دانشمندان پس از مشاهده یک سیاه چاله تنهایی که از فضا عبور می کنند – دچار ناراحتی می شوند – بدون اینکه ستاره ای در آن نشسته باشد

دانشمندان پس از مشاهده یک سیاه چاله تنها که از طریق شیری در حال عبور از راه شیری و بدون هیچ ستاره ای در مدار است ، دچار ناراحتی شده اند.

اگرچه این سیاه چاله هفت برابر عظیم تر از خورشید ما است ، اما برای اخترشناسان کاملاً نامرئی می ماند ، اگر این یک شانس “در یک میلیون” نبود.

از آنجا که سیاهچاله ها هر نوری را که در درون آنها قرار می گیرد جذب می کند ، تنها نشانه وجود آنها روشی است که جاذبه آنها به طول می کشد و نور را از ستاره های دوردست خم می کند.

برای اولین بار ، دانشمندان توانسته اند پیچ ​​و تاب ناشی از یک سیاه چاله تنهایی را مشاهده کنند ، زیرا از یک تکه ستاره عبور می کند.

محققان می گویند این شیء مرموز در صورت فلکی ساژیتاریوس در حدود 5،000 سال نوری از زمین واقع شده است.

پیش از این ، تمام سیاهچاله های موجود که تاکنون پیدا شده اند به لطف نحوه خم شدن گرانش آنها ، نور را از مدار “ستاره های همراه” خم می کند.

برآوردهای نظری حاکی از آن است که می توان تا 100 میلیون سیاهچاله در میان صدها میلیارد ستاره در راه شیری پنهان شد.

با این حال ، هیچ کس نتوانسته است این سیاهچاله ها را تشخیص دهد زیرا احتمال اینکه آنها با یک ستاره بزرگ قرار بگیرند بسیار باریک است.

سیاه چاله ها بقایای فوق العاده متراکم از ستاره های منفجر شده هستند که به نقطه ای از معروف به یک تکینگی فرو ریخته اند.

به لطف نظریه نسبیت آلبرت انیشتین ، می دانیم که اشیاء بسیار متراکم مانند اینها ، پارچه فضا را مانند وزنی که بر روی ترامپولین کاهش یافته است ، کشیده می شود.

حرکت نور در این مناطق پیچیده از ستاره های دوردست خم می شود و راهی برای تلسکوپ ما می شود و جلوه ای به نام لنز گرانشی ایجاد می کند.

دانشمندان از این اثر برای شناسایی بیش از دوجین سیاهچاله در کهکشان خودمان و بیش از 150 نفر دیگر در کهکشان های دیگر استفاده کرده اند.

در سال 2011 ، محققان مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی متوجه شدند که به نظر می رسد ستاره ها در بخشی از آسمان از موقعیت های عادی خود خارج می شوند به گونه ای که نشان می دهد لنز گرانشی در حال وقوع است.

در طی شش سال آینده ، محققان این بخش از جمع آوری داده های Sky را در مورد اختلالات ظریف در فضا که این شیء پنهان ایجاد می کرد ، تماشا کردند.

در سال 2022 ، محققان احساس کردند که شواهد کافی دارند تا نتیجه بگیرند که این باید یک سیاه چاله گریزان باشد.

دکتر مارتین دومینیک ، محقق اصلی ، از دانشگاه سنت اندروز ، گفت: “انیشتین دوباره این کار را کرد – سیاه چاله ها خود را نامرئی می کنند ، اما آنها نمی توانند گرانش خود را پنهان کنند.

اخترشناسان به لطف اثری به نام لنز گرانشی قادر به کشف سیاهچاله ها هستند. نور از یک ستاره یا کهکشان دوردست می تواند در مورد اختلال در فضای فضا ایجاد شود که توسط یک شی بسیار متراکم مانند سیاه چاله یا خوشه بزرگ کهکشان ایجاد شده است

محققان با استفاده از داده های تلسکوپ فضایی هابل (تصویر) قادر به اندازه گیری اختلالات ظریف در فاصله زمانی ناشی از عبور یک سیاه چاله تنها در حال حرکت در منطقه ای از ستاره ها بودند

این تصویر نشان می دهد که چگونه سیاه چاله موقعیت ستاره ها را در صورت فلکی ساژیتاریوس پیچید. نقاط سیاه منابع نور بزرگی را نشان می دهد ، نقاط سبز موقعیت مکانی خود را در سال 2021 نشان می دهند و نقاط قرمز مکان خود را در سال 2022 نشان می دهد

“این شگفت آور بود که ببینیم چگونه دو امضاهای قابل مشاهده از خمش گرانشی نور توسط سیاه چاله مطابقت دارند – تغییر موقعیت و درخشندگی ظاهری ستاره پس زمینه مشاهده شده.”

