Чорні діри — це щось інше, ніж передбачається: теорія фізиків вирішує проблему Габбла

Розширенню Всесвіту надає прискорення така загадкова сила, як темна енергія. Нова теорія, представлена фізиками на сервері препринтів arXiv, говорить про те, що ця сила, яка домінує у Всесвіті, є єдиною енергією, що діє на горизонтах подій чорних дір. Така ідея може вирішити давню проблему космології, відому як проблема Габбла. Вона виникла через радикально різні оцінки швидкості розширення Всесвіту, відомої як постійна Габбла. Фізики вважають, що чорні діри та їхні зовнішні кордони або горизонти подій, а також розширення простору можуть бути дивнішими і важчими для розуміння, ніж передбачається, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Дивна фізика чорних дір

Автори нового дослідження вважають, що, хоча простір навколо чорних дір розширюється, хоч і не так, як у решті частини космосу, але самі чорні діри через це не ростуть. Швидкість розширення Всесвіту на горизонті подій кожної чорної діри постійна. Розширення простору змушує точки, дуже близькі до горизонту подій, віддалятися від нього, вважають фізики.

Загальна теорія відносності стверджує, що об'єкти, які мають масу, викликають викривлення тканини простору-часом. Що більша маса, то більше викривлення. Оскільки в результаті цього виникає гравітація, це пояснює, чому що більша маса об'єкта, то сильніший гравітаційний вплив він чинить на своє оточення.

Згідно з рівняннями загальної теорії відносності, чорні діри являють собою сингулярність, або нескінченну кількість маси в нескінченно малому просторі. Межа чорної діри називається горизонтом подій, тобто нефізичною поверхнею, подолавши яку ніщо не може повернутися назад. Тому бачити, що відбувається всередині чорної діри неможливо.

Майже чорна діра

Фізики вважають, що через сильне викривлення часу навколо чорної діри немає надії побачити сам горизонт подій. Автори стверджують, що насправді те, що вважається чорною дірою — це не чорна діра, а майже чорна діра. Вчені вважають, що ми можемо спостерігати тільки останній момент перетворення на чорну діру, після того, як стиснулася масивна зірка після своєї смерті. При цьому на горизонтах подій чорних дір існує темна енергія, але простір навколо горизонтів подій, здається, просто ігнорує її.

За словами вчених, швидкість розширення Всесвіту або постійна Габбла може бути як позитивною, так і нульовою на горизонтах подій чорних дір. Якби швидкість розширення Всесвіту на горизонті подій не була постійною, тиск і кривизна простору-часу були б нескінченними. І це не можна було б виміряти.

Розв'язання однієї з головних загадок Всесвіту

Якою б незвичайною не була нова теорія, вона може розв'язати давню проблему Габбла. Вона виникла через радикально різні оцінки швидкості розширення Всесвіту на основі різних методів вимірювання. Вважається, що різниця в значеннях сталої Габбла між двома методами вимірювань досягає 121 порядку, тобто 10, за якими йдуть 120 нулів.

Єдиний спосіб, за якого обидві оцінки постійної Габбла можуть бути правильними, полягає в тому, що швидкість розширення Всесвіту не однакова по всьому космосу. Тобто деякі ділянки космосу розширюються набагато швидше, ніж інші.

Нова теорія фізиків пропонує інший спосіб, за допомогою якого окремі ділянки Всесвіту можуть прискорено розширюватися з різною швидкістю.

За словами фізиків, швидкість розширення однакова на всіх горизонтах подій чорних дір, але в інших частинах Всесвіту вона залежить від матерії та кривизни простору, тому вона інша. Тому різні частини Всесвіту мають різні швидкості розширення. Це пояснює проблему Габбла, вважають учені.

Чорні діри не видають своїх секретів з однієї простої причини

На жаль, поки що перевірити нову теорію неможливо. Слід враховувати проблему зі спотворенням часу і той факт, що світло не може покинути чорну діру. Єдиний спосіб виміряти постійну Габбла в чорній дірі — це проникнути в неї.

Фізики кажуть, що не можна виміряти постійну Габбла на горизонті подій чорної діри, тому що, коли ми бачимо чорну діру, горизонт подій ще не сформувався. Але спостерігач, що падає в чорну діру, перетне горизонт подій і теоретично зможе виміряти постійну Габбла під час перетину цієї невидимої межі. Але цю інформацію відправити на Землю не можна, адже ніщо не може покинути чорну діру.

Як уже писав Фокус, фізики відродили найпершу силу природи, яка керувала Всесвітом на самому початку. Експерименти на прискорювачі частинок дозволили відтворити умови перших миттєвостей після Великого вибуху.