לעצטע פאָרשונג וועגן שוואַרצע לעכער: אויפדעקן די סודות פון קאָסמאָס
שוואַרצע לעכער, הימלישע רעטענישן וואָס האָבן פאַסצינירט וויסנשאַפֿטלער און דאָס פּובליקום גלײַך, זענען דער טעמע פֿון אומאויפהערלעכער אויספֿאָרשונג און יראת הכבוד. די אַנאָמאַליעס אין צײַט-רוים, מיט זייער גראַוויטאַציאָנעלער צוג אַזוי שטאַרק אַז אפֿילו ליכט קען נישט אַנטלויפֿן, שטעלן אין אַרויסרופֿונג אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון דעם אוניווערס'ס געוועב. לעצטע פֿאָרשריט אין אַסטראָנאָמישער פֿאָרשונג און טעכנאָלאָגיע האָבן געשטופּט אונדזער וויסן וועגן שוואַרצע לעכער צו אומגעזעענע הויכן, אַנטפּלעקנדיק פֿאַרכאַפּנדיקע ענטדעקונגען און פֿאַרטיפֿנדיק די מיסטעריע וואָס באַהאַלט די קאָסמישע דערשיינונגען. דאָ, פֿאַרטיפֿן מיר זיך אין די לעצטע און מערסט גרונט-ברעכנדיקע פֿאָרשונג וועגן שוואַרצע לעכער.
די אַנאַטאָמיע פון שוואַרצע לעכער
כדי צו אָפּשאַצן די לעצטע פאָרשונג, איז קריטיש צו פֿאַרשטיין וואָס שוואַרצע לעכער זענען און ווי זיי פֿונקציאָנירן. שוואַרצע לעכער זענען געגנטן אין קאָסמאָס וואו די גראַוויטאַציאָנעלע פֿעלד איז אַזוי אינטענסיוו אַז עס פֿאַרדרייט קאָסמאָס און צייט אַרום אים, שאַפֿנדיק אַן געשעעניש האָריזאָנט - דער פּונקט ווייטער פֿון וועלכן גאָרנישט קען צוריקקומען. דער קערן פֿון אַ שוואַרצן לאָך, באַקאַנט ווי די סינגולאַריטעט, איז אַן איינציקער פּונקט מיט אומענדלעכער געדיכטקייט און נול באַנד. שוואַרצע לעכער קומען אין פֿאַרשידענע גרייסן, פֿון שטערן-מאַסע שוואַרצע לעכער געשאַפֿן דורך קאַלאַפּסירנדיקע שטערן ביז סופּערמאַסיווע שוואַרצע לעכער וואָס געפֿינען זיך אין די צענטערס פֿון גאַלאַקסיעס.
געשעעניש האָריזאָן טעלעסקאָפּ: בילדער פון דעם אומזעבארן
א מיילשטיין אין שווארצע לאך פארשונג איז געקומען אין אפריל 2019 מיט דער ארויסגעבונג פון דעם ערשטן בילד פון א שווארצן לאך. איינגעכאפט דורך דעם איווענט האריזאן טעלעסקאפ (EHT), ווייזט דאס בילד דעם שאטן פון דעם סופערמאסיוון שווארצן לאך אין דער גאלאקסיע M87. די דערגרייכונג האט געצייכנט דעם אָנהייב פון א נייער תקופה אין אסטראנאמיע, וואס האט ערלויבט וויסנשאפטלער צו באאבאכטן דעם איווענט האריזאנט גלייך און צושטעלט אן אומגעווענליכע געלעגנהייט צו טעסטן די טעאריעס פון גראוויטי און אלגעמיינע רעלאטיוויטעט פארגעשטעלט דורך אלבערט איינשטיין.
די פּיאָנירישע מי האָט אַרייַנגענומען אַ גלאָבאַלע נעץ פון סינקראָניזירטע ראַדיאָ אָבסערוואַטאָריעס, וואָס האָט עפֿעקטיוו באַשאַפֿן אַן אינטערפֿעראָמעטער די גרייס פֿון אַ פּלאַנעט. די געזאַמלטע דאַטן האָבן געהאָלפֿן באַשטעטיקן די פֿאָרויסזאָגונגען פֿון אַלגעמיינער רעלאַטיוויטעט, ווי צום ביישפּיל, אַז דער שוואַרצער לאָך'ס שאָטן זאָל זיין בערך קייַלעכדיק. אָבער, דאָס בילד האָט אויך אויפֿגעהויבן נײַע פֿראַגעס וועגן דעם נאַטור פֿון מאַטעריע און ענערגיע לעבן דעם ברעג פֿון אַ שוואַרצן לאָך.
גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליעס: כוואַליעס אין צייט-רוים
נאך א באדייטנדיקער שפרונג אין שווארצע לעכער פארשונג איז די דעטעקציע פון גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליעס - כוואַליעס אין דעם שטאָף פון צייט-רוים וואָס ווערן פּראָדוצירט דורך גוואַלדיקע קאָסמישע געשעענישן, ווי צום ביישפּיל די קאָליזיע און צוזאַמענשטויס פון שווארצע לעכער. דער דורכברוך איז געוואָרן איינגעזען אין 2015 דורך דעם לאַזער אינטערפעראָמעטער גראַוויטאַציאָנעל-כוואַליע אָבסערוואַטאָריע (LIGO) ווען עס האָט צום ערשטן מאָל דעטעקטירט כוואַליעס פון דער צוזאַמענשטויס פון צוויי שווארצע לעכער מיט אַ שטערן-מאַסע.
די שפּעטערדיקע ענטדעקונג פון קייפל גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע געשעענישן האָט געעפֿנט אַ נייע אָבסערוואַציאָנעלע פֿענצטער אין דעם אוניווערס. די דעטעקציעס באַשטעטיקן נישט נאָר די עקזיסטענץ פון בינאַרע שוואַרצע לאָך סיסטעמען, נאָר אויך דערלויבן וויסנשאַפֿטלער צו אָפּשאַצן די אייגנשאַפֿטן - ווי מאַסע און ספּין - פון די צונויפגעפֿלוסענע שוואַרצע לעכער. גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע אַסטראָנאָמיע גיט אַ נייעם וועג צו אויספֿאָרשן די אוניווערס'ס מערסט עקסטרעמע סביבות, ווייטער קלערנדיק די נאַטור פון שוואַרצע לעכער.
מיטל-מאַסע שוואַרצע לעכער: די פעלנדיקע לינק
כאָטש שטערן-מאַסע און סופּערמאַסיווע שוואַרצע לעכער זענען געווען גוט דאָקומענטירט, איז די עקזיסטענץ פון מיטל-מאַסע שוואַרצע לעכער (IMBHs) געבליבן מערסטנס היפּאָטעטיש ביז די לעצטע יאָרן. אָבער, ענטדעקונגען געמאַכט דורך גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע דעטעקציעס און X-שטראַל אָבסערוואַציעס האָבן צוגעשטעלט איבערצייגנדיקע באַווייַזן פֿאַר די "פעלנדיקע לינק" שוואַרצע לעכער.
אין 2020, די דעטעקציע פון א גראַוויטאַציאָנעלער כוואַליע געשעעניש גערופן GW190521, וואָס האָט אַרייַנגענומען די פֿאַראייניקונג פֿון צוויי שוואַרצע לעכער מיט מאַסעס פֿון בערך 85 און 66 זון-מאַסעס, האָט רעזולטירט אין אַ לעצטן שוואַרצן לאָך פֿון בערך 142 זון-מאַסעס. דאָס איז געווען די ערשטע דירעקטע אָבסערוואַציע פֿון אַן IMBH, וואָס האָט איבערגעבריקט דעם ריס צווישן שטערן-מאַסע און סופּערמאַסיווע שוואַרצע לעכער און געגעבן איינבליקן אין זייער פֿאָרמאַציע און עוואָלוציע.
קוואַנטום מעכאַניק און שוואַרצע לעכער: האָקינג ראַדיאַציע
סטיווען האקינג האט רעוואלוציאנירט אונזער פארשטאנד פון שווארצע לעכער אין די 1970ער יארן דורך פאראויסזאגן אז זיי לאזן ארויס ראדיאציע צוליב קוואנטום עפעקטן נאנט צום געשעעניש האריזאנט. באקאנט אלס האקינג ראדיאציע, דאס פענאמען ווייזט אז שווארצע לעכער קענען שטייטליך פארלירן מאסע און עווענטועל פארדאמפן. כאטש האקינג ראדיאציע איז נאך נישט באאבאכטעט געווארן דירעקט - צוליב איר שוואכקייט קאמפערד צו קאסמישן הינטערגרונט גערויש - פארזעצן די לעצטע פארשריטן אין קוואנטום עקספערימענטן און טעארעטישע פיזיק צו אויספארשן די אימפליקאציעס פון דעם פאראויסזאגונג.
קוואַנטום-פעלד טעאָריעס ווערן איצט אַנטוויקלט צו בעסער פֿאַרשטיין ווי שוואַרצע לעכער קענען אויסשטראַלן ענערגיע און פּאָטענציעל פֿאַראייניקן קוואַנטום מעכאַניק מיט אַלגעמיינער רעלאַטיוויטעט, צוויי פֿון די מערסט פֿונדאַמענטאַלע אָבער לכאורה נישט קאָמפּאַטיבלע טעאָריעס אין פֿיזיק.
