Když dvě neutronové hvězdy narazily daleko do vesmíru, vytvořily silné otřesy ve vesmíru - gravitační vlny, které vědci na Zemi v roce 2017 objevili. černá díra, která by porušila čistý model vycházející z teorie Alberta Einsteina o obecné relativitě.
Obecně platí, že černé díry jsou jednoduché objekty: nekonečně komprimované singularity nebo body hmoty, obklopené plynulými horizonty událostí, skrze které nemůže uniknout žádné světlo, energie nebo hmota. Tento model dosud podporoval každý kousek dat, který jsme získali z černých děr.
V 70. letech však Stephen Hawking napsal řadu článků, které naznačují, že hranice černých děr nejsou tak hladké. Místo toho se rozostří díky řadě efektů spojených s kvantovou mechanikou, které umožňují úniku "Hawkingova záření". V letech od té doby se objevilo množství alternativních modelů černé díry, kde by tyto plynulé a dokonalé horizonty událostí byly nahrazeny třpytivějšími, nejasnějšími membránami. Více nedávno, fyzici předpovídali, že tento chmýří by bylo zvláště intenzivní kolem nově vytvořených černých děr - dostatečně velké, aby odrážely gravitační vlny a vytvářely ozvěnu v signálu tvorby černé díry. Nyní, po kolizi s neutronovou hvězdou, si dva fyzici myslí, že našli tento typ ozvěny. Tvrdí, že černá díra, která se vytvořila při sloučení neutronových hvězd, zvoní jako ozvěny zvonu a rozbíjí jednoduchou fyziku černé díry.
Pokud je ozvěna skutečná, musí to být z chmýře kvantové černé díry, uvedla spoluautorka studie Niayesh Afshordi, fyzik na University of Waterloo v Kanadě.
„Podle Einsteinovy teorie relativity může hmota obíhat kolem černých děr na velké vzdálenosti, ale měla by spadnout do černé díry blízko horizontu události,“ řekl Afshordi Live Science.
Takže blízko černé díry by neměl být žádný volný materiál, který by odrážel gravitační vlny. I černé díry, které se obklopují disky materiálu, by měly mít prázdnou zónu přímo kolem jejich horizontu událostí, řekl.
"Časové zpoždění, které očekáváme (a pozorujeme) pro naše ozvěny ... lze vysvětlit pouze tehdy, pokud nějaká kvantová struktura sedí těsně za horizontem jejich událostí," řekl Afshordi.
To je zlom od obvykle neotřesitelných předpovědí obecné relativity.
Data z existujících detektorů gravitačních vln jsou hlučná, obtížně interpretovatelná a náchylná k falešným pozitivům. Gravitační vlna odrážející nějaké kvantové chmýří kolem černé díry by byla zcela novým druhem detekce. Afshordi však uvedl, že v bezprostředním důsledku fúze by měl být ten chmurek dostatečně intenzivní, aby odrážel gravitační vlny tak ostře, že to mohli vidět stávající detektory.
Joey Neilsen, astrofyzik na Villanově univerzitě v Pensylvánii, která se tohoto článku nezúčastnila, uvedla, že výsledek je přesvědčivý - zejména proto, že se ozvěny objevily ve více než jednomu detektoru gravitačních vln.
"To je přesvědčivější než prohledávání dat hledáním konkrétního druhu signálu a rčení:" aha! " když to najdete, “řekla Neilsen Live Science.
Přesto řekl, že bude muset vidět více informací, než bude absolutně přesvědčen, že ozvěny byly skutečné. V článku se nezohledňují další detekce gravitačních vln shromážděné do 30 sekund od hlášených ozvěn, uvedla Neilsen.
„Protože výpočty významnosti jsou tak citlivé na to, jak si vyberete a vyberete svá data, chtěl bych všechny tyto funkce lépe porozumět, než jsem učinil jakékoli pevné závěry,“ řekl.
Maximiliano Isi, astrofyzik na MIT, byl skeptický.
„Není to první tvrzení této povahy pocházející z této skupiny,“ řekl Live Science.
"Bohužel, jiné skupiny nebyly schopny reprodukovat své výsledky, a to pro nedostatek pokusů."
Isi poukázal na řadu dokumentů, které nedokázaly najít ozvěny ve stejných datech, z nichž jeden, publikovaný v červnu, popsal jako „sofistikovanější statisticky robustní analýzu“.
Afshordi uvedl, že jeho nový dokument má tu výhodu, že je mnohem citlivější než předchozí práce, s robustnějšími modely pro detekování slabších ozvěn., Dodal: „zjištění, které jsme hlásili… je statisticky nejvýznamnější z tuctu vyhledávání, protože měla falešnou poplašnou šanci zhruba 2 ze 100 000. “
I když je ozvěna skutečná, vědci stále nevědí přesně, jaký druh exotického astrofyzikálního objektu jev způsobil, dodal Neilsen.
„Co je na tomto případě tak zajímavé, že nemáme tušení, co zbylo po původním sloučení: Vznikla černá díra hned, nebo existoval nějaký exotický, krátkodobý mezilehlý objekt?“ Řekla Neilsen. "Výsledky jsou nejsnadnější pochopit, zda je zbytek hypermasivní, který se zhroutí během sekundy nebo tak, ale ozvěna zde prezentovaná není pro mě přesvědčivá, že tento scénář je to, co se ve skutečnosti stalo."
Je možné, že v datech jsou ozvěny, řekl Isi, což by bylo nesmírně významné. Ještě není přesvědčen.
Neilson řekl, že bez ohledu na to, jak se všechna data otřásají, je zřejmé, že výsledek ukazuje na něco, co stojí za prozkoumání.
