De største opdagelser om sorte huller i 2019

Sorte huller er mørke pletter i rumtidens struktur, utroligt tætte singulariteter med så stærk tyngdekraft, at intet kan undslippe deres kløer. De bruger deres tid på én ting: at opsluge stof. Hvis du kommer tæt nok på et sort hul, er du kosmisk spaghetti, der strækkes i stykker, suges indad og aldrig vender tilbage. Enkelt og ligetil, ikke sandt?

Men som det viser sig, er sorte huller mere end bare kosmiske støvsugere. I 2019 kiggede fysikere ind i det uudgrundelige mørke og tog det første billede nogensinde af et sort hul. De lærte også mere om, hvordan disse bizarre og umættelige bæster fungerer. Fra deres tilbøjelighed til at få og tabe hår, til deres mystiske indre, til hvor de måske fører hen, er her 14 nye ting, vi lærte om sorte huller i 2019.

Relateret: 9 ideer om sorte huller, der vil blæse dig omkuld

Et uforglemmeligt billede

Efter flere års forventning var det her! Forskere tog i 2019 et absolut uforglemmeligt billede af det sorte hul M87 i hjertet af galaksen Virgo A, ca. 53 millioner lysår væk. Det første nærbillede nogensinde af singulariteten, som blev taget af et netværk af teleskoper rundt om i verden, der er kendt som Event Horizon Telescope, ligner en kornet, lille plet omgivet af en sløret orange ring. Men det lille, pixelerede billede er i virkeligheden et sort hul, der er lige så stort som solsystemet og 6,5 milliarder gange så tungt som vores sol.

Den brændende orange glød, der omgiver dets sorte hjerte, afgrænser dets begivenhedshorisont, den ring af stof, der hvirvler rundt om et sort hul, lige før det falder ind. Når det gnider mod andet stof med høje hastigheder, producerer det energi og gløder for at danne en akkretionsskive – deraf den orange ring.

Sorte huller får hår og bliver derefter skaldede igen

I år fik vi at vide, at sorte huller har hår, men at de for det meste er skaldede som kugler i et stødbånd. Hvad betyder det egentlig? Historisk set troede fysikere, at singulariteter var skaldede eller uden kendetegn, hvilket betød, at de kun havde tre egenskaber: masse, vinkelmoment og elektrisk ladning. Alt, hvad disse himmelske Pac-Mans spiste i løbet af et liv, blev låst inde bag begivenhedshorisonten, og ingen oplysninger om et sort hul’s spisevaner kunne hentes senere.

Men i 2016 offentliggjorde den afdøde fysiker Stephen Hawking sammen med andre en artikel, hvori han foreslog, at sorte huller har “hår” eller karakteristiske træk. Disse hår var subtile forskydninger i begivenhedshorisonten samt Cauchy-horisonten – det punkt, hvor årsag og virkning vender – som ville gøre sorte huller adskilte fra hinanden. I det mindste var det, som en undersøgelse fra 2018 hævdede, tilfældet for såkaldte “ekstreme” sorte huller, eller huller med maksimal elektrisk ladning. Tidligere i år fandt fysikere ud af, at selv de ikke så ekstreme – dem, der snurrer med næsten maksimal hastighed, men uden ladning, eller dem med en maksimal mulig ladning, men uden rotation – også kan have hår.

Men det viser sig, at sorte huller flygtigt får nogle få tuer af “hår”, som de alle til sidst mister, rapporterede Live Science dengang.

Spørgsmålet om, hvorvidt sorte huller er mere som Mr. T eller Heather Locklear, er lige nu ren spekulation. Men verdens største gravitationsbølgedetektor kan snart finde beviser, der støtter den ene teori frem for den anden, siger eksperter.

Ufatteligt stort sort hul

I november sagde forskere, at de havde fundet et sort hul 15.000 lysår væk, som var så massivt, at det ikke burde eksistere. De formodede dets eksistens efter at have opdaget en stjerne, der var omkring otte gange så massiv som vores sol, og som så ud til at kredse om et område med mørkt, tomt rum. Baseret på, hvor meget stjernen vred sig, beregnede de, at stjernen sandsynligvis kredsede om et sort hul, der var 70 gange så tungt som vores sol. Tidligere troede forskerne, at stjernes sorte huller, eller de huller, der dannes, når en massiv stjerne kollapser, ikke kunne have en masse, der var mere end 30 gange så tung som vores sol – i hvert fald i galakser med en kemisk sammensætning, der ligner vores.

“Denne opdagelse tvinger os til at genoverveje vores modeller for, hvordan sorte huller med stjernemasse dannes,” sagde lederen af Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) og professor ved University of Florida, David Reitze, som ikke var involveret i undersøgelsen, i en erklæring dengang.

Om det umulige sorte hul…

Det meste af tiden holder de resultater, der synes at trodse fysikkens love, desværre ikke stik. Det sorte hul, der voksede sig umuligt stort, var nok alligevel umuligt, viser et par artikler, der blev offentliggjort på arXiv-databasen i december.

