Om du befann dig i den olyckliga situationen att kretsa runt ett svart hål, kan du vara i en ganska yrande och oförutsägbar åktur. När det svarta hålets form förändras, gör dess gravitationsprofil också.
Eftersom du inte kretsar runt a sfärisk svart hål, du kan inte längre förvänta dig att ha en tråkig, förutsägbar bana; din bana blir vild och kaotisk, till synes slumpmässig. Det verkar dock som om det finns en underliggande konstant till förödelse, och dessutom verkar det som att denna konstant också har observerats i ett mer fotgängarsystem: en tre-kropp Newtonsystem. Så vad är länken? Fysiker är inte riktigt säkra…
När en massiv stjärna tappar ut sitt bränsle, kan den kollapsa på sig själv för att skapa ett svart hål (efter lite spännande supernova-action). Vinkelmomentet för den ursprungliga stjärnan förväntas bevaras, vilket ger ett snabbt snurrande svart hål. Om det svarta hålet "har inget hår" (dvs det har ingen elektrisk laddning) beror gravitationsfältet enbart på dess massa och vridning. Om det uppstår deformation på grund av snurret förändras gravitationsfältet och skickar någon kretsande kropp (som en neutronstjärna) på en galen berg-och dalbana.
I en ny artikel av Clifford Will från Washington University i St. Louis beskriver den upphetsade fysikern scenariot. ”Banorna går vilda - de gyraterar och snurrar, de är otroligt komplexa. Det är fantastiskt, Säger Will.
Emellertid upptäckte fysikern Brandon Carter en matematisk konstant tillbaka 1968 som visar att dessa uppenbarligen kaotiska banor är förutsägbara och att det till och med gäller banor runt extremt snedvriden rymdtid. ”Svarta hål har denna extra konstant som återställer banans regelbundenhet, ”Kommenterar Saul Teukolsky från Cornell University. ”Det är ett mysterium. Varje annan situation där vi har dessa extra konstanter, vi har symmetri. Men det finns ingen symmetri för ett kretsande svart hål - det är därför det betraktas som ett mirakel.”
Fysikerna har helt enkelt ingen aning om varför Carter-konstanten kan uppstå från den allmänna relativitetsbeskrivningen av ett snurrande svart hål. För att göra problemet ännu mer förvirrande genomförde Will en klassisk (newtonsk) 2-kroppssimulering med en tredje kropp som kretsar runt. Återigen, samma konstant dök upp. Det verkar som om det finns något speciellt med förutsägbarheten av en bana runt denna svarta hålkonfiguration.
Teukolsky, som arbetade på liknande problem för sin doktorsexamen. 1970 förblir förbryllad av dessa resultat. Will fortsätter emellertid att undersöka problemet genom att inkludera en term för att dra i ramhåla. I denna situation kommer det snurrande svarta hålet att dra rymdtid runt det, "veckas" (eller krusningar) i rymdtiden dras med rotationsriktningen. I det här fallet försvinner Carter-konstanten, bara för att återvända när termer med högre ordning läggs till ekvationerna.
Allt betyder en av två saker. Antingen är det helt enkelt en artefakt i matematiken, en nyfikenhet som så småningom kommer att rötas ur ekvationerna. Det finns emellertid en lockande möjlighet att vi ser ett kännetecken på exotiska roterande svarta hål, där konfigurationen av det omgivande tyget i rymdtid kan tillåta en förutsägbar bana att komma ut ur det uppenbara kaoset ...
Källa: Science News
Här är en artikel om svartkroppsstrålning.
