Область пространства-времени поможет изучить космос прошлого.
С помощью путешествия назад в прошлое через черные дыры астрономы хотят узнать больше о первых звездах Вселенной, известных как звезды третьей популяции.
- Вскоре после Большого взрыва образовались первые звезды, состоящие в основном из водорода и гелия. Звезды третьей популяции были огромными, чрезвычайно горячими и жили недолго. Они синтезировали элементы тяжелее водорода и гелия и сыграли решающую роль в формировании последующих звезд и галактик. Однако их прямое обнаружение оставалось вне досягаемости наших телескопов из-за их огромных расстояний.
Команда исследователей из Университета Гонконга разработала метод обнаружения этих первых звезд. Команда под руководством профессора Джейн Ликсин Дай обнаружила, что такие звезды популяции могут разрываться на части приливными силами, когда они подходят слишком близко к массивной черной дыре.
- Это событие, известное как нарушение приливного движения, приводит к ярким вспышкам, которые можно наблюдать на расстоянии миллиардов световых лет.
Исследователи показали, что эти отдаленные вспышки характеризуются увеличенной продолжительностью из-за расширения Вселенной и их красного смещения, когда они достигают Земли. Испускаемые фотоны растягиваются на протяжении своего долгого пути, что увеличивает время возникновения и затухания вспышек. Эти особенности позволяют отличить приливные нарушения у звезд популяции III от более поздних звезд.
Космические телескопы NASA имени Джеймса Уэбба и Нэнси Грейс особенно хорошо оснащены для обнаружения этих инфракрасных излучений. Они позволяют одновременно наблюдать большую часть неба и исследовать глубины ранней Вселенной.
- Астроном Джанет Чанг считает, что телескоп может ежегодно регистрировать несколько десятков таких событий, если будет реализована соответствующая стратегия наблюдения.
Эти достижения открывают перспективы для понимания происхождения первых звезд Вселенной и процессов образования тяжелых элементов. Однако проблемы остаются, в том числе необходимость в оптимизации стратегий наблюдения и подтверждении наличия признаков приливных нарушений в данных.
- Вокруг любой черной дыры также есть воображаемая граница, называемая горизонтом событий. Эта граница имеет решающее значение, потому что, по мнению астрономов, однажды пересекши ее, никогда не получится вернуться в нашу вселенную. Это область вокруг любой черной дыры, в которой свет больше не может выходить за пределы черной дыры, а попадает в нее по спирали в ловушку и, в некотором смысле, поглощаясь черной дырой. Это ключевой момент, потому что для путешествия во времени нужно приблизиться к ней, но не пересекать горизонт событий.
Чтобы эффективно путешествовать во времени во Вселенной и совершить прыжок в будущее, вам нужно будет приблизиться к черной дыре и даже обойти её по орбите за пределами горизонта событий.