Представьте себе вращающуюся черную дыру, настолько колоссальную и такую мощную, что она пинает фотоны, основные единицы света, и посылает их в космос через тысячи световых лет. Ученые анонсируют в журнале Природа физика сегодня эти хорошо пройденные фотоны все еще несут подпись этого колоссального удара, как искажение в их движении. Разрыв похож на дальний посыл из самой черной дыры, содержащий информацию о ее размере и скорости вращения.
Исследователи говорят, что растерянные фотоны являются ключом к раскрытию теории, которая предсказывает черные дыры в первую очередь.
«В исследованиях общей теории относительности редко обнаруживается новое явление, позволяющее нам дополнительно проверить теорию», - говорит Мартин Божовальд, профессор физики в Пенсильвании и автор статьи. Новости & Взгляды статья, которая сопровождает исследование.
Черные дыры настолько гравитационно мощны, что они искажают близлежащие вещества и даже пространство и время. Боджовальд отмечает, что этот феномен можно обнаружить с помощью чувствительных гироскопов на спутниках.
Ведущий автор исследования Фабрицио Тамбурини, астроном из Университета Падуи (Падуя) в Италии, и его коллеги подсчитали, что вращающееся пространство-время может придать свету собственную форму орбитального углового момента, отличного от его вращения. Авторы предлагают визуализировать это как неплоские волновые фронты этого искривленного света, подобно цилиндрической винтовой лестнице, центрированной вокруг луча света.
«Диаграмма интенсивности витого света, поперечного лучу, показывает темное пятно в середине - где никто не будет идти по лестнице - окруженное концентрическими кругами», - пишут они. «Скручивание чистой моды [орбитального углового момента] можно увидеть на интерференционных картинах». Они говорят, что исследователям нужно от 10000 до 100000 фотонов, чтобы собрать воедино историю черной дыры.
А телескопам нужно какое-то трехмерное (или голографическое) зрение, чтобы видеть штопоры в световых волнах, которые они получают, Боджовальд сказал: «Если телескоп может приблизить достаточно близко, можно быть уверенным, что все 10000-100000 фотонов происходят из аккреционный диск, а не от других звезд дальше. Так что увеличение телескопа будет решающим фактором ».
По приблизительным подсчетам, он полагает, что «такую звезду, как солнце, так далеко от центра Млечного пути, нужно будет наблюдать менее года. Так что это не будет прямым изображением, но не нужно будет ждать очень долго ».
Соавтор исследования Бо Тиде, профессор и директор программы в Шведском институте космической физики, сказал, что год может быть консервативным, даже в случае небольшого вращения и необходимости до 100 000 фотонов.
«Но кто знает, - сказал он. «Мы узнаем больше после того, как проведем дальнейшее детальное моделирование - и, конечно, наблюдения. В это время мы подчеркиваем открытие
новое явление общей теории относительности, которое позволяет нам делать наблюдения, оставляя в стороне точные количественные прогнозы ».
Ссылки: Физика природы
