Що всередині чорних дірок: несподіване припущення (3 фото)

Досі було прийнято вважати, що вони містять у собі сингулярність – стан, у якому більше не працюють закони фізики. Наразі вчені пропонують альтернативну версію.





Можливо, в чорних дірах немає жодної сингулярності, пишуть астрофізики в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Вони вважають, що стан матерії та самого простору-часу за обрієм подій можна пояснити квантовими ефектами.

Нагадаю, чорна діра утворюється, коли гравітація стискає речовину настільки, що вона «провалюється» в якийсь невідомий поки що науці стан. Коли ядро ​​«вмираючої» дуже потужної зірки колапсує, то в ньому спочатку руйнується структура атомів, виходить потік нейтронів і протонів, а потім вони теж «розколюються» на свої складові — кварки, тобто квантові частки. А врешті-решт утворюється «провал» — чорна дірка.

При цьому неясно, що там відбувається з простором та часом.

Горизонт подій — умовна «поверхня» чорної діри, та межа, за якою приховано наше розуміння: зсередини не надходить жодної інформації.



Альберт Ейнштейн зрозумів, що гравітація - це викривлення простору-часу: будь-яка частка, що має масу, створює навколо себе сферу цієї деформації тканини Всесвіту. Відповідно, чим масивніший об'єкт, тим більша «воронка», і об'єкти, що потрапляють на її край, починає в неї тягти.

Викривлення простору-часу масою дуже добре видно за дивовижним ефектом гравітаційного лінзування в космосі: якщо прямо за чорною діркою або цілою галактикою виявляється якийсь інший об'єкт, то світло від «заднього» змушене огинати сферу навколо «переднього», і виходить чудове видовище гігантської.

При цьому гравітація змінює і хід часу: що ближче до її джерела, то повільніше йде час. Так ось, за розрахунками виходить, що гравітація чорної дірки створює таку «воронку», що в ній час має зовсім зупинятися. І взагалі складається враження, що в ній більше не діють закони фізики. Це й окреслили як сингулярність.



Проте вчені що неспроможні змиритися з тим, що настільки глибока і всепроникаюча Загальна теорія відносності Ейнштейна може працювати навіть у таких екстремальних умовах. Вони шукають способи відмовитися від парадигми сингулярності і знайти те, що відбувається в чорних дірах, більш зрозуміле пояснення.

І у своїй нещодавній статті дослідники запропонували обміркувати можливі квантові ефекти, які ми просто поки що погано розуміємо. Нагадаємо, квантова механіка вивчає світ частинок, з яких складається, схоже, все, що існує. Всесвіт ними пронизаний. Навіть у повному, здавалося б, вакуумі весь час звідкись з'являються і кудись зникають квантові частки. Саме з них складаються субатомні частки — протони, нейтрони. Електрон – це квантова частка. І фотон, що не має маси, який завдяки цьому нічого не викривляє і безперешкодно мчить по космічному простору — теж квант. Квант світла.

Здібності квантових частинок - воістину «надприродні»: вони можуть проходити через перешкоди, перебувати одночасно в декількох різних станах, перебувати в незбагненному взаємозв'язку під назвою квантова заплутаність, тобто миттєво реагувати на поведінку один одного на будь-якій відстані.

Тому фізики й розмірковують над тим, що може відбуватися з ними всередині чорної дірки. Наприклад, є концепція так званого квантового відскоку: вона припускає, що в чорній дірі викривлення простору-часу насправді не стає нескінченним, а зупиняється, і гравітація перетворюється на свою повну протилежність — силу, що відштовхує. Але відштовхує вона все не назад до нас, а натомість створює нову, недоступну нам область простору-часу. По суті це означає кротову нору і перехід в інший Всесвіт. У цій концепції Великий вибух називається "Великим відскоком".