שוואַרצע לאָך אינפֿאָרמאַציע פּאַראַדאָקס: אַ שריט נענטער צו רעזאָלוציע
דער אינפארמאציע פארדאקס פון שווארצע לאך – וואס שטאמט פון דעם קאנפליקט צווישן אלגעמיינע רעלאטיוויטעט און קוואנטום מעכאניק וועגן צי אינפארמאציע וואס פאלט אריין אין א שווארצן לאך גייט פארלוירן אויף אייביק – האט פארפלאנטערט פיזיקער פאר יארצענדלינגער. אבער, לעצטע טעארעטישע פארשריט ווייזט אז מיר זענען אפשר אויפן שוועל פון א לייזונג.
שטודיעס אין סטרינג טעאריע און די AdS/CFT קארעספאנדענץ, א קאנצעפטועלע פריימווערק וואס פארבינדט גראַוויטאַציאָנעלע טעאָריעס אין העכער-דימענסיאָנעלע רוימען צו קוואַנטום פעלד טעאָריעס אין נידעריקער-דימענסיאָנעלע רוימען, ווײַזן אָן אַז אינפֿאָרמאַציע גייט נישט פאַרלוירן נאָר גאַנץ קאָדירט אין סאַטאַל קאָרעלאַציעס אַריבער דעם געשעעניש האָריזאָנט, אַ באַגריף באַקאַנט ווי "פאַרפּלעכטונג ענטראָפּיע." די געפינסן קענען זײַן אינסטרומענטאַל אין אַנטוויקלען אַ פאַראייניקטע טעאָריע פון קוואַנטום גראַוויטאַציע.
צוקונפֿטיקע פּראָספּעקטן: די נעקסטע גרענעץ
די צוקונפט פון שווארצע לעכער פארשונג איז אויפריגענדיק, מיט עטלעכע שניידנדיקע מיסיעס און אינסטרומענטן אויפן האריזאנט. דער קומענדיקער דזשיימס וועב ספעיס טעלעסקאפ (JWST), וואס וועט לאנטשירט ווערן אין 2021, האט אינסטרומענטן וואס זענען פעאיק צו אויספארשן די סביבות ארום שווארצע לעכער מיט אומגעזעהענער פּרעציזיע, און מעגלעך אויפדעקן נייע דערשיינונגען.
דערצו, פארשריטן אין גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע דעטעקטאָרן, ווי די אַפּגרעידעד LIGO און ווירגאָ אָבסערוואַטאָריעס און די פארגעלייגטע ספעיס-באַזירטע LISA (לאַזער ינטערפעראָמעטער ספעיס אַנטענע), וועלן פֿאַרבעסערן אונדזער מעגלעכקייט צו דעטעקטירן און אַנאַליזירן מער און פֿאַרשיידענע גראַוויטאַציאָנעלע כוואַליע קוועלער, אַרייַנגערעכנט די וואָס אַנטהאַלטן שוואַרצע לעכער.
דערצו, טעאָרעטישע אַרבעט אין הויך-ענערגיע פיזיק, קאָסמאָלאָגיע, און אַלטערנאַטיווע טעאָריעס פון גראַוויטאַציע וועט מסתּמא ווייטער באַלויכטן די אונטערלייגנדיקע פּרינציפּן וואָס רעגירן שוואַרצע לעכער, מעגלעך אַנטפּלעקנדיק נייע פונדאַמענטאַלע אַספּעקטן פון דער אוניווערס.
מסקנא: די אַנענדינג זוכן
די לעצטע פאָרשונג וועגן שוואַרצע לעכער אונטערשטרייכט נישט נאָר די פֿאָרשריט וואָס מיר האָבן געמאַכט, נאָר אויך די ריזיקע אויסברייטונג פֿון אומבאַקאַנטע זאַכן וואָס בלייבן איבער. יעדע ענטדעקונג שיינט צו עפֿענען אַ טוץ נייע פֿראַגעס, וואָס צווינגען וויסנשאַפֿטלער צו גיין ווײַטער אין זייער זוכן צו אַנטפּלעקן די סודות פֿון די הימלישע ריזן. ווי אונדזער טעכנאָלאָגישער פֿאָרשריט און טעאָרעטישע ראַמען ווערן אַלץ מער סאָפיסטיקירט, שטייען מיר פּאָטענציעל אויף דער גרענעץ פֿון טיפֿע אַנטפּלעקונגען, גרייט צו פֿאַרטיפֿן אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון דעם קאָסמאָס און אונדזער אָרט אין אים. די עניגמאַטישע כּוח פֿון שוואַרצע לעכער גאַראַנטירט אַז זיי וועלן בלייבן אויף דער גרענעץ פֿון אַסטראָנאָמישער פֿאָרשונג פֿאַר די קומענדיקע יאָרצענדליקער.
