Astronomové poprvé přímo pozorovali, jak supermasivní černá díra narušuje strukturu časoprostoru kolem sebe, a potvrdili tak stoletou předpověď z teorie obecné relativity Alberta Einsteina. Tento jev, známý jako prostoročasové strhávání nebo Lense-Thirringův efekt, byl objeven u hvězdy roztrhané gravitací černé díry, což poskytuje bezprecedentní důkaz o tom, jak tito vesmírní obři deformují realitu.
Věda za časoprostorovým zkreslením
Einsteinova teorie z roku 1915 naznačuje, že hmota deformuje časoprostor – jednotný koncept prostoru a času – a vytváří to, co vnímáme jako gravitaci. Masivnější objekty vytvářejí větší zkreslení. V roce 1918 Josef Lense a Hans Thirring matematicky ukázali, že rotující masivní objekty by se svým pohybem táhly časoprostor, jako kolovrátek stahující vodu do víru. Tento efekt bylo extrémně obtížné přímo měřit.
Proč na tom záleží: Potvrzení efektu časoprostorového odporu nabízí nový nástroj pro studium černých děr. Nyní můžeme zkoumat jejich rotaci, jak spotřebovávají hmotu (prostřednictvím událostí narušení přílivu nebo odlivu, TDE) a mocné proudy energie, které vyzařují.
Pochybující důkazy z hvězdné hostiny
Pozorování se soustředí kolem události slapového narušení (TDE), nazývané AT2020afhd, kdy se hvězda přiblížila příliš blízko k supermasivní černé díře. Gravitace černé díry protáhla hvězdu do vlákna hmoty – proces zvaný “špagetifikace” – předtím, než ji pohltí. Když hvězdné trosky vířily do akrečního disku kolem černé díry, tým si všiml rytmické pulsace v jejích rentgenových a rádiových emisích.
Tato pulsace, opakující se každých 20 pozemských dnů, nebyla náhodná. Odpovídalo to očekávanému efektu strhávání časoprostoru: černá díra doslova otáčí prostor kolem sebe.
Jak bylo pozorování uskutečněno
Tým použil ke sledování TDE data z NASA Neil Gehrels Swift Space Observatory (rentgenová pozorování) a Karl G. Jansky Very Large Array radioteleskop (rádiové vlny). Na rozdíl od předchozích TDE vykazoval AT2020afhd přechodné změny signálu, které nebylo možné vysvětlit normálním uvolňováním energie. Tím se potvrdilo podezření týmu, že černá díra kolem sebe táhne prostor.
“Naše studie poskytuje dosud nejsilnější důkaz Lense-Thirringova precesního efektu… černé díry, která za sebou táhne časoprostor,” řekl Cosimo Inserra z Cardiffské univerzity. “To je skutečný dar pro fyziky.”
Gravitomagnetismus a výzkum budoucnosti
Tento objev naznačuje, že rotující masivní objekty generují „gravitomagnetické pole“, podobné tomu, jak rotující nabité objekty generují magnetická pole. To otevírá nové možnosti pro pochopení fyziky černých děr a extrémních prostředí kolem nich. Další analýza může upřesnit naše chápání efektu časoprostorového odporu a jeho důsledků pro vesmír.
Na závěr: Pozorování toho, jak černá díra deformuje časoprostor, není jen potvrzením Einsteinovy teorie, ale také důležitým krokem k odhalování záhad těchto vesmírných obrů. Poskytuje novou metodu pro studium černých děr, jejich stravovacích návyků a násilných procesů, které spouštějí, a nabízí hlubší pochopení nejextrémnější fyziky ve vesmíru.
