Ikke alle teorier kan forklare det sorte hul M87*

Som først påpeget af den tyske astronom Karl Schwarzschild, sorte huller bøjer rumtiden i ekstrem grad på grund af deres ekstraordinære koncentration af masse, og opvarme sagen i deres nærhed, så den begynder at gløde. New Zealands fysiker Roy Kerr viste, at rotation kan ændre det sorte huls størrelse og geometrien af ​​dets omgivelser. 'Kanten' af et sort hul er kendt som begivenhedshorisonten, grænsen omkring den massekoncentration, som lys og stof ikke kan undslippe, og som gør det sorte hul sort. Sorte huller, teori forudsiger, kan beskrives med en håndfuld egenskaber:masse, spin, og en række mulige gebyrer.

Ud over sorte huller forudsagt fra Einsteins generelle relativitetsteori, man kan overveje dem fra modeller inspireret af strengteorier, som beskriver stof og alle partikler som tilstande af små vibrerende strenge. Strenge-inspirerede teorier om sorte huller forudsiger eksistensen af ​​et yderligere felt i beskrivelsen af ​​fundamental fysik, hvilket fører til observerbare ændringer i størrelserne af sorte huller samt i krumningen i deres nærhed.

Fysikerne Dr. Prashant Kocherlakota og professor Luciano Rezzolla fra Instituttet for Teoretisk Fysik ved Goethe Universitet Frankfurt, har nu for første gang undersøgt, hvordan de forskellige teorier passer med observationsdataene for det sorte hul M87* i centrum af galaksen Messier 87. Billedet af M87*, taget i 2019 af det internationale Event Horizon Telescope (EHT) samarbejde, var det første eksperimentelle bevis på den faktiske eksistens af sorte huller efter måling af gravitationsbølger i 2015.

Resultatet af disse undersøgelser:Dataene fra M87* er i glimrende overensstemmelse med de Einstein-baserede teorier og til en vis grad med de streng-baserede teorier. Dr. Prashant Kocherlakota forklarer:"Med de data, der er registreret af EHT-samarbejdet, vi kan nu teste forskellige teorier om fysik med sorte hul-billeder. I øjeblikket, vi kan ikke afvise disse teorier, når vi beskriver skyggestørrelsen af ​​M87*, men vores beregninger begrænser gyldighedsområdet for disse sorte hul-modeller."

Professor Luciano Rezzolla siger:"Idéen om sorte huller for os teoretiske fysikere er på samme tid en kilde til bekymring og inspiration. Mens vi stadig kæmper med nogle af konsekvenserne af sorte huller - såsom begivenhedshorisonten eller singulariteten - vi synes altid at være interesserede i at finde nye sorte hul-løsninger også i andre teorier. Det er derfor meget vigtigt at opnå resultater som vores, som afgør, hvad der er plausibelt, og hvad der ikke er. Dette var et vigtigt første skridt, og vores begrænsninger vil blive forbedret, efterhånden som der kommer nye observationer."

I Event Horizon Telescope-samarbejdet, teleskoper fra hele kloden er forbundet til at danne et virtuelt kæmpe teleskop med en skål så stor som Jorden selv. Med dette teleskops præcision, en avis i New York kunne læses fra en gadecafé i Berlin.