Ученые из университета Лейпцига пришли к выводу, что внутренние горизонты черных дыр могут заряжаться и разряжаться. При этом электрический ток в таких условиях ведет себя совершенно непредсказуемо. Причиной является то, что вблизи сингулярности квантовые эффекты преобладают над ньютоновской физикой. При этом сами эффекты ведут себя совсем не так, как в обычных условиях.
Как ведут себя заряды внутри черных дыр
Черные дыры — это космические объекты, сила гравитации которых настолько велика, что искривление ими пространства в какой-то момент становится бесконечным. Вследствие этого возникает так называемый горизонт событий — предел, по которому пространство и время бесконечно искривлены. Как результат, поведение объектов, пересекающих горизонт событий, принципиально невозможно предсказать. В этом не помогают ни классическая механика, ни теория относительности. Это называется физической сингулярностью.
Однако уже достаточно давно доказано, что из-за наличия квантовых флуктуаций горизонт событий черной дыры разделяется. Возникает несколько горизонтов, в которых наблюдается «неполная сингулярность». В этих горизонтах поведение материи все еще предсказуемо. Но квантовые эффекты уже преобладают над другими физическими явлениями.
Группа ученых из Университета Лейпцига недавно опубликовала исследование, в котором было смоделировано протекание электрических явлений на нижних горизонтах черной дыры. Последние действительно могут иметь заряд. Но для этого они должны образоваться из электрически заряженной материи. И в своей работе исследователи установили, что электрические заряды и электрический ток в условиях неполной сингулярности могут существовать.
Однако из-за квантовых эффектов протекают они не так, как мы привыкли. Например, установлено, что в этих условиях существует предельная величина заряда, при приближении к которой всегда возникают токи, пытающиеся этот заряд уменьшить. А направление протекания тока на нижних горизонтах черной дыры зависит не от неоднородности материи и, как следствие, ее электрического сопротивления. Его определяют состояние пространства и квантового поля.
На что похожи внутренние горизонты черной дыры
Новое исследование, на первый взгляд, — чисто теоретическое и малопонятное. Но оно тесно связано с некоторыми глобальными вопросами, касающимися черных дыр. Уже достаточно давно существует предположение, что наличие промежуточных горизонтов приводит к появлению новых возможностей. Можно обойти полную сингулярность при движении вглубь черной дыры. Некоторые исследователи предполагают, что где-то в глубине сжатие пространства-времени сменится расширением. Путешественник, который доберется сюда, может оказаться в другой Вселенной.
Другие исследователи с этим утверждением не согласны. Они говорят, что расслоение горизонтов черной дыры для этого недостаточно сильное. Кроме того, до сих пор неизвестно, как проявят себя законы физики в условиях «частичной сингулярности». Новое исследование интересно прежде всего тем, что доказывает, что в ней квантовые эффекты на макромир влияют совсем не так, как мы привыкли.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
