Teoria Czarnych Dziur i nasza interpretacja Czarnej Dziury

Świat nauki zaproponował kilka propozycji na temat interpretacja zjawiska Czarnych Dziur. Ostatnio pojawiła się Nowa Teoria Czarnych Dziur. Hipotetyczny twór - Czarna Dziura, zyskał przez ostatnie lata swoją osobowość, charakterystykę i kilka teorii. 10 kwietnie 2019 roku, Świta mógł po raz pierwszy zobaczy Czarną Dziurę na zdjęciu. Wyniki uzyskane w ramach projektu o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT ang. Event Horizon Telescope).

Event Horizon Telescope, EHT to międzynarodowy program naukowy, którego zadaniem jest obserwacja przestrzeni kosmicznej znajdującej się w bezpośredniej bliskości czarnej dziury z rozdzielczością kątową porównywalną do rozmiarów horyzontu zdarzeń czarnej dziury. Astronomowie pokazali dzisiaj pierwszy obraz czarnej dziury (a tak naprawdę jej cienia). Udało się to osiągnąć w obserwacjach supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki M87.

Czarne dziury fascynują wiele osób. O ich istnieniu jesteśmy w zasadzie przekonani, chociażby na podstawie obserwacji ruchów innych obiektów w pobliżu czarnych dziur i przewidywań ogólnej teorii względności, ale do tej pory nie udało się takiej czarnej dziury zaobserwować bezpośrednio. Aby zmienić tę sytuację ponad 200 naukowców zaangażowało się w Event Horizon Telescope (EHT). Udział w odkryciu mają również Polacy. W projekcie Teleskopu Horyzontu Zdarzeń bierze udział dwoje Polaków: prof. Monika Mościbrodzka z Radboud University w Nijmegen w Holandii oraz dr Maciek Wielgus z Black Hole Initiative na Harvard University w USA.

Globalna sieć teleskopów

EHT to globalny projekt z celem zaobserwowania cienia czarnej dziury. Łączy radioteleskopy i sieci radioteleskopów z różnych miejsc na Ziemi, aby przeprowadzić obserwacje interferometrii wielkobazowej (VLBI) i utworzyć wirtualny teleskop o wielkości naszej planety. W ten sposób w przypadku supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87 udało się uzyskać kątową zdolność rozdzielczą 20 mikrosekund łuku. To tak jakbyśmy siedząc w kawiarni w Paryżu byli w stanie przeczytać gazetę umieszczoną w Nowym Jorku, albo będąc na Ziemi rozróżnić szczegóły wielkości karty kredytowej na Księżycu.

Nowa Teoria Czarnych Dziur. Rozmieszczenie teleskopów pracujących w ramach Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (Event Horizon Telescope) podczas obserwacji supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87. Źródło: NRAO.

Łącznie przy projekcie EHT pracuje ponad 200 naukowców z Europy, Afryki, Ameryki Południowej, Ameryki Północnej, Azji. W składzie konsorcjum EHT znajduje się 13 instytucji. Z kolei zaangażowane w obserwacje teleskopy to: ALMA, APEX, IRAM 30-meter Telescope, IRAM NOEMA Observatory, James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), Large Millimeter Telescope (LMT), Submillimeter Array (SMA), Submillimeter Telescope (SMT), South Pole Telescope (SPT), Kitt Peak Telescope oraz Greenland Telescope (GLT).

Zdjęcie cienia czarnej dziury

Obserwacje prowadzono na fali o długości 1,3 mm. Udało się uzyskać obraz cienia czarnej dziury oraz wyznaczyć jej masę w sposób niezależny od wyznaczeń masy na podstawie dynamiki gwiazd w M87. Wyznaczona masa to 6,5 miliardów mas Słońca. Z kolei odległość do czarnej dziury wynosi 55 milionów lat świetlnych. Sam cień czarnej dziury jest około 2,5 razy większy niż horyzont zdarzeń, który mierzy nie więcej niż 40 miliardów kilometrów (mniej niż 250 au).

Nowa Teoria Czarnych Dziur. Tak wygląda pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury (a właściwie jej cienia). Źródło: EHT Collaboration.

