Svarta hål är mörka fläckar i tyget i rymdtid, otroligt täta singulariteter med så stark tyngdkraft att inget kan undgå deras kopplingar. De spenderar sin tid på att göra en sak: att sladda upp saken. Ta dig tillräckligt nära ett svart hål, och du är kosmisk spaghetti, sträckt till bitar, sugad inåt, aldrig för att återvända. Enkelt och enkelt, eller hur?
Men som det visar sig är svarta hål mer än bara kosmiska dammsugare. År 2019 kikade fysiker in i det fathomless mörker och knäppte den första någonsin bilden av ett svart hål. De lärde sig också mer om hur dessa bisarra och omättliga odjur fungerar. Från deras benägenhet att vinna och tappa hår, till deras mystiska inre, till vart de kan leda, här är 14 nya saker vi lärde oss om svarta hål under 2019.
En oförglömlig bild
Efter flera års förväntan var det här! Forskare under 2019 tog en helt oförglömlig bild av svart hål M87, i hjärtat av galaxen Virgo A, cirka 53 miljoner ljusår bort. Den första närbilden av singulariteten, knäppt av ett nätverk av teleskop runt om i världen, känd som Event Horizon Telescope, ser ut som en kornig, liten plats omgiven av en fuzzy orange ring. Men den lilla, pixelerade bilden är faktiskt ett så stort hål som solsystemet och 6,5 miljarder gånger solens massa.
Den eldiga orange glöd som omger sitt svarta hjärta avgränsar sin händelseshorisont, materiens ring som virvlar runt ett svart hål precis innan det faller in. När det gnider mot annan materie i höga hastigheter, producerar den energi och glöd för att bilda en ackretionsskiva - därmed den orange ringen.
Svarta hål växer hår och växer sedan igen
I år fick vi veta att svarta hål har hår, men för det mesta är de lika kala som kulbollar. Vad betyder det exakt? Historiskt trodde fysiker att singulariteterna var skalliga eller utan prestationer, vilket innebar att de bara hade tre egenskaper: massa, vinkelmoment och elektrisk laddning. Allt som de himmelska Pac-Mans konsumerade under en livstid var inlåst bakom händelseshorisonten, och ingen information om ett svart hols ätvanor kunde hämtas senare.
Men 2016 publicerade den sena fysikern Stephen Hawking tillsammans med andra ett papper som föreslog att svarta hål har "hår" eller särdrag. Dessa hårstrån var subtila förskjutningar i händelseshorisonten, liksom Cauchy-horisonten - den punkt då orsak och verkan vänd - som skulle göra svarta hål urskiljbara från varandra. Som en studie från 2018 hävdade var det åtminstone fallet för så kallade "extrema" svarta hål, eller de med maximal elektrisk laddning. Tidigare i år fann fysiker att även de inte så extrema - de som snurrar med nästan högsta hastighet, men utan laddning, eller de med en högsta möjliga laddning, men utan rotation - också kan ha hår.
Men som det visar sig, svarta hål flyter flyktigt några tufts med vittigt "hår", som alla så småningom förlorar, rapporterade Live Science vid den tiden.
Just nu är frågan om svarta hål liknar Mr. T eller Heather Locklear ren spekulation. Men världens största gravitationsvågdetektor kan snart hitta bevis för att stödja en teori över en annan, säger experter.
Omöjligt stort svart hål
I november sa forskare att de hade hittat ett svart hål på 15 000 ljusår bort som var så massivt att det inte borde existera. De ansåg dess existens efter att ha upptäckt en stjärna ungefär åtta gånger så massiv som vår sol som verkade kretsa runt ett område med mörkt, tomt utrymme. Baserat på hur mycket den stjärnan vinglade, beräknade de att stjärnan troligen kretsade ett svart hål 70 gånger massan av vår sol; tidigare trodde forskare att stjärna svarta hål, eller de som bildas efter en massiv stjärna kollapsade, kunde ha massor högst 30 gånger vår sol - åtminstone i galaxer med en kemisk sammansättning som liknar vår.
"Denna upptäckt tvingar oss att ompröva våra modeller för hur svarta hål i stjärnmassan bildas", säger Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -direktör och University of Florida-professor David Reitze, som inte var inblandad i studien, i en uttalande vid den tiden.
Om det omöjliga svarta hålet ...
Tyvärr, för det mesta, håller fynd som tycks trossa fysikens lagar inte upp. Det svarta hålet som blev omöjligt stort var troligen omöjligt, enligt ett par artiklar som publicerades till arXiv-databasen i december.
