Kan vi se en unikhed, det mest ekstreme objekt i universet?

Et team af forskere ved Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Mumbai, Indien, har fundet nye måder at opdage en nøgen eller nøgen singularitet på, det mest ekstreme objekt i universet.

Når brændstoffet fra en meget massiv stjerne er brugt, det kollapser på grund af sit eget tyngdekraftstræk og bliver til sidst et meget lille område med vilkårligt høj stofdensitet, det er en 'singularitet', hvor de sædvanlige fysiske love kan bryde sammen. Hvis denne singularitet er skjult inden for en begivenhedshorisont, som er en usynlig lukket overflade, hvorfra intet, ikke engang lys, kan flygte, så kalder vi dette objekt et sort hul. I et sådant tilfælde, vi kan ikke se singulariteten, og vi behøver ikke bekymre os om dens virkninger. Men hvad nu hvis hændelseshorisonten ikke dannes? Faktisk, Einsteins generelle relativitetsteori forudsiger en sådan mulighed, når massive stjerner falder sammen i slutningen af ​​deres livscyklus. I dette tilfælde, vi står tilbage med den fristende mulighed for at observere en nøgen singularitet.

Et vigtigt spørgsmål er så, hvordan man observationsmæssigt adskiller en nøgen singularitet fra et sort hul. Einsteins teori forudsiger en interessant effekt:rummet i rumtiden i nærheden af ​​ethvert roterende objekt bliver 'snoet' på grund af denne rotation. Denne effekt forårsager et gyroskop -spin og får baner af partikler omkring disse astrofysiske objekter til at foregå. TIFR -teamet har for nylig argumenteret for, at den hastighed, hvormed et gyroskop foregår (precessionsfrekvensen), når den placeres omkring et roterende sort hul eller en nøgen singularitet, kunne bruges til at identificere dette roterende objekt. Her er en enkel måde at beskrive deres resultater på. Hvis en astronaut registrerer et gyroskops recessionsfrekvens på to faste punkter tæt på det roterende objekt, så kan der ses to muligheder:(1) gyroskopets precessionsfrekvens ændres med en vilkårligt stor mængde, det er, der er en vild ændring i gyroskopets adfærd; og (2) frekvensen af ​​recession ændres med et lille beløb, på en regelmæssig velopdragen måde. For sagen (1), det roterende objekt er et sort hul, mens for sagen (2), det er en nøgen singularitet.

TIFR -teamet, nemlig, Dr. Chandrachur Chakraborty, Prashant Kocherlakota, Sudip Bhattacharyya og prof. Pankaj Joshi, i samarbejde med et polsk team bestående af Dr. Mandar Patil og prof. Andrzej Krolak, har faktisk vist, at precessionsfrekvensen for et gyroskop, der kredser om et sort hul eller en nøgen singularitet, er følsom over for tilstedeværelsen af ​​en begivenhedshorisont. Et gyroskop, der cirkler og nærmer sig begivenhedshorisonten for et sort hul fra enhver retning, opfører sig i stigende grad 'vildt, ' det er, det foregår stadig hurtigere, uden en grænse. Men, i tilfælde af nøgen singularitet, precessionsfrekvensen bliver kun vilkårligt stor i ækvatorialplanet, men at være regelmæssig i alle andre fly.

TIFR -teamet har også fundet ud af, at præcessionen af ​​stofbaner, der falder ned i et roterende sort hul eller en nøgen singularitet, kan bruges til at skelne mellem disse eksotiske objekter. Dette skyldes, at frekvensen af ​​orbitalplanets recession stiger, når sagen nærmer sig et roterende sort hul, men denne frekvens kan falde og endda blive nul for en roterende nøgen singularitet. Dette fund kunne bruges til at skelne en nøgen singularitet fra et sort hul i virkeligheden, fordi presessionens frekvenser kunne måles i røntgenbølgelængder, som det faldende stof udstråler røntgenstråler.