small pl CAMK logo

Zawartość wpisu

Data utworzena: ,   Data archiwum:

Refleksyjno-asymetryczne tunele czasoprzestrzenne i ich podwójne cienie

 

Horyzont zdarzeń jest unikalną cechą czarnych dziur. Jednak z fundamentalnego powodu nie jest możliwe udowodnienie obecności horyzontu zdarzeń w jakimkolwiek obiekcie za pomocą samych fal elektromagnetycznych. Dlatego dane zebrane przez Event Horizon Telescope nigdy nie mogły udowodnić, że M87 jest czarną dziurą. I rzeczywiście, dane zebrane do tej pory przez EHT tylko silnie wskazują, że M87 może być i najprawdopodobniej jest czarną dziurą Kerra.

 

Najsilniejsze wskazanie pochodzi z obecności „cienia czarnej dziury” na zdjęciach EHT M87. Cień tworzy się wokół obiektu wystarczająco zwartego, aby umożliwić obecność kołowych orbit fotonów: promień takiego obiektu powinien być mniejszy niż około 1,5 jego promienia grawitacyjnego. Można to również wyrazić w kategoriach efektywnego potencjału ruchu fotonów V (r): potencjał powinien mieć ekstremum. Wszystkie czarne dziury są wystarczająco zwarte, aby dopuszczać kołowe promienie światła. Istnieją jednak hipotetyczne „alternatywy dla czarnych dziur”, które również dopuszczają kołowe orbity światła, ale nie mają horyzontu. Często omawianymi alternatywami są tunele czasoprzestrzenne, które są niepróżniowymi rozwiązaniami równań pola Einsteina, które mają dość osobliwą topologię: albo łączą różne obszary, czyniąc nasz Wszechświat wielospójnym, albo łączą dwa różne wszechświaty. Jedna z ich klas jest konstruowana przez wycięcie i sklejenie dwóch metryk czarnych dziur w sposób podobny do metody stosowanej w elektrodynamice: na złączu występuje powierzchniowy rozkład materii (ładunek). Obecne dane EHT nie są wystarczająco dokładne, aby odrzucić możliwość, że to, co widzimy, nie jest czarną dziurą, ale tunelem czasoprzestrzennym.

 

Nowatorskim pomysłem przedstawionym w naszym (Maciek WielgusJiri HorakFrederic VincentMarek Abramowicz) artykule,  "Reflection-asymmetric wormholes and their double shadows", jest to, że jeśli tunel czasoprzestrzenny nie jest symetryczny, efektywny potencjał po obu jego stronach ma różne ekstrema i może odbijać fotony z innego wszechświata z powrotem do naszego. Daje to efekt podwójnego cienia na obrazie EHT - a ta wyraźna i unikalna topologia obrazu dowodzi, że nie ma horyzontu. Nasz artykuł podsumowano na poniższym rysunku.

 

Po lewej: przykłady trajektorii fotonów (wielkość b jest parametrem uderzenia). Środek: efektywny potencjał. Po prawej: topologia obrazu ETH.

Archiwa


Kategorie