Det umuligt store sorte hul var sandsynligvis bare et sort hul i almindelig størrelse, og det forskerhold, der oprindeligt knuste tallene, begik simpelthen en fejl i fortolkningen af lysemissionerne fra det binære system af sort hul og stjerne. Ved at blande lyset fra ledsagerstjernen sammen med de svage emissioner, der ville komme fra det sorte huls akkretionsskive, eller den ring af stof, der omkranser dets munding, havde forskerne overvurderet det sorte huls masse med mindst det dobbelte, viser de undersøgelser, der er offentliggjort på arXiv.

Sorte huller som galaktiske livsydere

Sorte huller er superskurkene i den episke historie om universet. De dræber vilkårligt. Og intet inden for deres rækkevidde er sikkert for dem.

Men der kan være mere til disse stenansigtede kosmiske mordere. Sorte huller kan faktisk være galaksernes livsmotorer. I deres ædevanvid sender de sorte huller også bobler af brændende varm, turbulent gas gennem kosmos, viser en undersøgelse fra november. Det varme plasma kan holde liv i galakser, som ellers ville køle af og dø, viser undersøgelsen. En anden undersøgelse, der blev offentliggjort i maj, viste, at den stråling, der udsendes af sorte huller, kan være drivkraft for fremmed liv – så længe det findes i en Goldilocks-zone, der ikke er for langt væk og ikke for tæt på galaksens centrum. Når disse sorte huller lever, kan deres stråling og lys drive fotosyntesen og lette dannelsen af livets biomolekylære byggesten, viste denne undersøgelse.

Sorte huller er måske slet ikke sorte huller

Og måske er sorte huller bare misforstået. Ligesom, meget misforstået. En vild teori, som blev foreslået af en matematiker og en fysiker i sommer, tyder på, at sorte huller, som vi kender dem, måske ikke eksisterer.

I henhold til Einstein er sorte huller uendeligt små, uendeligt tætte pletter, der er kendt som en singularitet, hvor matematikken i den generelle relativitetsteori bryder sammen. Men ifølge den nye forskning kan en almindelig matematisk forenkling, der bruges til at analysere relativitetsteorien, have en fejl. Resultatet er, at sorte huller måske slet ikke er singulariteter. I stedet er de måske lommer af rum fyldt med mørk energi. Og det kunne forklare nogle overraskende resultater fra verdens største gravitationsbølgejæger.

Mini sorte huller findes

Sorte huller kan helt sikkert være store, men kan de også være små? Det viser sig, at der kan eksistere små sorte huller, der er omkring halvt så store som de kendte huller, ude i rummet. De fleste sorte huller med almindelig masse er ca. 5-6 gange så store som vores sol.

I november fandt astronomer, der kiggede i udkanten af Mælkevejen, omkring 10.000 lysår væk, svage tegn på et sort hul, der er omkring 3,3 gange så massivt som solen. Det er alt for stort til at være en neutronstjerne, men mindre end noget andet kendt sort hul. Sådanne sorte huller var blevet forudsagt, men var aldrig blevet opdaget før.

Milkevejens sorte hul har et udbrud

Apropos Mælkevejen, så er det supermassive sorte hul i vores hjemlige galakse ude på noget meget mærkeligt. Normalt lyser et sort hul’s akkretionsskive mere, når det er mere aktivt, fordi mere stof gnider sig mod hinanden og skaber friktion. I maj var alt roligt for Mælkevejens centrale sorte hul, Sagittarius A*.

Derpå bemærkede astronomerne et mærkeligt udbrud, hvor det sorte hul glødede så stærkt, som astronomerne nogensinde havde set, i hvert fald i det infrarøde spektrum.

Det er ikke klart, hvad denne mærkelige flare er, men forskerne mener, at flaren blev forårsaget, da et støvet objekt eller en stjerne kom tæt på Sagittarius A*.

De største sorte huller blev dannet på et øjeblik

Massive himmellegemer som Sagittarius A* synes at have taget en evighed at danne, men det viser sig, at de største sorte huller i universet sandsynligvis blev dannet på et øjeblik, kosmisk set.

En undersøgelse, der blev offentliggjort i juni, tyder på, at supermassive sorte huller kunne være dannet i de første 800 millioner år af universets historie – og alt det ville have krævet var en stor gassky. Efterhånden som gasskyer akkumuleres og bindes gravitationelt, ville de være kollapset under deres egen vægt og have dannet et lille sort hul uden behov for, at en stjerne skulle blive til en supernova. Disse såkaldte “direkte kollapsende sorte huller” ville så være fortsat med at suge stof til sig i et rasende tempo og vokse 10.000 gange i løbet af blot 150 millioner år.

På det tidspunkt stoppede de bare – og efterlod de supermassive sorte huller, der i dag er spredt ud over vores univers.

UFO’er flyver ud af sorte huller

Hvad er mere mærkeligt end et sort hul? En ufo, der flyver ud af et. I dette tilfælde står UFO imidlertid for ultrahurtig udstrømning, og det er en varm vind, der ser ud til at strømme ud fra et sort hul’s akkretionsskive.

