Fisikawan akhirnya mengkonfirmasi prediksi mengejutkan Einstein tentang lubang hitam: ScienceAlert

Mekanisme rinci tentang bagaimana materi jatuh ke lubang hitam dari luar cakrawala peristiwa telah terungkap dalam sebuah makalah penelitian baru.

Seperti yang diprediksi oleh teori gravitasi Einstein, akan tiba saatnya materi berhenti mengorbit lubang hitam dan langsung jatuh ke bawah, dengan cepat meluncur melampaui titik yang tidak bisa kembali lagi.

Kini, dengan data sinar-X dari lubang hitam aktif, kita akhirnya melihat bukti keberadaan “zona subduksi” ini.

“Teori Einstein memperkirakan penurunan baru-baru ini, namun ini adalah pertama kalinya kami dapat membuktikan hal tersebut terjadi.” kata fisikawan teoretis Andrew Mummery Dari Universitas Oxford di Inggris.

“Bayangkan saja seperti sungai yang berubah menjadi air terjun – sampai saat ini, kami terus melihat ke sungai tersebut. Ini adalah pemandangan pertama kami tentang air terjun.”

Materi yang masuk ke dalam lubang hitam tidak mengikuti garis lurus. Ia berputar-putar, seperti air yang berputar-putar, naik tak terelakkan ke saluran pembuangan. Ini bukanlah analogi yang sia-sia: perbandingan ini tepat karena para ilmuwan menggunakan pusaran air untuk mempelajari lingkungan di sekitar lubang hitam.

Mempelajari lubang hitam sendiri agak sulit, karena lengkungan ruangwaktu di sekitarnya sangat ekstrem.

Namun beberapa dekade yang lalu, karya teoritis Albert Einstein memperkirakan bahwa materi, pada jarak tertentu yang dekat dengan lubang hitam, tidak lagi mampu mengikuti orbit melingkar yang stabil, dan akan jatuh lurus ke bawah—seperti air melalui tepi saluran yang sama.

Tidak ada alasan untuk percaya bahwa hal ini tidak terjadi – entah bagaimana materi harus melintasi cakrawala peristiwa, dan teori gravitasi Einstein telah diuji secara menyeluruh – tetapi para astrofisikawan tidak yakin apakah kita akan melakukannya atau tidak. mampu mendeteksinya.

Karya Mummery dan rekan-rekannya memiliki banyak bagian. Salah satu eksperimennya adalah mengembangkan simulasi dan model numerik yang memvisualisasikan area yang tenggelam untuk mengungkap jenis cahaya yang dipancarkannya. Selanjutnya, mereka memerlukan bukti pengamatan yang mengandung emisi zona rendah yang sama.

Lubang hitam yang dimaksud ditemukan di sistem yang berjarak sekitar 10.000 tahun cahaya yang disebut MAXI J1820+070. Sistem ini berisi lubang hitam dengan massa sekitar 8,5 kali massa Matahari – dan bintang pendamping biner, yang mana lubang hitam tersebut melepaskan materialnya saat kedua objek tersebut berputar, memakan semburan. Tampaknya sebagai kilatan sinar-X.

Para astronom telah memantau lubang hitam ini untuk lebih memahami perilakunya, sehingga para peneliti memiliki akses terhadap data berkualitas tinggi yang diperoleh dengan menggunakan sinar-X. Nustar Dan Yang paling cantik Instrumen di orbit rendah Bumi. Mereka fokus secara khusus pada ledakan yang terjadi pada tahun 2018.

border-frame=”0″allow=”accelerometer; putar otomatis; tulis ke papan klip; media terenkripsi; giroskop; gambar-dalam-gambar; berbagi web” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa ada cahaya tambahan yang terdeteksi dalam pengamatan ledakan yang sama sekali tidak dapat dijelaskan ini.

A Studi 2020 Dia berspekulasi bahwa cahaya ini mungkin berasal dari orbit melingkar terdalam, yaitu zona penyelaman. Mummery dan rekan-rekannya mempelajari cahaya ini dengan sangat hati-hati, dan menemukan bahwa cahaya tersebut cocok dengan emisi yang mereka peroleh dari simulasi mereka.

Para peneliti mengatakan hal ini akhirnya mengkonfirmasi keberadaan wilayah yang tenggelam, dan tidak diragukan lagi, memberi kita penyelidikan baru mengenai sistem gravitasi intens di wilayah di luar cakrawala peristiwa lubang hitam.

“Yang benar-benar menarik adalah terdapat banyak lubang hitam di galaksi, dan kami sekarang memiliki teknik baru yang kuat untuk digunakan mempelajari medan gravitasi terkuat yang diketahui.” kata Mummery.

“Kami yakin ini mewakili perkembangan baru yang menarik dalam studi lubang hitam, memungkinkan kami mempelajari wilayah terakhir di sekitar lubang hitam.

Hanya dengan begitu kita dapat memahami sepenuhnya gaya gravitasi. “Tetesan plasma terakhir ini terjadi di tepi lubang hitam dan menunjukkan respons materi terhadap gravitasi sekuat mungkin.”

Penelitian ini dipublikasikan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.