Ny viden om sorte hullers mærkværdige egenskaber – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2012 > Ny viden om sorte hull...

11. december 2012

Ny viden om sorte hullers mærkværdige egenskaber

Sorte huller er omgærdet af mange gåder, men nu er forskere fra bl.a. Niels Bohr Institutet kommet med nye banebrydende teorier, som kan forklare flere af deres egenskaber. Forskningen viser, sorte huller har egenskaber, som svarer til både væskers og faste stoffers dynamik. Resultaterne er publiceret i det ansete videnskabelige tidsskrift, Physical Review Letters.

Sorte huller er ekstremt kompakte objekter i universet. De er så kompakte, at de får en enormt stor tiltrækningskraft, og alt hvad der kommer i nærheden af dem bliver opslugt. End ikke lys kan undslippe, så lys, der rammer et sort hul, vil ikke blive tilbagekastet, men opsluges. Derfor kan de ikke ses, og man kalder dem sorte huller.

"Men sorte huller er ikke helt sorte, for vi ved, at de udsender stråling, og noget tyder på, at strålingen er termisk, altså har en temperatur", fortæller Niels Obers, der er professor i teoretisk partikelfysik og kosmologi på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Indenfor teoretisk fysik kan man have forskellige flader, der opfører sig som sorte huller, og man kalder dem sorte braner. Når sorte braner foldes i flere dimensioner danner de et 'blackfold', som ny forskning viser har en relation mellem gravitation (tyngdekraft) og både væske- og faststoffysik.
(Credit: Kunstnerisk fortolkning af Merete Rasmussen)

Flere dimensioner

Forskerne ved, at de sorte huller er meget kompakte, men de forstår ikke, hvad deres kvanteegenskaber er. Niels Obers arbejder med teoretiske modelberegninger for at forstå de sorte hullers fysik bedre. Han fortæller, at man kan se på et sort hul som en partikel. En partikel har i princippet ingen dimensioner. Den er et punkt. Giver man en partikel én ekstra dimension, bliver den en streng. Giver man strengen en ekstra dimension, bliver den en flade. En sådan flade kalder fysikerne en 'bran' (ordet 'bran' er beslægtet med 'membran' fra biologiens verden).

"Indenfor strengteorien kan man have forskellige slags braner, altså flader, der opfører sig som sorte huller, og man kalder dem sorte braner. De sorte braner er termiske, det vil sige, de har en temperatur og er dynamiske objekter. Når sorte braner foldes i flere dimensioner danner de et 'blackfold", fortæller Niels Obers, der udarbejdede denne nye måde at betragte sorte braner på sammen med lektor i teoretisk partikelfysik på Niels Bohr Institutet, Troels Harmark i 2009.

Nyt gennembrud

Baseret på teorierne om de sorte braner og blackfolds har Niels Obers og hans to ph.d- studerende Jay Armas og Jakob Gath nu fremkommet med et nyt gennembrud i beskrivelsen af de sorte hullers fysik.

"De sorte braner er hydro-dynamiske objekter, det vil sige, at de har egenskaber som væsker. Vi har nu fundet ud af, at sorte braner også har egenskaber, som kan forklares ud fra faste stoffer. De kan opføre sig som elastiske materialer, når vi bøjer dem", fortæller Jay Armas.

Han forklarer, at når de sorte braner bøjes og foldes i et blackfold, skabes der en såkaldt piezoelektrisk effekt (elektricitet, som opstår på grund af tryk). Denne nye effekt kan forstås som en let bøjet og ladet sort streng med en større koncentration af ladning på den inderste side i forhold til den yderste side. Derved opstår der to elektrisk ladede poler på de sorte strenge. Sorte huller er forudset af Einsteins teori om tyngdekraft. Det betyder, at der eksisterer en meget overraskende relation mellem gravitation (tyngdekraft) og både væske- og faststoffysik.

"Med disse nye teorier forventer vi at kunne forklare andre fænomener om sorte huller, og vi forventer at kunne forstå de fysiske egenskaber af neutronstjerner bedre. Også de såkaldte partikelteorier, som for eksempel er relevant for at forstå kvark-gluon-plasma'et i ur-universet, forventer vi at få en større forståelse af", siger Niels Obers.

Artikel i Physical Review Letters >>

Artikel i Physical Review Letters, 2009 >>