En undersøgelse, der blev offentliggjort i august, viste, at disse UFO’er kan forklare, hvorfor rummet nær galaksernes hjerte er relativt fattigt på stof. UFO’er fra supermassive sorte huller i galaktiske centre kan virke som sneplove, der skubber alt det ekstra stof i umiddelbar nærhed af et sort hul længere væk fra dets periferi, viste undersøgelsen.

Planet 9 kan faktisk være et sort hul

Apropos uidentificerede objekter: Det mystiske himmellegeme i vores solsystem, der er kendt som Planet 9, kan faktisk være et sort hul på størrelse med en grapefrugt.

Der er nogle mærkelige objekter langt ude bag Neptun, der opfører sig, som om de bliver styret af tyngdekraften fra et eller andet nærliggende objekt, som vi ikke kan se. De kredser væk fra de andre otte planeter, og de ser ud til at være orienteret i et andet plan.

Nogle teoretikere har lavet beregninger og konkluderet, at der er en planet derude – med en skæv bane – der er omkring 10 til 20 gange Jordens masse. Men i en undersøgelse, der blev offentliggjort i oktober, fandt andre forskere, der havde lavet separate talberegninger, at et lille primordielt sort hul, der er omtrent lige så stort som en grapefrugt, også kunne forklare den mærkelige opførsel af disse trans-neptuniske objekter.

Sending messages through a black hole would make it evaporate

Sorte huller kunne være ormehuller til et alternativt univers. Men lad være med at forsøge at sende en besked gennem ormehullet til nogen i det fremmede univers.

I august fandt forskere ud af, at hvis man sender selv en lillebitte besked gennem et sort hul, vil det ændre det sorte hul og få det til at fordampe. Den første besked, der blev sendt gennem ormehullet, ville skrumpe det modtagende sorte hul med 30 %, og hver efterfølgende besked ville skrumpe det sorte hul yderligere – samtidig med at den indeholdt mindre og mindre information. Efter blot en håndfuld transmissioner ville beskeden ikke bære nogen information, og det modtagende sorte hul ville forsvinde.

Aliens kunne skyde lasere mod sorte huller

Pew! Pew! Pew! Sorte huller kan ikke blot give næring til liv på fremmede verdener; de kan også gøre det muligt for rumvæsener at navigere i galaksen. Ved at skyde lasere mod sorte huller kan avancerede rumvæsener sende fotoner, eller lyspartikler, som boomerang rundt i tyngdekraftsbrøndene omkring de sorte huller. Disse fotoner ville cirkulere rundt og vende tilbage til modtageren, men i processen ville de tage noget af det sorte huls dynamik og omdanne den til energi. Når fotonerne vendte tilbage, kunne rumvæsenerne omdanne energien til momentum for at drive deres bevægelse gennem galaksen, og processen kunne gentages igen og igen.

Vi kan måske redde dig fra et sort hul

Når du suser forbi et sort huls begivenhedshorisont, bliver tiden langsommere, du strækker dig ud som spaghetti og bliver revet i småstykker, ikke? Ikke så hurtigt. Der kan være en måde at redde folk ud af disse himmelske dødsfælder på, i hvert fald ifølge en spekulativ ny teori.

Ifølge denne teori kan der måske være en måde at sammenflette to sorte huller på. (Kvanteforvikling er den mærkelige effekt, som typisk kun ses på små subatomare skalaer, hvor to partikler eller objekter er uløseligt forbundet på tværs af store afstande). Ingen har nogensinde formået at sammenflette objekter, der er synlige for det blotte øje, men hvis man antager, at der var en måde at sammenflette to objekter så massive som sorte huller på, kunne det være muligt at bruge dem som en måde at teleportere øjeblikkeligt mellem to steder. I så fald, hvis du ved et uheld faldt ned i et sort hul, kan der måske være en måde at få dig ud igen – om end i en anden tid og et andet sted.

Spindende sorte huller kan gøre det muligt at foretage blide hypersoniske rejser

Spænd sikkerhedsselen, tag dine støjreducerende hovedtelefoner på og slap af – du skal til at hoppe ind i et snurrende sort hul. Selvfølgelig er der en meget stor chance for, at du vil blive revet i stykker og aldrig blive set igen, men i det mindste mener nogle fysikere, at det faktisk kan være en helt anden oplevelse at gå ind i et snurrende sort hul. Faktisk kan snurrende sorte huller være mere som blide tidsportaler.

Lad os antage, at ormehuller eksisterer, og at sorte huller er vejen ind i dem. Visse typer af supermassive sorte huller, som f.eks. den blide kæmpe i hjertet af vores galakse, roterer ikke særlig meget. Og nye beregninger tyder på, at det ikke engang ville være en ujævn tur at rejse ind i et sådant sort hul, fordi dets langsomme rotation ville betyde ubetydelig krympning og strækning, og det ville ligge inden for de belastninger, et rumskib kan klare.

• Hvad er det? Dine spørgsmål om fysik besvaret
• De 12 mærkeligste objekter i universet
• Kosmiske rekordholdere: De 12 største objekter i universet

Originalt udgivet på Live Science.