Jak przebiegły te przełomowe odkrycie? Najpierw wielokrotnie obserwowano strukturę w kształcie pierścienia w sercu galaktyki M87. Wewnątrz tej struktury znajduje się ciemny obszar. Po upewnieniu się, że wszystkie elementy występują w kolejnych obserwacjach EHT zaczęto sprawdzać wyniki obserwacji z przewidywaniami modeli teoretycznych, takich które uwzględniają fizykę zakrzywionej przestrzeni (Zapadanie grawitacyjne), supergrzanie materii i silne pola magnetyczne. Okazało się, że obserwacje zgadają się z przewidywaniami teoretycznymi. Ten ciemny obszar w środku to cień czarnej dziury!

Czarne Dziury według ToE-Przestrzeni Kwantowej

Nasza Koncepcja – ToE–Przestrzeni Kwantowej prezentuje odmienną koncepcję Czarnej Dziury. Według tej koncepcji, wnętrze Czarnej Dziury ma swoją osobliwość, które według naszej koncepcji ma swoją interpretację. Otóż, według nas, wnętrze Czarnej Dziury jest bardzo mocno związane z naszą koncepcją Czasu. Interpretacja osobliwości naszej polega na gromadzeniu czasu we wnętrzu czarnej dziury, a pośrednio - gromadzeniu informacji, która może stanowić opis naszego Wszechświata - od jego osobliwego początku do jego osobliwego końca.

Czarne Dziury jak na razie stanowią ogromne wyzwania w obszarze badawczym. Jak na razie część z tych informacji, jako pośrednio udaje nam się uzyskać, mogą posłużyć do budowy nowych koncepcji i modeli matematycznych. Każda kolejna informacja o tym osobliwym zjawisku przybliża nas do kolejnych wniosków. Zwieńczeniem badań byłoby wysłanie sondy kosmicznej do wnętrza Czarnej Dziury. Wówczas moglibyśmy się przekonać jak wiele wiemy, albo jak bardzo się mylimy w aspekcie czy są czarne dziury.

Przeszliśmy daleką drogę - od hipotetycznych modeli matematycznych - do zdjęcia Czarnej Dziury. Nadal mamy więcej pytań niż odpowiedzi. Wydaje się, że Czarne Dziury mają bardzo ścisłe powiązanie z naszym pojęciem czasu. Czarne Dziury w swoich modelach matematycznych zakładają istnienie w swoim wnętrzu "Osobliwości". Ostatnio, dzięki nowym symulacjom komputerowym, powstaje nowa Teoria czarnych dziur.

Dzięki takim próbom, może się okazać, że czarne dziury mogą nie posiadać centralnej osobliwości. Wydaje się, że to kolejny głos w dyskusji. Dlatego postanowiliśmy również zacytować poniżej artykuł na temat nowych założeń i nowych koncepcji dla Czarnych Dziur. Oczywiście spróbujemy odnieść się do tych treści w wywołać własną dyskusję - to tylko nasz próba interpretacji tak fascynującego zjawiska jak czarne dziury. Być może Czarne Dziury mogą spełniaj dodatkową funkcji - portalu pomiędzy Równoległymi Wszechświatami?

Odkryli tajemnice czarnych dziur? Nowa teoria może wszystko zmienić

To może zmienić nasze rozumienie Wszechświata. Naukowcy opracowali teorię, która eliminuje problem centralnej osobliwości w czarnych dziurach. To jedna z największych zagadek kosmosu, moment w którym wszystkie zasady i teorie przestają mieć sens. Czy ten koncept przybliży nas do odkrycia największych tajemnic kosmosu?

Nowa Teoria Czarnych Dziur - zdjęcie ilustracyjne Czarną Dziurę.

Źródło zdjęć: © NASA’s Goddard Space Flight Cente, Jeremy Schnittman, cmglee, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Zespół naukowców zaproponował nową teorię dotyczącą czarnych dziur, która eliminuje jeden z najbardziej problematycznych aspektów fizyki, czyli centralną osobliwość, punkt, w którym wszystkie nasze teorie i modele przestają działać. Pojęcie odnosi się się do miejsca w centrum czarnej dziury, gdzie gęstość materii i krzywizna czasoprzestrzeni stają się nieskończone. Jest to punkt, w którym wszystkie znane prawa fizyki przestają działać w sposób, w jaki je rozumiemy.