Det omöjligt stora svarta hålet var förmodligen bara ett svart hål i vanlig storlek, och forskarteamet som ursprungligen krossade siffrorna gjorde helt enkelt ett misstag när de tolkade ljusutsläppen från det binära systemet med svart hål / stjärna. Genom att blanda ihop ljuset från följeslagaren med de svaga utsläppen som skulle komma från det svarta hålets anslutningsskiva, eller materialets ring som kretsar om munnen, hade forskarna överskattat det svarta hålets massa med minst tvåfaldigt, konstaterade studierna till arXiv .
Svarta hål som galaktiska livgivare
Svarta hål är supervillainerna i den episka berättelsen om universum. De dödar oskärpa. Och inget inom räckhåll är säkert från dem.
Men det kan finnas fler till dessa stenmakade kosmiska mördare. Svarta hål kan faktiskt vara livets motorer för galaxer. I deras äta freniser skickar svarta hål också bubblor av brännande het, turbulent gas genom kosmos, enligt en studie i november. Denna heta plasma kan hålla levande galaxer som annars skulle svalna och dö, fann studien. En annan studie, som publicerades i maj, fann att strålningen som utsänds av svarta hål kan tvinga främmande liv - så länge det finns i en Goldilocks-zon inte för långt, och inte för nära, till galaxens centrum. När dessa svarta hål matas kan deras strålning och ljus driva fotosyntes och underlätta bildandet av livets biomolekylära byggstenar, konstaterade denna studie.
Svarta hål kanske inte är svarta hål alls
Eller kanske svarta hål bara missförstås. Som, missförstod i huvudsak. En vild teori, föreslagen av en matematiker och en fysiker i sommar, antyder att svarta hål som vi känner till dem kanske inte finns.
Enligt Einstein är svarta hål oändligt små, oändligt täta fläckar kända som en singularitet, där matematiken för den allmänna relativiteten relativas. Men enligt den nya forskningen kan en vanlig matematisk förenkling som används för att analysera relativitetsteorin ha en brist. Som ett resultat kan svarta hål inte vara singulariteter alls. Istället kan de vara fickor med utrymme fyllda med mörk energi. Och det kan förklara några överraskande fynd från världens största gravitationsvågjägare.
Mini svarta hål finns
Svarta hål kan säkert vara stora, men kan de vara små? Det visar sig att små svarta hål, ungefär hälften av storleken på de kända, skulle kunna finnas ute i rymden. De flesta svarta hål med regelbunden massa är cirka 5 till 6 gånger solens massa.
I november fann astronomer som tittade på veckorna på Vintergatan, cirka 10 000 ljusår bort, svaga bevis för ett svart hål ungefär 3,3 gånger så massivt som solen. Det är alldeles för stort för att vara en neutronstjärna, men mindre än något känt svart hål. Sådana svarta hål förutsågs, men hade aldrig upptäckts tidigare.
Milky Way: s svarta hål har en bloss
Om vi talar om Vintergatan, är det supermassiva svarta hålet i vår hemgalax upp till något väldigt konstigt. Normalt lyser en svart håls ackretionsskiva mer när den är mer aktiv, eftersom mer materia gnider ihop och skapar friktion. I maj var allt lugnt för Vintergatan i det centrala svarta hålet, Skytten A *.
Sedan märkte astronomer en konstig bloss, med det svarta hålet som glödde de ljusaste astronomerna någonsin sett, åtminstone i det infraröda spektrumet.
Det är inte klart vad den konstiga flänsen är, men forskare tror att flänsen orsakades när ett dammigt föremål eller en stjärna hade en nära rakning med Skytt A *.
De största svarta hålen bildades på ett ögonblick
Massiva himmelsföremål som Skytten A * verkar som om de borde ha tagit för evigt att bilda, men det visar sig att de största svarta hålen i universum som troligen bildas i ett ögonblick, kosmiskt sett.
En studie publicerad i juni antydde att supermassiva svarta hål kunde ha bildats under de första 800 miljoner åren av universums historia - och allt det skulle ha tagit var ett stort gasmoln. När gasmoln samlades och bundit gravitationsmässigt skulle de ha kollapsat under sin egen vikt och bildat ett litet svart hål utan något behov av en stjärna som går supernova. Dessa så kallade "direkta kollapsade svarta hål" skulle då ha fortsatt att lyfta upp materien i en blåsig takt och växa 10 000 gånger över bara 150 miljoner år.
Vid den tidpunkten slutade de bara - efterlämnade de supermassiva svarta hålen som prickar vårt universum idag.
UFO: er flyger ut ur svarta hål
Vad är främling än ett svart hål? En UFO som flyger ut ur en. I det här fallet står UFO emellertid för extremt snabbt utflöde, och det är en het vind som verkar strömma ut från ett svart hols ackretionsskiva.
