Черната дупка в нашата галактика променя пространство-времето, какво означава това

И зследователите са установили, че свръхмасивната черна дупка в центъра на нашата галактика Млечен път, известна като Стрелец А*, се върти толкова бързо, че променя тъканта на пространство-времето около себе си.

С помощта на рентгеновата обсерватория "Чандра" екипът от физици успя да наблюдава черната дупка, намираща се на около 27 000 светлинни години от нас, и да направи изчисления за скоростта на въртене на Стрелец А*. Техните открития, публикувани през октомври в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, потвърдиха, че въртенето на черната дупка предизвиква т.нар. прецесия на Lense-Thirring - ефект на забавяне на рамката, включващ планетите и времето.

"Ако имате бързо въртяща се черна дупка, пространство-времето около нея не е симетрично - въртящата се черна дупка увлича цялото пространство-време със себе си. Тя смачква пространство-времето и то прилича на футболна топка", казва пред CNN водещият автор на изследването Рут Дейли, професор по физика в Пенсилванския държавен университет.

#VantageOnFirstpost: Black Holes are fascinating mysteries. Now we are step closer to learning about them. According to a new study, the supermassive black hole in the centre of our galaxy is spinning so fast, it is altering space-time.@palkisu tells you pic.twitter.com/pBueiR882O

— Firstpost (@firstpost) November 29, 2023

Какво представлява пространство-времето?

Казано на прост език, тъканта на пространство-времето е физична концепция, която признава връзката между пространството и времето.

Астрофизиците признават, че времето не е независимо от пространството и че двете заедно обясняват както движението на масивни обекти във Вселената, така и релативистичните ефекти от пътуването със скорост, близка до тази на светлината.

Алберт Айнщайн полага основите за развитието на идеята за пространство-времето като част от своята теория на относителността, когато предлага, че за да бъде скоростта на светлината постоянна, и пространството, и времето са относителни, в зависимост от скоростта на наблюдателя. Но самата концепция за пространство-време е предложена за първи път от математика Херман Минковски през 1908 г.

Тогава физиците казват да мислим за това как виждаме пространството като за четириизмерен континуум, в който трите измерения на пространството се сливат с единственото измерение на времето. Резултатът е образуването на тъкан, която се извива в отговор на масивни небесни тела - като въртящи се черни дупки.

A team of scientists has discovered that the black hole at the center of the Milky Way galaxy is spinning so fast that it's squishing space-time. Squishing it down like a football.🏈 pic.twitter.com/fsRD2c4oac

— 𓂀 𝕋𝔼𝔸ℍ 𓂀 (@TeahCartel) November 29, 2023

Откритията ще помогнат на астрономите да разберат историята на черната дупка

Астрономите смятат, че нашата галактика не е по-различна от почти всички останали с черни дупки, разположени в центъра им, където силното им гравитационно привличане не позволява на цялата материя и дори на светлината да избягат.

Но това, което отличава Стрелец А*, е нейната скорост на въртене, която изследователите са изчислили с помощта на т.нар. метод на изтичане. Чрез изучаване на радиовълните и рентгеновите емисии в материала и газовете, заобикалящи черните дупки - известни като акреционен диск - екипът успява да заключи, че скоростта на въртене на черната дупка е подобна на тази на много по-масивната черна дупка Messier 87 (M87*) в галактическия куп Дева.

Забележителното е, че тъй като M87* е много по-голяма, Стрелец А* трябва да измине по-малко разстояние, когато завърши едно завъртане.

Въпреки че промяната на пространство-времето не представлява заплаха за човечеството, Дейли заяви пред CNN, че откритията ще помогнат на други астрономи и физици да разберат историята на черната дупка.

"Това е чудесен инструмент за разбиране на ролята, която черните дупки играят във формирането и еволюцията на галактиките", каза Дейли пред CNN.

Sagittarius A*, the supermassive black hole at the center of the Milky Way galaxy, is spinning at a rapid pace and altering space-time, according to a study published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. pic.twitter.com/ypjAc3ry9H

— Infer (@infer_digital) November 29, 2023

Стрелец А* и други черни дупки

Черните дупки са нещо като загадка, откакто през 1964 г. е идентифицирана първата такава в съзвездието Сигнус.

Едва преди четири години човечеството за пръв път зърна черна дупка, когато учените публикуваха снимка на М87* в гигантска галактика на 53 милиона светлинни години от Земята. Изображението на черната дупка, което беше усъвършенствано през април, за да изглежда по-ясно, наподобяваше пламтящ обект с форма на поничка, излизащ от тъмен фон.

Астрономите разкриха изображение на Стрелец А* през май 2022 г. с помощта на същия Event Horizon Telescope - колекция от осем синхронизирани радиотелескопа по целия свят.

Изследователите наскоро откриха и древна свръхмасивна черна дупка, 10 пъти по-голяма от Стрелец А*, за която се смята, че е на 13,2 млрд. години и се е формирала приблизително 470 млн. години след Големия взрив.

Our galaxy’s black hole spins fast and drags space-time with it, scientists say https://t.co/vvmnzBVFCE #space #astronomy #science pic.twitter.com/57TbdMnh42

— Michael500ca 🇨🇦🌻 (@Michael500ca) November 29, 2023