Wybierz dowolny obiekt we wszechświecie, a prawdopodobnie się on obraca. Asteroidy toczą się jeden po drugim, planety i księżyce wirują wokół swoich osi, a nawet czarne dziury wirują.
Wszystko, co się obraca, ma maksymalny limit, do jakiego może się obracać. Czarna dziura w naszej galaktyce obraca się mniej więcej z tą maksymalną prędkością.
W przypadku obiektów takich jak Ziemia maksymalna prędkość obrotu zależy od ich grawitacji powierzchniowej. Ciężar, jaki odczuwamy stojąc na Ziemi, nie wynika wyłącznie z grawitacji Ziemi.
Grawitacja ciągnie nas w stronę centrum naszego wszechświata, ale rotacja Ziemi ma również tendencję do odrzucania nas od Ziemi. Ta siła „odśrodkowa” jest bardzo mała, ale oznacza, że Twój ciężar na równiku jest nieco mniejszy niż na biegunie północnym lub południowym.
W ciągu 24 godzin różnica masy między równikiem a biegunem wynosi tylko 0,3%. Ale 10-godzinny dzień Saturna oznacza, że różnica wynosi 19%. Do tego stopnia, że Saturn wygina się nieco na zewnątrz na równiku.
Teraz wyobraźcie sobie planetę obracającą się tak szybko, że różnica wynosi 100%. W tym momencie siła grawitacji i siła odśrodkowa planety na równiku zanikną.
Jeśli świat będzie kręcił się szybciej, to się rozpadnie. Prawdopodobnie odleciałby z mniejszą prędkością wirowania, ale jest to zdecydowanie maksymalna prędkość wirowania.
W przypadku czarnych dziur sytuacja wygląda nieco inaczej. Czarne dziury nie są obiektami posiadającymi fizyczną powierzchnię. Nie jest wykonany z materiału, który może odlecieć. Ale nadal mają maksymalny wskaźnik obrotu.
Czarne dziury charakteryzują się ogromną grawitacją, która zniekształca przestrzeń i czas wokół nich. Horyzont zdarzeń czarnej dziury reprezentuje jednak punkt, z którego nie ma powrotu dla pobliskich obiektów To nie jest powierzchnia fizyczna.
O rotacji czarnej dziury również nie decyduje obrót masy fizycznej, ale zakrzywienie czasoprzestrzeni wokół czarnej dziury. Kiedy obiekty takie jak Ziemia się obracają, bardzo nieznacznie skręcają przestrzeń wokół siebie. Jest to efekt tzw Pociągnij ramę.
O rotacji czarnej dziury decyduje efekt oporu klatki. Czarne dziury obracają się bez fizycznej rotacji materii. Po prostu wypaczona struktura czasoprzestrzenna. Oznacza to, że istnieje górna granica tego obrotu ze względu na nieodłączne właściwości przestrzeni i czasu.
W równaniach ogólnej teorii względności Einsteina spin czarnej dziury jest mierzony wielkością znaną jako a, która musi mieścić się w przedziale od zera do jeden. Jeśli czarna dziura nie ma spinu, to a = 0, a jeśli ma maksymalny spin, to a = 1.
To prowadzi nas do nowych badań dotyczących rotacji supermasywnej czarnej dziury w naszej galaktyce. Zespół przyjrzał się obserwacjom radiowym i rentgenowskim czarnej dziury, aby oszacować jej rotację.
Ponieważ rama czasoprzestrzenna jest przyciągana blisko czarnej dziury, widma światła pochodzącego z pobliskiej materii są zniekształcone. Monitorując natężenie światła przy różnych długościach fal, zespół był w stanie oszacować wielkość rotacji.
Odkryli, że wartość naszej czarnej dziury mieści się w przedziale od 0,84 do 0,96, co oznacza, że wiruje niewiarygodnie szybko. W górnym zakresie obrotów znamionowych będzie się obracał z prędkością w przybliżeniu maksymalną.
Jest to wartość wyższa niż współczynnik rotacji czarnej dziury w M87, który szacuje się na pomiędzy 0,89 a 0,91.
Artykuł ten został pierwotnie opublikowany przez Wszechświat dzisiaj. Przeczytać Oryginalny artykuł.