En studie som publicerades i augusti fann att dessa UFO: er kan förklara varför utrymmet nära hjärtat av galaxerna saknar relativt materie. UFO: er från supermassiva svarta hål vid galaktiska centra kan fungera som snöplogar och skjuta bort allt extra ämne i omedelbar närhet av ett svart hål längre bort från dess periferi, fann studien.
Planet 9 kan faktiskt vara ett svart hål
På tal om oidentifierade föremål kan det mystiska himmelsföremål i vårt solsystem som kallas Planet 9 faktiskt vara ett svart hål på storleken på en grapefrukt.
Det finns några konstiga föremål, långt ut förbi Neptunus, som uppträder som om de styrs av allvaret hos något närliggande objekt som vi inte kan se. De går i bana från de andra åtta planeterna och de verkar vara orienterade i ett annat plan.
Vissa teoretiker har gjort beräkningar och kommit fram till att det finns en planet där ute - med en wonky bana - som är cirka 10 till 20 gånger jorden. Men i en studie som publicerades i oktober fann andra forskare som hade gjort separata siffror att ett litet primordialt svart hål, ungefär lika stort som en grapefrukt, också kunde förklara det konstiga beteendet hos dessa transneptuniska föremål.
Att skicka meddelanden genom ett svart hål skulle få det att förångas
Svarta hål kan vara maskhål till ett alternativt universum. Men bry dig inte om att försöka skicka ett meddelande genom maskhålen till någon i det främmande universum.
I augusti fann forskare att att skicka till och med ett litet meddelande genom ett svart hål skulle förändra det svarta hålet och få det att förångas. Det första meddelandet som ska överföras genom maskhålen skulle krympa det mottagande svarta hålet med 30%, och varje efterföljande meddelande skulle krympa det svarta hålet ytterligare - medan det bär mindre och mindre information. Efter bara en handfull överföringar skulle meddelandet inte ha någon information och det mottagande svarta hålet försvann.
Utlänningar kunde skjuta lasrar vid svarta hål
Kyrkbänk! Kyrkbänk! Kyrkbänk! Svarta hål får inte bara liv på främmande världar; de kan också tillåta utlänningar att navigera i galaxen. Genom att skjuta lasrar på svarta hål, kan avancerade utomjordiska boomerang-fotoner, eller ljuspartiklar, kring gravitationskällorna som omger svarta hål. Dessa fotoner cirklar runt och återvänder till mottagaren, men under processen skulle de tappa en del av det svarta hålets fart och förvandla det till energi. När fotonen återvände kunde utlänningarna omvandla den energin till fart för att driva deras rörelse genom galaxen och processen kunde upprepas om och om igen.
Vi kanske kan rädda dig från ett svart hål
När du zooma förbi ett svart håls händelseshorisont, långsammar tiden, du sträcker dig som spaghetti och blir trasig till rivor, eller hur? Inte så fort. Det kan finnas ett sätt att rädda människor från dessa himmelska dödsfällor, åtminstone enligt en ny spekulativ teori.
Enligt den teorin kan det finnas ett sätt att trassla in två svarta hål. (Kvantförvirring är den konstiga effekten, vanligtvis bara sett vid små subatomära skalor, där två partiklar eller föremål är oöverskådligt länkade över stora avstånd.) Ingen har någonsin lyckats trassla in föremål som är synliga för blotta ögat, men antar att det fanns ett sätt att förvirra två objekt så massiva som svarta hål, kan det vara möjligt att använda dem som ett sätt att omedelbart teleportera mellan två platser. I vilket fall, om du av misstag föll i ett svart hål, kan det finnas ett sätt att få dig ut - om än på en annan tid och plats.
Om du snurrar svarta hål kan du göra en mild hypersonisk resa
Spänn dig upp, ta på dina ljudreducerande hörlurar och slappna av - du håller på att hoppa in i ett snurrande svart hål. Visst, det finns en mycket stor chans att du kommer att rivas till strimlor och aldrig ses igen, men åtminstone en del fysiker tror att att du kommer in i ett snurrande svart hål faktiskt kan vara en helt annan upplevelse. I själva verket kan snurrande svarta hål vara mer som mjuka tidsportaler.
Låt oss anta att det finns maskhål och att svarta hål är vägen in i dem. Vissa typer av supermassiva svarta hål, såsom den mjuka jätten i hjärtat av vår galax, roterar inte så mycket. Och nya beräkningar tyder på att resa in i ett så svart hål inte ens skulle leda till en ojämn tur, eftersom dess långsamma rotation skulle betyda försumbar krympning och sträckning, och skulle vara väl inom spänningen som ett rymdskepp kan hantera.
