Новое исследование о внутренней динамике черных дыр вызывает сомнения относительно их стабильности и общих характеристик, которые могли бы противоречить традиционным моделям, в частности решению Керра — Ньюмена.
По мнению международной группы ученых из Университета Южной Дании, Карлова университета, школы SISSA в Италии и Веллингтонского университета в Новой Зеландии, черные дыры могут накапливать энергию внутри, что существенно влияет на их стабильность и структуру.
Горизонты черных дыр
Черные дыры считаются гравитационными объектами с простым устройством, однако остаются малоисследованными в части своего внутреннего строения. Традиционное решение Керра — Ньюмена, которое описывает вращение черной дыры и ее два горизонта, хорошо согласуется с гравитационной астрофизикой.
Другой сложный вопрос — это горизонт Коши, существующий у вращающихся черных дыр. Общая теория относительности позволяет вычислить поведение черных дыр через дифференциальные уравнения, учитывая параметры, такие как масса, вращение, заряд.
Одним из важных понятий является горизонт событий — граница, за которой объекты навсегда попадают в ловушку черной дыры. В случае вращения черной дыры появляется еще один горизонт — внутренний, или горизонт Коши. Это особая зона, где пространство-время все еще имеет стабильные свойства, хотя и ограниченные.
Попытка объяснения
Однако новое исследование показало, что массовая инфляция черных дыр возможна даже без горизонта Коши, что нарушает условия космической цензуры. Это ставит под сомнение полноту моделей черных дыр, разработанных в рамках общей теории относительности, и свидетельствует, что они могут быть несовершенными для описания долговременных черных дыр.
В новом исследовании ученые обнаружили, что накопление энергии в черных дырах может обусловливать их нестабильность даже на коротких временных интервалах. Рауль Карбалло-Рубио из Центра CP3-Origins отмечает, что этот процесс способен вызвать серьезные изменения в геометрии черной дыры. Энергия внутри может экспоненциально увеличиваться, пока не достигнет огромных значений, изменяя форму черной дыры и влияя на внешнюю динамику.
В отличие от предыдущих представлений, решение Керра не может точно описывать черные дыры в течение их существования. Стефано Либерати из SISSA отмечает, что нестабильность в структуре черных дыр имеет значение для будущих моделей, которые могут выявить связь между классическими и новыми теориями гравитации.
Что это означает для науки? Возможно, это намек, что для решения проблем черных дыр необходима квантовая теория гравитации. Поскольку излучение Хокинга предполагает, что черные дыры в конце концов испаряются, это непостоянство может быть частью большой картины. В то же время результаты могут свидетельствовать, что общая теория относительности не является полной, и нам нужна модель, которая пойдет дальше Эйнштейна, так же, как он расширил ньютоновскую гравитацию.
Ранее мы рассказывали о том, что произойдет, если космический корабль залетит в черную дыру.
По материалам universetoday.com
