Găuri negre Spinning poftă de mâncare uşoară

Black Hole pune un spin unic pe lumina

Lumina care trece în apropiere de găurile negre filare gandit sa şedere la centrul de multe galaxii devine rasucite, oferind eventual, un nou mod de a testa teoria generală a relativităţii a lui Einstein.Aceasta este concluzia unei echipe internaţionale de fizicieni, care spun că fenomenul ar putea fi observate cu ajutorul telescoapelor existente.

Teoria generala a relativitatii (GR), invocat de Einstein mai mult de 90 de ani în urmă, prezice fenomene câteva care pot fi uşor testate. Un exemplu este lentilă gravitaţională - că gravitatea de stele şi găuri negre pot urzeală spaţiu-timp suficient să se aplece trecerea luminii.Un alt aspect este dilatarea timpului, ceea ce face ceasurile şedinţei în regiunile de gravitate mai mici - spun, la altitudini mari - bifaţi mai repede. Oamenii de stiinta inca incearca sa detecteze direct încă un alt general-relativităţii fenomen numit undelor gravitaţionale. Acestea sunt valuri in spatiu-timp considerat a fi generate atunci când masele mari de a accelera.

În 2003, Martin Harwit de la Universitatea Cornell lăsat să se înţeleagă că ar putea exista un efect mai testabile pentru a adăuga la acest set de instrumente GR. El a fost discutarea o proprietate de fotoni numit momentului orbital unghiular (OAM). Acest lucru este diferit de impuls mai familiar unghiular de spin intrinsecă a fotonului, care este legat de polarizare circulară a luminii.

Efecte interesante

Un mod simplu de a detecta OAM de fotoni în laborator tocmai a fost descoperit în 2002 şi, în conformitate cu Harwit, ar putea exista mai multe aplicatii astrofizice de OAM, inclusiv ancheta de filare găuri negre. "O anchetă completă teoretice de astfel de efecte ar fi de interes", a concluzionat el. Acum, într-o lucrare publicata astazi inNature Fizica, un grup de fizicieni condusă de Bo Thidé de la Institutul suedez de Fizica spaţiale în Uppsala au făcut acest lucru.

Echipa a efectuat calculele numerice de transmitere a luminii filare găuri negre, care se crede ca a ţine cont de cele mai multe găuri negre în cosmos. În jurul valorii de aceste obiecte ultra-dens, spaţiu-timp devine răsucite într-un efect numit glisarea cadru. Cand lumina intra in aceasta regiune, spun Thidé si colegii sai, wavefronts sale în mod normal, plat deveni prea răsucite, luând o formă tirbuşon şi o schimbare în OAM. Cele mai repede se învârte gaură neagră, cu atat mai mare schimbare în OAM, spun cercetatorii.

"Acesta este un frumos, şi aparent sunet, bucata de analize teoretice formulate în cadrul teoriei optice moderne", a declarat Gary Gibbons, un teoretician specializat în teoria relativităţii generale la Universitatea din Cambridge. Marcus Werner de la Universitatea Duke a comentat "Acest lucru ar putea fi destul de semnificativ, deoarece ar deschide-o metodă complet nouă de observaţie."

Tantalic posibilitatea

Pentru a testa Predictii cercetători ", astrofizicienii ar trebui să examineze în faza de fotoni cu ajutorul telescoapelor radio, cum ar fi Array de bază foarte lungă de la Socorro în New Mexico, SUA. Dacă de predicţie este confirmată în măsurători, teoria relativităţii generale ar fi consolidat în continuare cu o teorie. În cazul în care nu este - o posibilitate de la distanţă încă tantalic - există şansa relativităţii generale nu spune întreaga poveste despre spaţiu-timp.

Martin Bojowald, de la Pennsylvania State University, sugerează posibilitatea ca de predicţie OAM ar putea permite detectarea directă de filare găurilor negre - un feat realizat niciodată, în ciuda acceptarea pe scară largă a existenţei lor. Deşi nominal "negru", găurile negre sunt considerate a emite o ceata de fotoni numita radiaţie Hawking, dar acest lucru este atât de slab că este imposibil în prezent, pentru a vedea peste radiaţii universului fundal. Cu toate acestea, Bojowald crede schimbarea OAM s-ar putea o zi va fi suficient de o semnătură de a filtra Hawking radiaţii pentru observare.

"Noi calcule ale proceselor cuantice care generează radiaţie Hawking sunt necesare, dar înainte se poate adresa că, răsucirea de lumina deja deschide calea către noi posibilităţi interesante în alb-gaura fizica", spune el.

De lucru este raportat în Nature Fizica DOI: 10.1038/NPHYS1907.

Despre autor

Jon Cartwright este un jurnalist independent cu sediul în Bristol, Marea Britanie