Czarne dziury od zawsze były dla nas enigmatyczne i fascynujące. Ich horyzont zdarzeń, czyli zewnętrzna granica, to powierzchnia, z której nie może uciec nawet światło. Co przekłada się na to, że nie możemy bezpośrednio obserwować ani mierzyć tego, co znajduje się w ich wnętrzu.

Czarne dziury mogą nie posiadać centralnej osobliwości

Teoria względności Einsteina mówi, że obiekty z masą zakrzywiają czasoprzestrzeń i z tego zakrzywienia wynika grawitacja. Im większa masa, tym większe zakrzywienie czasoprzestrzeni i silniejszy wpływ grawitacji. Jednak równania Einsteina przewidują istnienie osobliwości, co okazuje się problematyczne. Zgodnie z nową teorią, czarne dziury mogą nie posiadać centralnej osobliwości.

"Osobliwość jest najbardziej tajemniczą i problematyczną częścią czarnej dziury. To miejsce, gdzie nasze pojęcia przestrzeni i czasu przestają mieć sens. Jeśli czarne dziury nie mają osobliwości, są znacznie bardziej zwyczajne"

- mówi Robie Hennigar z Uniwersytetu w Durham

Zmodyfikowali teorię, która odmieniła rozmienienie Wszechświata

Jak podaje portal Lice Science, zespół naukowców zmodyfikował równania Einsteina, aby grawitacja zachowywała się inaczej w silnie zakrzywionej czasoprzestrzeni. To prowadzi do usunięcia centralnych osobliwości czarnych dziur.

"W naszym modelu zapadanie się czasoprzestrzeni zatrzymuje się, a osobliwość zostaje zastąpiona przez silnie zakrzywiony, statyczny obszar w centrum czarnej dziury"

- wyjaśnia Pablo Antonio Cano Molina-Niñirola z Uniwersytetu w Barcelonie

Jeśli teoria zespołu jest poprawna, może to oznaczać, że czarne dziury są bardziej zwyczajne, niż dotychczas sądzono. Jednakże, jak zauważa Hennigar, nawet jeśli koncepcja czarnych dziur bez osobliwości zostanie potwierdzona, nie zakończy to poszukiwań teorii kwantowej grawitacji i teorii wszystkiego.

"Nasza praca dostarcza odpowiedzi na niektóre tajemnice, ale otwiera inne. Na przykład, według naszego modelu, materia wpadająca do regularnej czarnej dziury ostatecznie opuszcza ją przez biały otwór w innym wszechświecie lub w odłączonym regionie tego samego wszechświata"

- dodaje naukowiec.

Źródło: https://tech.wp.pl/odkryli-tajemnice-czarnych-dziur-nowa-teoria-moze-wszystko-zmienic,7141063043472192a

Powyższy cytat może stanowić kolejną znaczącą porcję danych, które pozwolą nam na uzupełnienie wiedzy. Czarne Dziury jak wydać, wydają się fascynującym zjawiskiem, które wpływa na ekspansję naszego Wszechświata. Wiemy, że mogą wpływać na rozwój i kształt naszego Wszechświata. Czarne Dziury wpływają na ruch obrotowy galaktyk - obserwujemy wielkie dyski galaktyczne, które prawdopodobnie bez centralnej Czarnej Dziur nie byłby możliwe. Oddziaływanie czarnych dziur obserwujemy powszechnie. Czarne Dziury istnieją, pomimo faktu, że nie można ich zobaczyć.

Koncepcja Czarnej Dziury według naszej ToE-Przestrzeni Kwantowej

Czarne Dziury wydają się istnieć i oddziaływać na nasz Wszechświat. Znakomicie zostały opisane w modelach matematycznych. Trwa nieustanna Identyfikacja systemu, która pomoże nam uzyskać lepsze przybliżenia dla opisu zjawisk związanych z istnieniem i funkcjonowaniem Czarnych Dziur. Nasza interpretacja Czarnych Dziur ogranicza się do pewnych przemyśleń na temat wnętrza Czarnych Dziur. Nie wiemy czy tak w istocie może być, jednak zakładamy, że Czarnej Dziury mają bardzo silne powiązanie z koncepcją czasu.

