Det finns inget i universum som är mer ängsligt inspirerande eller mystiskt än ett svart hål. Alla deras hemligheter gömmer sig bakom händelsens horisont.
Hur ser de ut? Vi vet inte. De absorberar all strålning de avger. Hur stora är de? Har de en storlek, eller kan de vara oändligt täta? Vi vet bara inte. Men det finns några saker vi kan veta. Som hur massiva de är och hur snabbt de snurrar.
Vänta, va? Spinning?
Tänk på den massiva stjärnan som kom före det svarta hålet. Den bildades av en solnebula och fick sin rotation genom att i genomsnitt genomsätta momentumet för alla enskilda partiklar i molnet. När den ömsesidiga tyngdkraften tog stjärnan ihop, roterade den snabbare genom bevarande av vinkelmoment. När en stjärna blir ett svart hål, har den fortfarande all den massan, men nu komprimerad till ett oändligt mindre utrymme. Och för att bevara det vinklade momentumet snabbar det svarta hålets rotationshastighet upp ... mycket. Hela historien om allt det svarta hålet någonsin har konsumerat, i genomsnitt ner till ett enda nummer: spinnhastigheten.
Om det svarta hålet kunde krympa ner till en oändligt liten storlek, skulle du tro att rotationshastigheten också kan öka till oändligheten. Men svarta hål har en hastighetsgräns.
”Det finns en hastighetsgräns för snurret på ett svart hål. Det är typ av inställning av att snabbare ett svart hål snurrar, desto mindre är dess händelseshorisont. "
Det är Dr. Mark Morris, professor i astronomi vid UCLA. Han har ägnat mycket av sin tid åt att forska svarta hålens mysterier.
”Det finns den här regionen, kallad ergosfären mellan evenemangshorisonten och en annan gräns, utanför. Ergosfären är en mycket intressant region utanför händelseshorisonten där en mängd intressanta effekter kan uppstå. ”
Föreställ dig händels horisonten för ett svart hål som en sfär i rymden, och sedan omger detta svarta hål är ergosfären. Ju snabbare det svarta hålet snurrar, desto mer plattas denna ergosfär ut.
”Hastighetsbegränsningen ställs in av händels horisonten, så småningom, vid en tillräckligt hög snurr, når singulariteten. Du kan inte ha det som kallas en naken singularitet. Du kan inte få en singularitet utsatt för resten av universum. Det skulle innebära att singulariteten i sig kunde avge energi eller ljus och någon utanför faktiskt kunde se det. Och det kan inte hända. Det är den fysiska begränsningen av hur snabbt det kan snurra. Fysiker använder enheter för vinkelmoment som kastas i termer av massa, vilket är en nyfiken sak, och hastighetsgränsen kan beskrivas som vinkelmomentet är lika med det svarta hålets massa, och det sätter hastighetsgränsen. "
Bara föreställa. Det svarta hålet snurrar upp till den punkten att det bara håller på att avslöja sig. Men det är omöjligt. Fysikens lagar låter inte den snurra snabbare. Och här är den fantastiska delen. Astronomer har faktiskt upptäckt supermassiva svarta hål som snurrar vid de gränser som förutses av dessa teorier.
Ett svart hål, i hjärtat av galaxen NGC 1365, vrider med 84% ljusets hastighet. Den har nått den kosmiska hastighetsgränsen och kan inte snurra snabbare utan att avslöja dess singularitet.
Universum är en galen plats.
Podcast (ljud): Ladda ner (Längd: 4:27 - 4.1MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Ladda ner (95,3 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | Android | RSS
