Nyt studie bekræfter gammel Stephen Hawking-teori om sorte huller

Sammenstødet mellem to gigantiske sorte huller for 1,3 milliarder år siden førte til opdagelsen af tyngdebølger. (Billede: C. Henze/NASA Ames Research Center)

Sammenstødet mellem to gigantiske sorte huller for 1,3 milliarder år siden førte til opdagelsen af tyngdebølger. (Billede: C. Henze/NASA Ames Research Center)

Kilde: 
22 juni 2021

I 2016 spåede begejstrede forskere, at opdagelsen af tyngdebølger ville bringe os et stort skridt tættere på at besvare nogle af universets helt fundamentale spørgsmål:

»Ved at studere tyngdebølgerne kan vi måske endelig finde frem til, hvorfor den generelle relativitetsteori bryder sammen,« fortalte astrofysiker Ulrich Sperhake dengang Videnskab.dk.

»Vi ved, at en mere komplet teori af tyngdekraften skal inkludere kvantemekanikken og de fænomener, der finder sted på et atomart plan.« 

Meget passende er det så, at de selvsamme tyngdebølgemålinger nu bliver brugt til at bekræfte en af Stephen Hawkings mangeårige teorier om sorte huller, der, hvor striden mellem kvantemekanikken og den almene relativitetsteori måske er tydeligst: Netop, at det er umuligt for overfladen på et sort hul af blive mindre over tid.

Det skriver Live Science.

Denne kendsgerning flugter nydeligt med Albert Einsteins generelle relativitetsteori, som lagde grundlaget for Stephen Hawkings egen teori fra 1971, og som fortæller os, at fordi et sort huls tiltrækningskraft er så stort, at intet kan undslippe, kan det sorte hul nødvendigvis kun blive større, aldrig mindre.

Det bekræftede astrofysikerne bag det nye studie ved at studere de tyngdebølger, som for 1,3 milliarder år siden blev frigivet i kollisionen og den efterfølgende sammensmeltning af to gigantiske sorte huller.

Ved at opdele tyngdebølgemålingerne i to halve—før og efter sammensmeltningen—kunne forskerne udregne de sorte hullers masse og omdrejninger, og dermed overfladearealerne, på både de to oprindelige sorte huller og det nye forenede sorte hul.

Det nye sorte hul havde, som spået, et overfladeareal, der var større end de to forrige tilsammen, og bekræfter Stephen Hawkings teori med 95 procents sikkerhed, skriver Live Science.

»Det er ligesom, hvis man slår til en klokke, så kan den specifikke tonehøjde og varighed, klokken ringer med, fortælle dig om dens struktur, og hvad den er lavet af,« fortæller astrofysiker Maximiliano Isi, ifølge Live Science.

Når vi introducerer kvantemekanik, får vi dog et andet billede. For ifølge en anden af Stephen Hawkings’ berømte teorier vil sorte huller over tid langsomt ‘fordampe’ energi gennem en proces kaldet hawkingstråling, og dermed blive mindre.

Fordampningen sker over så lang tid, at det ville svare til flere af universets levealdre og lader derfor ikke til at brydes med Stephen Hawkings ‘overfladelov’ på kort sigt, men i sidste ende er den en uforenelighed, forskerne håber at løse.

»Jeg er besat af disse objekter (sorte huller, red.) fordi de er så paradoksale. De er ekstremt mystiske og modsigende, men samtidig er de også de simpleste objekter, der findes,« uddyber Maximiliano Isi, ifølge Live Science.

»Dét, og så det faktum, at sorte huller er der, hvor tyngdekraften møder kvantemekanik, hvilket gør dem til den perfekte tumleplads for vores forståelse af virkeligheden.«

Studiet blev udgivet i tidsskriftet Physical Review Letters.

cll

Ovenstående er udvalgt og resumeret af Videnskab.dk, men redaktionen har ikke udført selvstændig research. Gå til den oprindelige kilde for flere detaljer.