לעצטע פאָרשונג וועגן שוואַרצע לעכער: אויפדעקן די סודות פון קאָסמאָס
הקדמה
שוואַרצע לעכער האָבן לאַנג פאַסצינירט וויסנשאַפֿטלער און דאָס ברייטע פּובליקום, און דינען ווי קאָסמישע רעטענישן וואָס אַרויסרופן אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון דער וועלט. זייער מיסטעריעזער נאַטור האָט געפֿירט צו אַ סך פֿאָרשונגס-אונטערנעמונגען וואָס האָבן צום ציל צו אַנטדעקן זייערע סודות. די לעצטע ענטדעקונגען און טעאָריעס אין דער שטודיע פֿון שוואַרצע לעכער שטופּן די גרענעצן פֿון אַסטראָפֿיזיק, און אַנטפּלעקן איבערראַשענדיקע אײַנזיכטן וועגן דער נאַטור פֿון פּלאַץ, צײַט און מאַטעריע. דער אַרטיקל פֿאַרטיפֿט זיך אין די לעצטע פֿאָרשריטן אין שוואַרצע לעכער-פֿאָרשונג, און אָפֿערט אַ בליק אין די פֿאָרגעשריטענע אַנטוויקלונגען וואָס ענדערן אונדזער קאָסמישע פּערספּעקטיוו.
דער איווענט האריזאן טעלעסקאפ: א גרונט-ברעכנדיקע דערגרייכונג
איינער פון די וויכטיגסטע מיילשטיינען אין שווארצע לאך פארשונג איז דערגרייכט געווארן אין אפריל 2019, ווען די עווענט האריזאן טעלעסקאפ (EHT) קאלאבאראציע האט אנטפלעקט דאס ערשטע בילד פון א שווארצן לאך'ס עווענט האריזאנט. פלאצירט אין צענטער פון דער M87 גאלאקסיע, איז דאס שווארצע לאך, באקאנט אלס M87, בערך 55 מיליאן ליכט-יארן אוועק פון דער ערד און האט א מאסע פון בערך 6.5 ביליאן מאל אזויפיל ווי אונזער זון.
די EHT האט גענוצט א נעץ פון ראַדיאָ טעלעסקאָפּן פארשפרייט איבער דער וועלט, פונקציאָנירנדיק ווי א ווירטועל ערד-גרייס טעלעסקאָפּ צו כאַפּן דאָס בילד. די מאָנומענטאַלע דערגרייכונג האט באַשטעטיקט די עקזיסטענץ פון דעם געשעעניש האָריזאָנט, די גרענעץ ווייטער פון וועלכן גאָרנישט, ניט אַפֿילו ליכט, קען אַנטלויפֿן פון אַ שוואַרצן לאָך'ס גראַוויטאַציאָנעלער צוג. די דאַטן פון די EHT פאָרזעצן צו צושטעלן איינבליקן אין שוואַרצע לאָך פיזיק, אַרייַנגערעכנט די נאַטור פון אַקרעשאַן דיסקס און רעלאַטיוויסטישע דזשעטס.
גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליעס: אַ נייע וועלט פון שוואַרצע לאָך אָבסערוואַציע
אין די לעצטע יאָרן, האָט גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע אַסטראָנאָמיע געעפֿנט אַ נײַעם וועג צו שטודירן שוואַרצע לעכער. די LIGO און ווירגאָ קאָלאַבאָראַציעס האָבן דעטעקטירט עטלעכע גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע געשעענישן וואָס רעזולטירן פֿון די קאָליזיעס פֿון שוואַרצע לעכער. די אָבסערוואַציעס האָבן נישט בלויז באַשטעטיקט די עקזיסטענץ פֿון שטערן-מאַסע שוואַרצע לעכער, נאָר האָבן אויך צוגעשטעלט אַ נײַעם מעטאָד צו מעסטן זייערע מאַסעס און ספּינז.
איין וויכטיקע געשעעניש איז געווען די דעטעקציע פון GW170817, די קאליזיע פון צוויי נייטראן שטערן. כאטש נישט קיין שווארצע לאך געשעעניש פער זע, האט עס דעמאנסטרירט די מאכט פון מולטי-מעסענדזשער אסטראנאמיע, קאמבינירנדיג גראַוויטאציאָנעלע כוואליעס מיט עלעקטראָמאַגנעטישע אבזערוואציעס. קורץ דערנאך, איז GW190521 דעטעקטירט געווארן, ווייזנדיג די צוזאמענגאנג פון צוויי מאסיווע שווארצע לעכער אין איין נאך גרעסערן. די אנטדעקונג האט ארויסגערופן פריערדיגע געדאנקען וועגן די גרייס גרענעצן פון שווארצע לעכער וואס רעזולטירן פון שטערן עוואלוציע.
