Један од најистакнутијих аспеката о нашој планети – ако је примећено спољашњег – да ли се то врти. Земљин спин дефинише наше дане, постављајући основни ритам живота на нашем свету.
И месец се креће. Па и све то радите и све њихов Мјесеви. Сунце се такође врти, као и све звезде. Чак се и галаксије окрећу; Млечни пут се окреће као звезде око њеног центра у вишемилистичким орбитама.
Чини се очигледно, онда, козмично гледано, све Спинс – али ова основна чињеница постаје потпуно бизарна у случају предивења црних рупа. Спин, испада да је једна од најважнијих карактеристика за ове гравитационе чудовишта и има широко утјечене утицаје од тога како се праве на начине на начине на који могу да обликују саме структуру галаксија.
О подржавању научног новинарства
Ако уживате у овом чланку, размислите о подршци нашем награђиваном новинарству Претплата. Куповином претплате помажете да се осигура будућност утицајних прича о открићима и идејама које данас у облику света у облику света.
Угаони замах је основни концепт да се разуме приликом размишљања о предењу црних рупа. Ово је баш као и замах који сте упознати са свакодневног живота (оно што називамо линеарним замахом), али за објекат предења. Најлакше је размишљати о инерцији – то јест, колико је тешко зауставити објект од предења. Брже се нешто окреће – и то је масовнији то нешто је – инерција га има и теже је да се престане.
Угаони замах је посебан карактеристика објекта у томе очуван. Одсутни неке спољне силе, нешто ротира сама и даље ће се заувек ротирати. Ако то покушате да га успорите или убрзате, реците, хватајући га, неки његов угаони замах биће пребачен на вас (или од вас на њу) тако да се комбиновани, укупни угаони замах између вас и то не промени.
Угаони замах објекта зависи од њене стопе за окретање (наравно!), Његова маса и, што је најважније за нашу дискусију, његову величину. Скадери за ледени пружају класичан пример: широку руку да се почну да се окрећу, када доносе руке у близак свом телу, њихова брзина окретања вртоглавица. Тако је сачуван угаони замах; величина смањује се, Дакле, брзина окретања повећати.
Исто је и за звезде, које су уравнотежене на врху експлодирајући према споља због њиховог зрачења и урушавајући се према удружењу на рачун своје унутрашње гравитације. Када висока масовна звезда неће истећи гориво, овај је равнотежа сломљена, а језгро се урушава, генеришући гигантску експлозију – на супернову – која експлодира спољне слојеве звезде. Како се језгро смањива, такође се окреће. А ако је његова маса више од три пута више од сунца, језгра (која је раније била десетине хиљада километара) постаће црна рупа само 10 километара пречника.
Ово драматично смањење може да повећате црну рупу вртићи фактором неколико милион Преко свог више седиралног звјезданог потока тако да се она врти стотине пута у секунди. И зато што је угаони замах сачуван, иако је скоро све остало у звезди уништено у рођењу Црне рупе, окретни штапови около.
У ствари, само три фактора се могу користити за дефинисање црне рупе: његова маса, његов угаони замах и њен електрични набој. У стварности, та наплата ће бити неутрална или врло близу ње, тако да је у практичном смислу, прва два фактора су кључна.
Због тога очекујемо да ће се највише, ако не и све, црне рупе вртети врло брзо.
То је необичан концепт јер црне рупе немају физичку површину која се може окретати. Али с обзиром да се угаони замах не може уништити, црне рупе морам задржати га кад се формирају.
И то мора бити тачно за црне рупе рођене из звезда, као и супермасивне црне рупе које видимо и у центрима великих галаксија, иако не разумемо у потпуности како се ови дивови обрађују. И изванредно, у неким случајевима заправо можемо да измеримо ове колосалне космичке спинове.
Трик је да схватите да, док угаони замах црне рупе не може једноставно нестати, то сигурно може расти. Материјал који пада у црну рупу додаје његов угаони замах у систем, повећавајући пречивање црне рупе. Постоји теоретска граница колико брза црна рупа може да се окреће; То је компликован математички концепт, али ефикасно тај граница је када се црна рупа ротира брзином светлости. Могуће је, иако је тешко мерити окретање црне рупе у начину на који се свјетло емитује из материјала пре него што падне, а на пример, оближња галаксија НГЦ 1365 има централну супермасивну црну рупу која је мерена скоро ова ограничења.
Али наравно да постаје чуднији. Бизарни аспект Еинстеинове опште теоријске релативности је тај што СпацеТиме може да делује као тканина, супстанца у којој су уграђене масе. Ајнштајн је предвидио да се као масивни објекти закренули, превуку свемирско време око себе у ономе што се називају названи ефекат жестола, или чешће „превлачење оквира“. Ефекат је најјачи врло близу хоризонта црно-хоризона, његова тачка без повратка и постаје слабији са даљином. То је као да задржите ручни миксер у велику посуду меда; Мед у близини ће се окретати заједно са миксером, али је тако вискозан да ће се неколико центиметара нагло да се уопште креће.
Овај релативистички превлачење оквира утиче на материјал непосредно испред црне рупе. Материјал близу црне рупе се вуче заједно са простором око ње, убрзавајући крађу енергије из окретања црне рупе. Овај покретни материјал ствара снажно магнетно поље, покреће се ротацијом. Као што је материје орбита црна рупа, магнетни теренски водови постају рањени, стварајући двоструке вртлоге попут торнада. То су толико моћне да могу склопити маму од црне рупе и убрзати га скоро брзином светлости! Астрономи називају ове греде „Јетс“ и са супермасивним црним рупама могу бити стотине хиљада светлосних година.
Астрономи још увек нису сигурни како се формирају супермасивне црне рупе. Да ли узгајају огромно од материјала који се баве галаксијом који се налазе у још мањим црним рупама у центру и спајају се да створе једну огромну? Спин резултирајуће црне рупе може нам рећи одговор. Ако се формира са диска нефлиног материјала, окретање ће бити близу границе, али ако се формира од осталих црних рупа које се крећу у насумичним правцима који се спајају, њихови спинови могу отказати, остављајући финалну црну рупу са доњим спиновима. Није сасвим Тако једноставно, наравно, али у принципу је можда могуће да се посматра младе супермаситне црне рупе са нечим попут Џејмс ВебБ свемирског телескопа, да бисте видели да ли се окретање може мерити и једна од метода формирања или попустне формације.
Знамо супермасивне форме црне рупе и расте уз његов домаћин галаксију. Како протогалактички гас из огромног облака се урушава и склопи у звезде, црна рупа у његовом центру већ је велика и брзо се окреће. Ако формира Јетс, ови плуг кроз материју која падају да формирају самулај галаксију, забијајући у овај материјал и чак преокрену свој курс, експлодирала је. Ово може угасити формирање звезда, ограничавајући колико звезда галаксија има. На овај начин, окретање црне рупе директно утиче на величину и структуру галаксије око њега.
Без обзира како их гледате, црне рупе су бизарне. Чињеница да их постоје и можемо их уопште разумети, на мене, узбудљиво и дубоко. Живимо у галаксији са супермасивном црном рупом у свом центру, и можемо да дугујемо своје постојање на то. Сам је довољно разлога да их покушате разумети.