اما سایر گروه های تحقیقاتی این یافته ها را به چالش کشیدند و اظهار داشتند که این شیء ممکن است یک سیاهچاله نباشد بلکه یک ستاره نوترون باشد – یک شیء که توسط یک ستاره در حال فروپاشی تشکیل شده است که به اندازه کافی بزرگ نبود که یک سیاهچاله را بسازد.

بنابراین ، از سال 2021 تا 2022 ، محققان مجموعه جدیدی از مشاهدات را با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل و از کاوشگر فضایی Gaia جمع کردند.

این بار ، محققان حتی شواهد قوی تری دارند که نشان می دهد این لنزهای گرانشی فقط می توانند یک سیاه چاله در حدود هفت برابر جرم خورشید باشند.

دکتر دومینیک و همکارانش در مقاله خود نوشتند که در مجله اخترفیزیکی منتشر شده است: “این لنز نشان داده شده است که هیچ نور قابل تشخیصی منتشر نمی کند.

“این ، همراه با اندازه گیری جرم ، به این نتیجه رسید که لنز یک BH است.”

محققان همچنین دریافتند که این سیاه چاله در حدود 51 کیلومتر در ثانیه (114،000 مایل در ساعت) نسبت به ستاره های اطراف حرکت می کند.

هنگامی که سیاهچاله ها در ستاره های در حال فروپاشی شکل می گیرند ، انرژی زیادی در انفجاری به نام یک ابرنواختر آزاد می شود.

این اولین بار است که یک سیاه چاله تنها تا کنون مورد توجه قرار گرفته است زیرا ستاره شناسان معمولاً از مدار “ستاره های همراه” به نور متکی هستند. با این حال ، برآوردها حاکی از آن است که می تواند تا 100 میلیون سیاهچاله در میان صدها میلیارد ستاره در راه شیری پنهان باشد.

اما این انفجارها کاملاً متقارن نیستند – ارسال انرژی بیشتر در یک جهت یا جهت دیگر.

بر اساس سرعت سیاه چاله ، محققان معتقدند که در هنگام تولد در یک انفجار ابرنواختر ، “یک ضربه ناتال” به آن داده شد.

محققان می گویند که این امکان پیدا کردن سیاهچاله های تنهایی بیشتر را باز می کند.

محققان می گویند که آنها امیدوارند دیگران را با استفاده از تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس ، که قرار است در سال 2027 راه اندازی شود ، تشخیص دهند.

نظریه کلی نسبیت انیشتین

آلبرت انیشتین

در سال 1905 ، آلبرت انیشتین مشخص کرد که قوانین فیزیک برای همه ناظران غیر شتاب دهنده یکسان است و سرعت نور در یک خلاء مستقل از حرکت همه ناظران است – که به عنوان تئوری نسبیت خاص شناخته می شود.

این کار پیشگامانه چارچوبی جدید را برای همه فیزیک ها معرفی کرد و مفاهیم جدیدی از فضا و زمان را پیشنهاد کرد.

وی سپس 10 سال را در تلاش برای شتاب در این تئوری گذراند و سرانجام نظریه نسبیت عمومی خود را در سال 1915 منتشر کرد.

این تعیین کرد که اشیاء عظیم باعث تحریف در فضا-زمان می شوند که به عنوان گرانش احساس می شود.

در ساده ترین آن ، می توان آن را به عنوان یک ورق لاستیکی غول پیکر با یک توپ بولینگ در مرکز تصور کرد.

تصویر اسناد تاریخی اصلی مربوط به پیش بینی انیشتین از وجود امواج گرانشی است که در دانشگاه عبری در اورشلیم نشان داده شده است

همانطور که توپ ورق را پیچ می کند ، یک سیاره پارچه فضا-زمان را خم می کند و نیرویی را که ما به عنوان گرانش احساس می کنیم ، ایجاد می کند.

هر شیئی که به بدن نزدیک شود به دلیل اثر به سمت آن می افتد.

انیشتین پیش بینی کرد که اگر دو بدن عظیم گرد هم بیایند ، می تواند چنین موج بزرگی را در زمان فضا ایجاد کند که باید روی زمین قابل تشخیص باشد.

این فیلم اخیراً در فیلم فیلم interstellar نمایش داده شده است.

در بخشی که خدمه از سیاره ای بازدید می کردند که در درون گرانشی یک سیاه چاله بزرگ قرار گرفت ، این رویداد باعث شده زمان کم سرعت زیاد شود.

اعضای خدمه در این سیاره به سختی پیر می شدند در حالی که افراد در کشتی در بازگشت خود ده ها سال بزرگتر بودند.