hull, kan avanserte utenomjordiske stoffer boomerang-fotoner, eller lette partikler, rundt gravitasjonsbrønnene som omgir sorte hull. Disse fotonene skulle sirkle rundt og komme tilbake til mottakeren, men i prosessen ville de sap noe av det sorte hullets fart og gjort det til energi. Da fotonet kom tilbake, kunne romvesenene konvertere den energien til fart for å drive deres bevegelse gjennom galaksen, og prosessen kunne gjentas om og om igjen.
Vi kan kanskje redde deg fra et svart hull
Når du zoomer forbi et svart hulls begivenhetshorisont, går tiden tregere, du strekker deg ut som spaghetti og blir revet til strimler, ikke sant? Ikke så fort. Det kan være en måte å redde mennesker fra disse himmelske dødsfellene, i hvert fall i følge en spekulativ ny teori.
I følge den teorien kan det være en måte å sammenfiltrere to sorte hull. (Kvanteforviklinger er den underlige effekten, vanligvis bare sett i bittesmå subatomære skalaer, der to partikler eller gjenstander er uløselig knyttet over store avstander.) Ingen har noen gang klart å flette inn gjenstander som er synlige for det blotte øye, men antar at det var en måte å vikle inn to gjenstander så store som sorte hull, kan det være mulig å bruke dem som en måte å øyeblikkelig teleportere mellom to steder. I så fall, hvis du tilfeldigvis falt i et svart hull, kan det være en måte å komme deg ut - om enn på et annet tidspunkt og sted.
Å snurre svarte hull kan gi deg en mild hypersonisk reise
Spenn deg opp, ta på deg støydempende hodetelefoner og slapp av - du er i ferd med å hoppe inn i et snurrende svart hull. Jada, det er en veldig stor sjanse for at du vil bli revet med til strimler og aldri bli sett igjen, men i det minste tror noen fysikere at det å komme inn i et snurrende svart hull faktisk kan være en ganske annen opplevelse. Å spinne svarte hull kan faktisk være mer som milde tidsportaler.
La oss anta at ormhull eksisterer, og at svarte hull er veien inn i dem. Enkelte typer supermassive sorte hull, som den milde kjempen i hjertet av galaksen vår, roterer ikke veldig mye. Og nye beregninger antyder at å reise inn i et så svart hull ikke en gang ville gjøre det for en humpete tur, fordi dens sakte rotasjon vil bety ubetydelig krymping og tøyning, og ville være godt innenfor spenningen et romskip kan takle.
