Wenn Sie sich in der unglücklichen Situation befanden, ein Schwarzes Loch zu umkreisen, könnte es zu einer ziemlich schwindelerregenden und unvorhersehbaren Fahrt kommen. Wenn sich die Form des Schwarzen Lochs ändert, ändert sich auch sein Gravitationsprofil.
Da Sie nicht umkreisen a kugelförmig Schwarzes Loch, Sie können nicht länger erwarten, eine langweilige, vorhersehbare Umlaufbahn zu haben; Ihre Umlaufbahn wird wild und chaotisch, scheinbar zufällig. Es scheint jedoch, dass dem Chaos eine Konstante zugrunde liegt, und außerdem scheint diese Konstante auch in einem Fußgängersystem beobachtet worden zu sein: einem Dreikörper Newtonsches System. Wie lautet der Link? Physiker sind sich nicht ganz sicher…
Wenn ein massereicher Stern seinen Treibstoff erschöpft, kann er in sich zusammenfallen und ein Schwarzes Loch erzeugen (nach einer aufregenden Supernova-Aktion). Es wird erwartet, dass der Drehimpuls des ursprünglichen Sterns erhalten bleibt und ein sich schnell drehendes Schwarzes Loch erzeugt. Wenn das Schwarze Loch "keine Haare hat" (d. H. Es hat keine elektrische Ladung), hängt das Gravitationsfeld ausschließlich von seiner Masse und seinem Spin ab. Wenn es aufgrund des Spins zu Verformungen kommt, ändert sich das Gravitationsfeld und jeder umlaufende Körper (wie ein Neutronenstern) wird auf eine verrückte Achterbahnfahrt geschickt.
In einem neuen Artikel von Clifford Will von der Washington University in St. Louis beschreibt der aufgeregte Physiker das Szenario. „Die Umlaufbahnen werden wild - sie drehen sich und drehen sich, sie sind unglaublich komplex. Es ist fantastisch", Sagt Will.
Der Physiker Brandon Carter entdeckte jedoch bereits 1968 eine mathematische Konstante, die zeigt, dass diese scheinbar chaotischen Umlaufbahnen vorhersehbar sind und dass sie sogar für Umlaufbahnen um extrem verzerrte Raumzeit gelten. „Schwarze Löcher haben diese zusätzliche Konstante, die die Regelmäßigkeit der Umlaufbahnen wiederherstellt", Kommentiert Saul Teukolsky von der Cornell University. „Es ist ein Mysterium. In jeder anderen Situation, in der wir diese zusätzlichen Konstanten haben, haben wir Symmetrie. Aber es gibt keine Symmetrie für ein umlaufendes Schwarzes Loch - deshalb wird es als Wunder angesehen.”
Ganz einfach, Physiker haben keine Ahnung, warum die Carter-Konstante aus der Beschreibung der Allgemeinen Relativitätstheorie eines sich drehenden Schwarzen Lochs entstehen könnte. Um das Problem noch verwirrender zu machen, führte Will eine klassische (Newtonsche) 2-Körper-Simulation mit einer Umlaufbahn des dritten Körpers durch. Wieder erschien die gleiche Konstante. Es scheint, dass die Vorhersagbarkeit einer Umlaufbahn um diese Konfiguration des Schwarzen Lochs etwas Besonderes ist.
Teukolsky, der für seine Promotion an ähnlichen Problemen arbeitete. im Jahr 1970 bleibt von diesen Ergebnissen verblüfft. Will untersucht das Problem jedoch weiterhin, indem er einen Begriff für das Ziehen von Schwarzlochrahmen einfügt. In dieser Situation zieht das sich drehende Schwarze Loch Raum-Zeit um es herum, wobei "Falten" (oder Wellen) in der Raumzeit mit der Drehrichtung gezogen werden. In diesem Fall verschwindet die Carter-Konstante und kehrt nur zurück, wenn Terme höherer Ordnung zu den Gleichungen hinzugefügt werden.
Dies alles bedeutet eines von zwei Dingen. Entweder ist es einfach ein Artefakt in der Mathematik, eine Neugier, die irgendwann aus den Gleichungen herauswurzelt. Es besteht jedoch die verlockende Möglichkeit, dass wir ein Merkmal exotischer rotierender Schwarzer Löcher sehen, bei denen die Konfiguration des umgebenden Raum-Zeit-Gewebes es ermöglichen kann, dass eine vorhersagbare Umlaufbahn aus dem scheinbaren Chaos herauskommt…
Quelle: Science News
Hier ist ein Artikel über Schwarzkörperstrahlung.
