หากคุณกำลังโคจรรอบหลุมดำที่กำลังหมุนอยู่ คุณอาจกำลังเผชิญกับการหมุนวนที่น่าเวียนหัวและดูเหมือนจะคาดเดาไม่ได้ กว่า 40 ปีที่แล้ว นักฟิสิกส์พบค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ที่เผยให้เห็นความสม่ำเสมอในการขี่นั้น ขณะนี้มีการค้นพบค่าคงที่ที่คล้ายกันในระบบนิวตันที่มีมารยาทอ่อนโยน รายงานบทความใน จดหมายทบทวน ทางกายภาพฉบับ วันที่ 13 ก.พ.WEIRD CONSTANT ค่าคงตัวที่คล้ายกับค่าคงที่ที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุ เช่น หลุมดำขนาดเล็ก โคจรรอบหลุมดำหมุนวนขนาดใหญ่ (แสดงในการตีความของศิลปิน) ปรากฏขึ้นในระบบนิวตันที่เรียบง่าย
ภาพประกอบโดย ดอน เดวิส
การค้นพบนี้อาจเป็นเพียงความบังเอิญ ไม่มีอะไรมากไปกว่าความอยากรู้อยากเห็นทางคณิตศาสตร์ ซาอูล ทอลสกี นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลให้ความเห็น แต่เขากล่าวว่าพวกเขาสามารถให้ความกระจ่างเกี่ยวกับสภาวะลึกลับของหลุมดำที่หมุนรอบ ซึ่งสมการสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์คาดการณ์ว่ามีอยู่จริง
หลุมดำที่หมุนรอบถือเป็นจุดสิ้นสุดของวิวัฒนาการของดาวมวลมากที่ยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของพวกมันเองเมื่อเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของพวกมันหมดลง สำหรับหลุมดำที่ไม่มีประจุไฟฟ้า สนามโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับมวลและการหมุนเท่านั้น (จึงมีคำกล่าวว่า “หลุมดำไม่มีขน”) น่าแปลกที่ความเรียบง่ายนี้ถือเป็นจริงแม้ว่าหลุมดำที่หมุนอยู่จะไม่ได้มีความสมมาตรที่สมบูรณ์แบบก็ตาม เช่นเดียวกับวัตถุหมุนอื่นๆ หลุมดำจะแบนลงเล็กน้อยเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (เช่น โลกที่โป่งออกที่เส้นศูนย์สูตร)
การสูญเสียความสมมาตรในหลุมดำที่หมุนรอบตัวเองขนาดใหญ่น่าจะบ่งบอกว่าสิ่งใดที่โคจรรอบหลุมดำ เช่น ดาวนิวตรอน จะทำงานผิดปกติ วงโคจรดังกล่าวดูวุ่นวาย นักฟิสิกส์ Clifford Will จาก Washington University ใน St. Louis ผู้เขียนรายงานฉบับใหม่กล่าว
“วงโคจรนั้นบ้าคลั่ง พวกมันหมุนและหมุน พวกมันซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อ มันยอดเยี่ยมมาก” วิลกล่าว
แต่ในปี 1968 นักฟิสิกส์แบรนดอน คาร์เตอร์ได้ค้นพบค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ที่แสดงว่าวงโคจรสามารถคาดเดาได้
Teukolsky กล่าวว่า “หลุมดำมีค่าคงที่พิเศษที่ช่วยฟื้นฟูความสม่ำเสมอของวงโคจร “มันเป็นเรื่องลึกลับ ทุกสถานการณ์ที่เรามีค่าคงที่พิเศษเหล่านี้ เรามีสมมาตร แต่ไม่มีความสมมาตรสำหรับหลุมดำที่โคจรรอบ – นั่นคือเหตุผลที่มันถือเป็นปาฏิหาริย์”
ไม่มีเหตุผลที่ชัดเจนว่าทำไมค่าคงที่คาร์เตอร์ควรปรากฏในคำอธิบายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของหลุมดำที่หมุนรอบตัว Teukolsky กล่าว การมองหามันในสถานที่อื่น นักวิทยาศาสตร์อาจเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความพิเศษของสภาวะรอบๆ หลุมดำดังกล่าว
ตอนนี้ Will ได้พบค่าคงที่แบบคาร์เตอร์ในระบบนิวตันแล้ว สมการที่อธิบายถึงวัตถุที่สามที่โคจรรอบมวลสองก้อนที่จัดเรียงกันพอดีจะให้ค่าคงที่ใกล้เคียงกัน
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
“ฉันยังไม่เข้าใจว่ามันกำลังบอกอะไรเราอยู่” Will กล่าว ผู้ซึ่งบอกว่าเขาประหลาดใจกับรูปลักษณ์ของค่าคงที่
นักฟิสิกส์คนอื่น ๆ ยังไม่แน่ใจว่าความพิเศษใดที่นำไปสู่ค่าคงที่ในทั้งสองระบบ
“ฉันไม่รู้ – สำหรับฉันแล้วนี่เป็นเรื่องลึกลับ” Teukolsky ผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับคำถามที่คล้ายกันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปริญญาเอกของเขากล่าว วิทยานิพนธ์ในปี 1970 “ฉันยังงุนงงอยู่เลย”
Will ยังคงกดดินสอ เพิ่มเงื่อนไขลำดับที่สูงกว่าลงในสมการ เขาบอกว่าค่าคงที่จะหายไปเมื่อเขาเพิ่มเงื่อนไขทางคณิตศาสตร์สำหรับการลากกรอบ ความสามารถของวัตถุที่หมุนได้เพื่อลากกาลอวกาศไปรอบๆ มันคล้ายกับการหมุนรอบช้อนกวนชามใส่กากน้ำตาล อย่างไรก็ตาม การเพิ่มลำดับถัดไปของเงื่อนไขจะนำค่าคงที่กลับมา Will กล่าว
E. Sterl Phinney จาก California Institute of Technology ในเมือง Pasadena กล่าวว่า “เป็นเรื่องที่น่าสนใจทางคณิตศาสตร์ งานที่คล้ายกันนี้ตีพิมพ์ในปี 2546 โดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอังกฤษ โดนัลด์ ลินเดน-เบลล์ ฟินนีย์กล่าว “ฉันไม่รู้ว่ามันหมายถึงอะไร หรือว่ามันมีความหมายลึกซึ้ง”
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> เว็บสล็อตแท้
