Schwarze Löcher sind ein Ort im Universum, an dem die Sonne nicht scheint, um das Rockmusical Hair der 1960er Jahre zu paraphrasieren. Eine Gruppe von Wissenschaftlern spricht jedoch von „Haaren“ und sagt, dass diese Singularitäten möglicherweise eine Materie haben (manchmal auch als „Haare“ bezeichnet), die sich auf ihr Aussehen auswirken könnte.
Dies ist ein verworrenes Konzept, um herauszufinden (sozusagen). Packen wir also aus, was die neue Studie in Physical Review Letters bedeutet.
Als das Verständnis von Schwarzen Löchern in der wissenschaftlichen Literatur noch in den Kinderschuhen steckte, schrieb der Physiker John Wheeler einen Satz, der heute unter Wissenschaftlern auf diesem Gebiet bekannt ist: „Schwarze Löcher haben keine Haare.“ Sein Satz bezog sich auf die Definition von Schwarzen Löchern, von denen er glaubte, dass sie nur auf zwei Faktoren zurückzuführen sind: ihre Masse und ihren Drehimpuls oder die Rotationsgeschwindigkeit des Lochs. (Einige Quellen sagen auch, dass elektrische Ladung als dritter Faktor enthalten war.)
Angenommen, Sie haben ein Schwarzes Loch, das aus einem riesigen Stern entstanden ist, der implodiert ist. Obwohl der Stern selbst charakteristische Eigenschaften hatte, sagt diese Theorie, dass sie in einem Schwarzen Loch verschwinden würden. Um das auf den Punkt zu bringen, sagte Wheelers Satz, dass alle Schwarzen Löcher im Wesentlichen gleich sind.
Dieses Verständnis von Schwarzen Löchern geht auf das Jahr 1963 zurück und geht auf ein „sauberes“ Schwarzlochmodell zurück, das erstmals von Roy Kerr veröffentlicht wurde. Die neue Studie stimmt zu, dass Kerrs Arbeit von vor 50 Jahren mit allgemeiner Relativitätstheorie arbeitet, einer Theorie von Einstein, die (in sehr einfachen Worten) besagt, dass die Naturgesetze im gesamten Universum konsistent sind. (Mehr zu diesem früheren Artikel im Space Magazine.) Da sich die Theorie auf Schwarze Löcher bezieht, biegen starke Schwerkraftquellen Raum und Zeit.
Kerrs Theorie tut es jedochnichtstimmen den Erweiterungen von Einsteins Arbeit zu, sagten die Wissenschaftler. Diese Erweiterungen werden als Skalartensortheorien bezeichnet, und es gibt verschiedene Variationen zu diesem Thema. Die Physik befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen zwei verschiedenen Feldtypen, Skalar und Tensor. Skalarfelder weisen gemäß diesem Artikel des Massachusetts Institute of Technology Werte für jeden beobachteten Raumpunkt zu. (Denken Sie an eine Temperaturkarte des Mars). Tensorfelder messen diese Variablen in Bezug zueinander.
Das Wissenschaftsteam bestand aus Thomas Sotiriou, einem Physiker an der International School for Advanced Studies in Italien.
Sein Team, sagte Sotiriou in einer Erklärung, „konzentrierte sich auf die Angelegenheit, die normalerweise realistische Schwarze Löcher umgibt, die von Astrophysikern beobachtet wurden. Diese Materie zwingt das von Kerr angenommene reine und einfache Schwarze Loch, eine neue „Ladung“ (das Haar, wie wir es nennen) zu entwickeln, die es in der umgebenden Materie und wahrscheinlich im gesamten Universum verankert.
"Nach unseren Berechnungen", fügte er hinzu, "geht das Wachstum der Haare des Schwarzen Lochs mit der Emission charakteristischer Gravitationswellen einher."
Dieses Modell wurde noch nicht durch Messungen bewiesen, daher sollten astronomische Instrumente in den kommenden Jahrzehnten darauf achten. Es sollte auch beachtet werden, dass andere Wissenschaftler andere Probleme mit der Theorie des sauberen Schwarzen Lochs gefunden haben, die Sie überprüfen können, wenn Sie dazu neigen.
In der Zwischenzeit können Sie die neue Studie unter diesem Link lesen. Es gibt auch eine vorveröffentlichte Version.
Quelle: Scuola Internzaionale Superiore di Studi Avanzati
