Immagina un buco nero che gira così colossale e così potente da calciare i fotoni, le unità di base della luce, e inviarle a migliaia di anni luce nello spazio. Gli scienziati stanno annunciando sul diario Natura Fisica oggi che quei fotoni ben viaggiati portano ancora la firma di quella colossale scossa, come una distorsione nel modo in cui si muovono. L'interruzione è come una missiva a lunga distanza dal buco nero stesso, contenente informazioni sulle sue dimensioni e sulla velocità della sua rotazione.
I ricercatori affermano che i fotoni spinti sono la chiave per svelare la teoria che prevede i buchi neri in primo luogo.
"È raro nella ricerca sulla relatività generale che venga scoperto un nuovo fenomeno che ci consenta di testare ulteriormente la teoria", afferma Martin Bojowald, professore di fisica della Penn State e autore di un Notizie e visualizzazioni articolo che accompagna lo studio.
I buchi neri sono così potenti dal punto di vista della gravità che distorcono la materia vicina e persino lo spazio e il tempo. Chiamato framingragging, il fenomeno può essere rilevato da giroscopi sensibili sui satelliti, osserva Bojowald.
L'autore principale dello studio Fabrizio Tamburini, un astronomo dell'Università di Padova (Padova) in Italia, ei suoi colleghi hanno calcolato che lo spazio-tempo rotante può impartire alla luce una forma intrinseca del momento angolare orbitale distinto dalla sua rotazione. Gli autori suggeriscono di visualizzarlo come fronti d'onda non planari di questa luce contorta come una scala a chiocciola cilindrica, centrata attorno al raggio di luce.
"Il modello di intensità della luce attorcigliata trasversale al raggio mostra un punto scuro nel mezzo - dove nessuno camminerebbe sulla scala - circondato da cerchi concentrici", scrivono. "La torsione di una modalità pura [momento angolare orbitale] può essere vista in schemi di interferenza." Dicono che i ricercatori hanno bisogno tra 10.000 e 100.000 fotoni per mettere insieme la storia di un buco nero.
E i telescopi hanno bisogno di una sorta di visione 3D (o olografica) per vedere i cavatappi nelle onde luminose che ricevono, Bojowald ha detto: "Se un telescopio può ingrandire sufficientemente da vicino, si può essere certi che tutti i 10.000-100.000 fotoni provengono da il disco di accrescimento piuttosto che da altre stelle più lontane. Quindi l'ingrandimento del telescopio sarà un fattore cruciale. "
Crede, sulla base di un calcolo approssimativo, che “una stella come il sole lontana dal centro della Via Lattea dovrebbe essere osservata per meno di un anno. Quindi non sarà un'immagine diretta, ma non si dovrebbe aspettare molto a lungo. "
Il coautore dello studio Bo Thidé, professore e direttore del programma presso l'Istituto svedese di fisica spaziale, ha affermato che un anno potrebbe essere conservativo, anche nel caso di una piccola rotazione e della necessità di un massimo di 100.000 fotoni.
"Ma chi lo sa", ha detto. “Ne sapremo di più dopo aver realizzato ulteriori modelli dettagliati e, ovviamente, osservazioni. In questo momento sottolineiamo la scoperta di a
nuovo fenomeno di relatività generale che ci consente di fare osservazioni, lasciando da parte previsioni quantitative precise. ”
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