Куди ведуть чорні діри: тепер учені вважають, що ці об'єкти схожі на пухнасті грудки

Чорні діри є вкрай складними космічними об'єктами. Вони постійно прагнуть порушити загальноприйняті закони фізики. Однією з найважливіших проблем, пов'язаних із чорними дірами, є інформаційний парадокс. Відомо, що матерія не може покинути чорну діру, а отже й інформація зникає назавжди. Водночас одним із фундаментальних принципів квантової фізики є твердження про те, що інформація не зникає, пише IFL Science.

Над розгадкою інформаційного парадокса працював покійний британський фізик-теоретик Стівен Гокінг. Він та його колеги дійшли висновку, що чорні діри випаровуються, а спіймана ними інформація якимось чином зберігається. Розуміння процесу, як саме може зберігатися інформація в чорних дірах зможе нарешті об'єднати квантову механіку з теорією гравітації.

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

Одним зі способів розв'язання проблеми стала теорія струн, яка говорить про те, що фундаментальними компонентами Всесвіту є струни, що вібрують. Вчені поки що не знайшли доказів цієї теорії, але вона здатна дати відповіді на дуже важливі питання.

За останні роки було запропоновано безліч рішень інформаційного парадоксу, серед яких була і теорія струн. Також висувалася ідея про те, що чорні діри — це кротові нори, які дуже популярні в науковій фантастиці. Червоточини або кротові нори, як свідчить теорія, можуть бути проходом між двома точками в просторі-часі, але поки що доказів цьому немає.

Інша ж теорія розглядає чорні діри як "пухнасті грудки" — безладні структури, що випромінюють енергію, а отже, й інформацію. У такому разі чорні діри не є здебільшого порожніми із сингулярністю в центрі. Вони являють собою складні струнні структури.

"Теорія струн показала, що вся маса чорної діри не зосереджена тільки в її центрі. Чорна діра справді намагається стиснути все в одну точку, але потім частинки всередині неї розтягуються на струни, які починають розтягуватися, розширюватися і перетворюватися на пухнасту грудку. Саме він розширюється і заповнює чорну діру", — каже професор Самір Матур з Університету штату Огайо.

Матур був одним із тих, хто 18 років тому висунув теорію про чорні діри як пухнасті грудки. Саме він у своєму новому дослідженні піддав випробуванню гіпотезу пухнастих грудок і парадигму кротової нори. Вчений зі своєю командою дійшли висновку, що кротових нір не може існувати.

"Кожна із запропонованих версій підходу кротової нори суперечила основам фізики. Парадигма кротової нори стверджує, що в деякому сенсі чорну діру все ще можна вважати фактично порожньою, з усією масою в центрі. І доведені нами теореми показують, що така картина чорної діри неможлива", — підкреслює Матур.

Результати дослідження інтригують, але досі фізики ведуть суперечки про те, чи можна вважати теорію струн реальною.

Нагадаємо, чорні діри роблять те, чого від них ніхто не очікував. Відкриття кидає виклик загальноприйнятій думці щодо зростання надмасивних чорних дір і швидкості їхнього обертання.