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    Toutes les théories ne peuvent pas expliquer le trou noir M87*

    Tous ces trous noirs projettent des ombres sombres qui se distinguent les unes des autres par leur taille, mais seuls ceux qui tombent dans la bande grise sont compatibles avec les mesures EHT 2017 de M87*, et sur cette image, celui représenté en rouge en bas est trop petit pour être un modèle viable pour M87*. Crédit :Prashant Kocherlakota, Luciano Rezzolla (Goethe University Frankfurt et Collaboration EHT/Fiks Film 2021)

    Comme l'a souligné pour la première fois l'astronome allemand Karl Schwarzschild, les trous noirs plient l'espace-temps à un degré extrême en raison de leur extraordinaire concentration de masse, et chauffer la matière dans leur voisinage pour qu'elle commence à briller. Le physicien néo-zélandais Roy Kerr a montré que la rotation peut modifier la taille du trou noir et la géométrie de son environnement. Le « bord » d'un trou noir est connu comme l'horizon des événements, la limite autour de la concentration de masse au-delà de laquelle la lumière et la matière ne peuvent s'échapper et qui rend le trou noir noir. Trous noirs, la théorie prédit, peut être décrit par une poignée de propriétés :masse, tournoyer, et une variété de frais possibles.

    En plus des trous noirs prédits par la théorie de la relativité générale d'Einstein, on peut considérer ceux issus de modèles inspirés des théories des cordes, qui décrivent la matière et toutes les particules comme des modes de minuscules cordes vibrantes. Les théories des trous noirs inspirées des cordes prédisent l'existence d'un champ supplémentaire dans la description de la physique fondamentale, ce qui conduit à des modifications observables de la taille des trous noirs ainsi que de la courbure de leur voisinage.

    Les physiciens Dr. Prashant Kocherlakota et le professeur Luciano Rezzolla de l'Institut de physique théorique de l'Université Goethe de Francfort, ont maintenant étudié pour la première fois comment les différentes théories correspondent aux données d'observation du trou noir M87* au centre de la galaxie Messier 87. L'image de M87*, prises en 2019 par la collaboration internationale Event Horizon Telescope (EHT), a été la première preuve expérimentale de l'existence réelle des trous noirs après la mesure des ondes gravitationnelles en 2015.

    Le résultat de ces investigations :Les données de M87* sont en excellent accord avec les théories basées sur Einstein et dans une certaine mesure avec les théories basées sur les cordes. Le Dr Prashant Kocherlakota explique :« Avec les données enregistrées par la collaboration EHT, nous pouvons maintenant tester différentes théories de la physique avec des images de trous noirs. Actuellement, nous ne pouvons pas rejeter ces théories lors de la description de la taille de l'ombre de M87*, mais nos calculs limitent la plage de validité de ces modèles de trous noirs."

    Le professeur Luciano Rezzolla déclare :« L'idée de trous noirs pour nous, physiciens théoriciens, est à la fois une source d'inquiétude et d'inspiration. Alors que nous sommes encore aux prises avec certaines des conséquences des trous noirs, comme l'horizon des événements ou la singularité, nous semblons toujours désireux de trouver de nouvelles solutions de trous noirs également dans d'autres théories. Il est donc très important d'obtenir des résultats comme les nôtres, qui déterminent ce qui est plausible et ce qui ne l'est pas. C'était une première étape importante et nos contraintes seront améliorées au fur et à mesure que de nouvelles observations seront faites."

    Dans la collaboration Event Horizon Telescope, des télescopes du monde entier sont interconnectés pour former un télescope géant virtuel avec une parabole aussi grande que la Terre elle-même. Avec la précision de ce télescope, un journal de New York pouvait être lu dans un café de rue à Berlin.


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