Wydaje się nam, że we wnętrzu Czarnej Dziury jest zgromadzona informacja o naszym Wszechświecie. Czarne Dziury nie tylko pochłaniają materię - Czarne Dziury pochłaniają również czas i informację. Oznacza to, że we wnętrzu każdej Czarnej Dziury może znajdować się materia z odległych czasów, które została pochłonięta. Jeśli tak może być, to znajduje się tam również informacja o prawach fizyki z tamtych czasów. Innymi słowy, informacja zawarta we wnętrzu czarnej dziury może kumulować informację i czas, który upłynął. Wynika to z konsekwencji wprowadzenia przez nas innej interpretacji pojęcia czasu.

Nowe Teoria Czarnych Dziur. Wewnątrz Czarnej Dziury znajduje się cały dostępny czas, jaki upłynął w naszym Uniwersum. Horyzont Zdarzeń ma upływ czasu prawie zerowy, natomiast w wnętrzu Czarnej Dziury cały czas się już skończył. Można zatem wewnątrz Czarnej Dziury znaleźć informację o powstaniu i końcu Wszechświata. W okolicy Horyzontu Zdarzeń znaleźć informację na temat wszystkich Wszechświatów Równoległych. Oznacza to, że wokół Czarnej Dziury może „funkcjonować granica pomiędzy Światami Równoległymi".

Czas w pobliżu Horyzontu Zdarzeń upływa zmiennie. Im bliżej jesteśmy Horyzontu zdarzeń, tym nasz czas zwalnia. Trudno to zrozumieć, jakie zjawiska mogą się dziać w okolicy Horyzontu Zdarzeń, ale jeśli wszystko jest kwantowe oraz nasze pojęcie czasu ma dynamiczną interpretację, to może okazać się, że w pobliżu Horyzontu Zdarzeń mamy również dynamicznie zmieniające się prawa fizyki. Oznacza to, że możemy opisywać w tych miejscach zupełnie inne Wszechświata - Równoległe Rzeczywistości, które mają inne upływy czasu oraz inne prawa fizyki.

Można zatem wyciągnąć wniosek, że Wnętrze Czarnej Dziury kumuluje Czas oraz kumuluje informacje, która jest konieczna do opisu pochłoniętych atrybutów podstawowych: czasu, przestrzeni, energii i materii. Wówczas to może się okazać, że wewnątrz Czarnej dziury będzie znajdować się Informacja o czasach, kiedy to dopiero formowała się materia dla tamtej chwili. Być może w tamtym momencie funkcjonowały zupełnie inne prawa fizyki, a czas upływał zupełnie inaczej w stosunku do naszego Tu i naszego Teraz.

Skumulowana informacja we wnętrzu Czarnej Dziury może posłużyć od odbudowy naszej przeszłości i naszej przyszłości. Jeśli skumulowana informacja pochodzi z zamierzchłych czasów, to można teoretycznie odtworzyć warunki jakie panowały w tamtym momencie. Wszystko zgodnie z prawami, jakie wówczas opisywały tamtą Rzeczywistość. Wydaje się, że Czarne Dziury "karmią się" nie tylko materią, ale również czasem i informacją - a skoro tak może być, to tak informacja i czas musza być dostępne. Nie wiadomo czy taka informacja byłby użyteczna z naszego punktu widzenia - z naszego Tu i z naszego Teraz.

Nasza Koncepcja – ToE–Przestrzeni Kwantowej zakłada również, że inną interpretację czasu. Może to wpłynąć na zjawiska zachodzące w okolicach Horyzontu Zdarzeń. Inne podejście do czasu, może wymusić inną interpretację materii, a to z kolei - może prowadzić do innego postrzegania zjawiska grawitacji. Oddziaływanie grawitacyjne jest zjawiskiem, które pośrednio potwierdza istnienie Czarnych Dziur. Dzięki obserwacji wpływu grawitacji możemy "obserwować" Czarne Dziury. Dlatego podstawą dla naszej KToE–Przestrzeni Kwantowej jest pojęcie "czasu".

Marek Ożarowski