Publicerad: 2011-02-13 19:00, senaste uppdaterad: 2011-02-14 11:02
Det framgår av beräkningar gjorda av en internationell forskargrupp, som publiceras i nätupplagan av den välrenommerade fysiktidskriften Nature Physics.
– Om vi med känsliga instrument lyckas mäta detta skruvade ljus härnere på jorden kan vi förmodligen inom några år påvisa existensen av ett roterande svart hål mitt inne i vår egen galax Vintergatan, säger professor Bo Thidé vid Institutet för rymdfysik i Uppsala.
Han är en av forskarna bakom studien, som även av en rad oberoende bedömare betecknas som ett stort genombrott inom fysiken. De som gillar science fiction har säkert hört talas om svarta hål med så stark dragningskraft att de suger åt sig allt som kommer i närheten av dem. Men det är inte science fiction-författare som hittat på att det finns svarta hål. Det är fysiker som utifrån Einsteins relativitetsteori räknat ut att de måste finnas därute i rymden.
Att påvisa något som är så superkompakt och har så stark dragningskraft att det inte släpper ifrån sig minsta ljusstrimma eller något annat som går att iaktta är svårt. Visserligen finns iakttagelser av fenomen som tros uppstå i närheten av svarta hål, men säkra bevis för att de verkligen är det finns ännu inte. Det är här som de nya rönen om skruvat ljus kan innebära ett genombrott.
– Vi brukar tänka oss ljus som en rak stråle, men vi kan med avancerade beräkningar utifrån Einsteins allmänna relativitetsteori visa att ett snabbt roterande svart hål påverkar ljuset i sitt närområde så att det i stället antar en skruvad form, säger Bo Thidé.
Genom att mäta skruvat ljus från närområdet av ett svart hål hoppas forskarna också kunna få massor av information om det svarta hålet självt. Svarta hål fungerar inte efter fysikens lagar så som vi känner dem på jorden, men Bo Thidé använder ändå ett jordnära exempel för att illustera resonemanget.
– Tänk dig att du står på en balkong och tittar ner på en gräsmatta med en vattenspridare. Från din position ser du bara de fina skruvande rörelserna hos vattendropparna, men utifrån dem kan du sluta dig till att det måste finnas en vattenspridare därunder, säger han.
Samtidigt som upptäckten av skruvat ljus väntas ge ett genombrott i forskningen kring svarta hål framhåller Bo Thidé att den kan få betydelse även inom många andra områden.
– Att ljus i form av till exempel radiovågor eller röntgenstrålning kan vara skruvat är en egenskap som kan ge helt nya möjligheter inom till exempel radiokommunikation, medicinsk bildåtergivning och materialforskning, säger han.
Inte bara han och resten av medlemmarna i den internationella forskargruppen är entusiastiska.
– Nya idéer som denna driver fram grundläggande upptäckter inom fysiken, säger till exempel Robert Williams, president för Internationella Astronomiska Unionen.
Den vetenskapliga artikeln kan läsas på http://www.nature.com/naturephysics.