Бросает вызов Эйнштейну: открытие в черных дырах может переписать теории пространства-времени

Физики выяснили, что черные дыры могут быть менее стабильными, чем считалось ранее, из-за накопления энергии внутри, что может изменить понимание этих экзотических космических объектов. Также это может быть признаком того, что теория относительности Эйнштена является верной лишь частично. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет SciTechDaily.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Черные дыры все еще скрывают тайны, которые бросают вызов текущему пониманию Вселенной. В основном ученые сосредоточивают свое внимание при изучении пожирателей материи на их внешних особенностях и окружающей среде. Но авторы нового исследования изучили внутренние особенности черных дыр. С помощью изучения различных моделей пространства-времени, физики обнаружили доказательства того, что ученые не полностью понимают природу черных дыр.

Одна из главных проблем, которую не могут решить физики связана с сингулярностью черной дыры. Согласно модели общей теории относительности Эйнштейна, вся материя, которая образует черную дыру, должна быть сжата до бесконечной плотности, заключенной в сферу нулевого объема. Каким-то образом квантовая физика предотвращает эту проблему, хотя без теории квантовой гравитации непонятно как это происходит. Но сингулярность — это не единственная проблема черной дыры.

Решение Керра для уравнений общей теории относительности Эйнштейна является наиболее точным описанием вращающихся черных дыр. Это решение показывает черную дыру как водоворот в пространстве-времени, который имеет два горизонта, то есть невидимые границы.

Внешний горизонт, известный как горизонт событий – это невидимая граница между внешней и внутренней частью черной дыры. Все, что пересекает горизонт событий, навсегда остается в черной дыре. Но у черной дыры, которая вращается, есть еще один внутренний горизонт.

В данном случае сингулярность внутри черной дыры становится кольцом, а не точкой, где пространство-время, каким мы его знаем, перестает существовать. Эта модель хорошо согласуется с наблюдениями. Но теперь физики выяснили, что внутренний горизонт накапливает бесконечное количество энергии, что приводит не только к нестабильности самого горизонта, но и к тому, что рост этой энергии может изменить структуру черной дыры.

Таким образом, как считают ученые, решение Керра, полученное из общей теории относительности Эйнштейна, не может точно описать известные черные дыры. То есть это решение является ошибочным. По словам физиков, это решение может описать черные дыры, которые существуют небольшое количество времени, но не те, которые существуют на самом деле миллиарды лет.

Возможно, это отрытые приведет ученых к тому, что из общей теории относительности будет получена подсказка, ведущая к теории квантовой гравитации. Но результат исследования также может означать, что общая теория относительности Эйнштейна верна лишь частично и нужно ее расширить, чтобы можно было полностью описать черные дыры.

Как уже писал Фокус, загадочную Девятую планету найдут в следующем году. Астрофизики считают, что за Нептуном все-таки есть еще одна крупная планета, которая пока невидима для нас.

Также Фокус писал о том, что физики впервые доказали двойную природу странного состояния материи. Ученые получили новые важные данные о таком состоянии материи, как сверхтекучее твердое тело.