מיטל-מאַסע שוואַרצע לעכער: בריקן דעם ריס
פאר יארצענדלינגער זענען אסטראנאמען געווען פארוואונדערט איבער דעם אויסזעהענדיקן אונטערשייד צווישן שווארצע לעכער מיט א שטערן-מאסע (ביז א פאר צענדליגער זונ-מאסן) און סופערמאסיווע שווארצע לעכער (מיליאנען ביז ביליאנען זונ-מאסן). אבער, פרישע פארשונג האט צוגעשטעלט איבערצייגנדיקע באווייזן פאר דער עקזיסטענץ פון שווארצע לעכער מיט א מיטל-מאסע (IMBHs), פון 100 ביז 1,000 זונ-מאסן.
אין 2020, האבן פארשער, ניצנדיק דאטן פון דעם האבל ספעיס טעלעסקאפ, באריכטעט וועגן דער מעגלעכער אנטדעקונג פון אן IMBH אין דעם שטערן-קלאסטער 3XMM J215022.4-055108. דערצו, שטודיעס וואס האבן אריינגענומען גראוויטאציאנעלע כוואליעס האבן אידענטיפיצירט צוזאמענשטויסן וואס ווייזן אויף דער אנוועזנהייט פון IMBHs. די געפינסן זענען קריטיש פארן פארשטיין די פארמאציע און עוואלוציע פון שווארצע לעכער איבער פארשידענע מאסע-וואסשטאפלען.
קוואַנטום אַספּעקטן פון שוואַרצע לעכער: האָקינג ראַדיאַציע און ווייטער
די צוזאמענשפּיל צווישן שוואַרצע לעכער און קוואַנטום מעכאַניק בלייבט איינע פון די מערסט אינטריגירנדע געביטן פון טעאָרעטישער פיזיק. סטיווען האָקינג'ס פאָרויסזאָגונג פון שוואַרצע לעכער פארדאַמפּונג דורך האָקינג ראַדיאַציע האָט אַרויסגערופן די קלאַסישע מיינונג פון שוואַרצע לעכער ווי אייביקע אָביעקטן. לויט דער טעאָריע, קענען שוואַרצע לעכער אויסשטראַלן ראַדיאַציע צוליב קוואַנטום עפֿעקטן לעבן דעם געשעעניש האָריזאָנט, וואָס פירט צו אַ גראַדועלן פארלוסט פון מאַסע און, מעגלעך, זייער עווענטועלן אונטערגאַנג.
נייע פאָרשונג האט ווייטער אויסגעפאָרשט די אימפּליקאַציעס פון האָקינג ראַדיאַציע און האט געזוכט צו פאַראייניקן אַלגעמיינע רעלאַטיוויטעט מיט קוואַנטום מעכאַניק. איין פארגעלייגטער וועג איז דער באַגריף פון "פייערוואָלז," היפּאָטעטישע דערשיינונגען וואָס קענען עקזיסטירן ביים געשעעניש האָריזאָנט און אַדרעסירן דעם אינפֿאָרמאַציע פּאַראַדאָקס - אַ פונדאַמענטאַלע פראַגע אין פיזיק וועגן צי אינפֿאָרמאַציע וואָס פאַלט אין אַ שוואַרצן לאָך איז אויף אייביק פאַרפאַלן.
די ראלע פון שווארצע לעכער אין גאַלאַקסי פאָרמאַציע
שוואַרצע לעכער זענען נישט בלויז פּאַסיווע קאָסמישע אָביעקטן; זיי שפּילן אַן אַקטיווע ראָלע אין דער דינאַמיק און עוואָלוציע פון גאַלאַקסיעס. אָבסערוואַציעס געמאַכט מיט טעלעסקאָפּן ווי די טשאַנדראַ X-שטראַל אָבסערוואַטאָריע און די אַטאַקאַמאַ לאַרדזש מילימעטער/סובמילימעטער אַרריי (ALMA) האָבן געוויזן אַז סופּערמאַסיווע שוואַרצע לעכער קענען השפּעה האָבן אויף זייערע באַלעבאָס גאַלאַקסיעס דורך שטאַרקע אַרויספלוסן און דזשעטס, רעגולירנדיק שטערן פאָרמירונג און די פאַרשפּרייטונג פון אינטערשטעלער מאַטעריע.
