Всередині кожної чорної діри має ховатися фізична сингулярність — точка, в якій кривизна простору сягає нескінченності. У ній закони фізики мають просто перестати працювати. Однак нещодавно науковці запропонували альтернативну теорію, в якій нічого такого не відбувається.
Чорна діра
Нещодавно група науковців з Інституту фундаментальної фізики у Трієсті припустила, що головна теорія, яка описує чорні діри, може виявитися неправильною. Свій здогад вони опублікували у журналі Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Сама концепція чорної діри тісно пов’язана з теорією відносності. Коли Альберт Ейнштейн опублікував її, то на основі його висновків Карл Шварцшильд зробив свої, буцімто за певних умов концентрація маси може досягти такої величини, що утвориться поверхня, яку навіть сонячне світло подолати не зможе.
Така сфера отримала назву горизонту подій. Адже якщо навіть світло не може вирватися з неї, то не немає способу передати назовні, що відбувається всередині. І вона була лише половиною проблеми. Друга полягала в тому, що всередині чорної діри також мала б бути фізична сингулярність.
Так називається область простору, де його кривизна стає нескінченною. Здавалося б, після сфери, з якої не може вирватися інформація, це дрібниця. Але простір нескінченної кривизни фізична теорія просто не може описати. Виходить так, що звичайі закони природи там просто не діють.
Чорні діри у Всесвіті
Тривалий час усе це лишалося суто теоретичною проблемою. Кілька десятиліть після Шварцшильда ніхто ніяких чорних дір не бачив, тож непокоїтися через виклики, які вони кидають фізиці, було не варто.
Проте відтоді багато що змінилося. Вчені отримали свідчення існування чорних дір у подвійних системах, вловили гравітаційні хвилі від їхнього злиття і навіть отримали зображення акреційних дисків навколо них.
Чорні діри існують. А значить, існують і всі проблеми, пов’язані з їхньою фізикою. Адже ситуація, коли наука не може щось описати, як, наприклад, фізичну сингулярність, та ще й принципово не має можливості спостерігати за цим, є абсолютно ненормальною.
Нова теорія
І саме ця ситуація спонукала дослідників взятися за роботу. Вони не заперечували самої концепції чорної діри й усіх ефектів, які зараз спостерігаються. Проте спробували подивитися, чи можливо пояснити все це без сингулярності, а то й без горизонту подій. І їм це вдалося.
У статті йдеться про дві нові фізичні моделі. У першій описана чорна діра з горизонтом подій, але без сингулярності, у другій — імітатор, що не має ані сингулярності, ані горизонту подій, але при цьому відповідає усім сучасним спостереженням. Крім того, дослідники змогли описати, як справжні чорні діри та імітатори можуть перетворюватися одне в одне.
За матеріалами phys.org
