Stellen Sie sich ein sich drehendes Schwarzes Loch vor, das so kolossal und mächtig ist, dass es Photonen, die Grundeinheiten des Lichts, tritt und sie Tausende von Lichtjahren durch den Weltraum schleudert. Wissenschaftler kündigen in der Zeitschrift an Natur Physik Heute tragen diese weit gereisten Photonen immer noch die Signatur dieses kolossalen Ruckes als Verzerrung in der Art, wie sie sich bewegen. Die Störung ist wie ein Fernschreiben vom Schwarzen Loch selbst, das Informationen über seine Größe und die Geschwindigkeit seiner Drehung enthält.
Die Forscher sagen, dass die angerempelten Photonen der Schlüssel sind, um die Theorie zu enträtseln, die schwarze Löcher überhaupt vorhersagt.
"In der allgemeinen Relativitätsforschung wird selten ein neues Phänomen entdeckt, mit dem wir die Theorie weiter testen können", sagt Martin Bojowald, Physikprofessor im Penn State und Autor eines Nachrichten & Ansichten Artikel, der die Studie begleitet.
Schwarze Löcher sind so gravitativ stark, dass sie nahe Materie und sogar Raum und Zeit verzerren. Das als Framedragging bezeichnete Phänomen kann laut Bojowald von empfindlichen Gyroskopen auf Satelliten erkannt werden.
Der leitende Studienautor Fabrizio Tamburini, ein Astronom an der Universität von Padua (Padua) in Italien, und seine Kollegen haben berechnet, dass eine rotierende Raumzeit eine intrinsische Form des Drehimpulses der Umlaufbahn vermitteln kann, die sich von ihrem Spin unterscheidet. Die Autoren schlagen vor, dies als nicht planare Wellenfronten dieses verdrehten Lichts wie eine zylindrische Wendeltreppe zu visualisieren, die um den Lichtstrahl zentriert ist.
"Das Intensitätsmuster von verdrehtem Licht quer zum Strahl zeigt einen dunklen Fleck in der Mitte - wo niemand auf der Treppe gehen würde - umgeben von konzentrischen Kreisen", schreiben sie. "Die Verdrehung eines reinen [Umlaufdrehimpuls] -Modus kann in Interferenzmustern gesehen werden." Sie sagen, dass Forscher zwischen 10.000 und 100.000 Photonen benötigen, um die Geschichte eines Schwarzen Lochs zusammenzusetzen.
Und Teleskope benötigen eine Art 3D-Sicht (oder holographische Sicht), um die Korkenzieher in den Lichtwellen zu sehen, die sie empfangen. Bojowald sagte: „Wenn ein Teleskop ausreichend genau zoomen kann, kann man sicher sein, dass alle 10.000 bis 100.000 Photonen stammen die Akkretionsscheibe und nicht von anderen Sternen weiter entfernt. Die Vergrößerung des Teleskops wird also ein entscheidender Faktor sein. “
Er glaubt, basierend auf einer groben Berechnung, dass „ein Stern wie die Sonne bis zum Zentrum der Milchstraße weniger als ein Jahr lang beobachtet werden müsste. Es wird also kein direktes Bild, aber man müsste nicht lange warten. “
Der Co-Autor der Studie, Bo Thidé, Professor und Programmdirektor am schwedischen Institut für Weltraumphysik, sagte, ein Jahr könne konservativ sein, selbst bei einer kleinen Rotation und einem Bedarf von bis zu 100.000 Photonen.
"Aber wer weiß", sagte er. „Wir werden mehr wissen, nachdem wir weitere detaillierte Modellierungen vorgenommen haben - und natürlich Beobachtungen. Zu diesem Zeitpunkt betonen wir die Entdeckung eines
neues allgemeines Relativitätsphänomen, das es uns ermöglicht, Beobachtungen zu machen und präzise quantitative Vorhersagen außer Acht zu lassen. “
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