לעצטע סימולאציעס האבן פארבעסערט אונזער פארשטאנד דורך דעמאנסטרירן אז צוריק-בילד מעכאניזמען פון סופערמאסיווע שווארצע לעכער זענען וויכטיג פארן אויפהאלטן דעם באלאנס צווישן גאלאקסי וואוקס און רו. די אינטעראקציעס ווייזן אז שווארצע לעכער און זייערע גאסטגעבער גאלאקסיעס עוואלוציאנירן צוזאמען, פארעמענדיג איינער דעם אנדערן'ס אייגנשאפטן איבער קאסמישע צייט-סקאלעס.
עקזאָטישע שוואַרצע לאָך לייזונגען און אַלטערנאַטיוון
טעאָרעטישע פיזיקער פאָרזעצן צו אויספאָרשן אַלטערנאַטיווע לייזונגען צו איינשטיין'ס גלייכונגען וואָס קענען באַשרײַבן עקזאָטישע שוואַרצע לאָך שטאַטן אָדער אפילו אַלטערנאַטיוון צו שוואַרצע לעכער. פֿאָרשלאָגן ווי "וואָרעם לעכער," "גראַוואַסטאַרס," און "שוואַרצע שטערן" פאָרשלאָגן אינטריגירנדע מעגלעכקייטן וואָס פּרובירן די גרענעצן פון אונדזער פארשטאנד פון צייט-רוים.
נאך א פאסינירנדע קאנצעפט איז די פון "פרימאָרדיאַלע שוואַרצע לעכער," וואָס קענען האָבן זיך געשאפן באַלד נאָך דעם גרויסן קלאַפּ. די פרימאָרדיאַלע שוואַרצע לעכער ווערן כייפּאַטאַסייזד צו ביישטייערן צו דער טונקעלער מאַטעריע פּראָבלעם, רעפּרעזענטירנדיק אַ ניט-באַריאָנישע פאָרעם פון מאַטעריע וואָס קען העלפֿן דערקלערן די פעלנדיקע מאַסע פון דעם אוניווערס.
צוקונפֿטיקע פּראַספּעקטן און מיסיעס
די צוקונפט פון שווארצע לעכער פארשונג קוקט אויס פארשפרעכנדיק מיט קומענדיגע מיסיעס און טעכנאלאגישע פארשריטן. דער דזשיימס וועב ספעיס טעלעסקאפ, וואס וועט באַלד לאָנטשירט ווערן, וועט באַאָבאַכטן דעם אוניווערס אין אומגעזעענע דעטאַלן איבער א קייט פון כוואַליע לענגטס, און וועט צושטעלן נייע איינזיכטן אין די סביבות ארום שווארצע לעכער.
געפלאנטע ספעיס-באזירטע גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע דעטעקטאָרן, ווי צום ביישפּיל די לאַזער אינטערפעראָמעטער ספעיס אַנטענע (LISA), וועלן אויך פֿאַרבעסערן אונדזער מעגלעכקייט צו דעטעקטירן פֿאַראייניגונגען מיט שוואַרצע לעכער פֿון פֿאַרשידענע מאַסן און דיסטאַנסן, און פֿאַרטיפֿן אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון שוואַרצע לעכער דעמאָגראַפיקס און עוואָלוציע.
סאָף
די לעצטע פאָרשונג וועגן שוואַרצע לעכער טראַנספאָרמירט אונדזער וויסן וועגן די עניגמאַטישע אָביעקטן. פֿון דירעקטער בילדגעבונג פֿון געשעעניש האָריזאָנטן ביז דער שטודיע פֿון גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליעס און די קוואַנטום אַספּעקטן פֿון שוואַרצע לאָך פֿיזיק, יעדע ענטדעקונג ברענגט אונדז נענטער צו פֿאַרשטיין זייערע קאָמפּלעקסיטעטן. ווי מיר פאָרזעצן צו שטופּן די גרענעצן פֿון אָבסערוואַציע און טעאָריע, בלייבן שוואַרצע לעכער אַ צענטראַלער פֿאָקוס אין דער זוכעניש צו פֿאַרשטיין די טיפֿסטע סודות פֿון דער אוניווערס.
