Внутрішні горизонти чорних дір можуть бути зарядженими

Вчені з університету Лейпцига дійшли висновку, що внутрішні горизонти чорних дір можуть заряджатися та розряджатися. При цьому електричний струм у таких умовах поводиться непередбачувано. Причиною є те, що поблизу від сингулярності квантові ефекти переважають ньютонівську фізику. При цьому самі ефекти поводяться зовсім не так, як у звичайних умовах.
Візуалізація концепції горизонтів чорної діри. Джерело: www.quantamagazine.org

Як поводяться заряди всередині чорних дір

Чорні діри це космічні об’єкти, сила гравітації яких настільки велика, що викривлення ними простору в якийсь момент стає нескінченним. Внаслідок цього виникає так званий горизонт подій межа, за якою простір та час є нескінченно викривленими. Як результат, поведінка об’єктів, що перетинають горизонт подій, принципово неможливо передбачити. У цьому не допомагають ані класична механіка, ані теорія відносності. Це називається фізичною сингулярністю.Однак уже достатньо давно доведено, що через наявність квантових флуктуацій горизонт подій чорної діри ніби розділяється. Виникає кілька горизонтів, у яких спостерігається «неповна сингулярність». У цих горизонтах поведінка матерії все ще передбачувана. Але квантові ефекти вже переважають усі інші фізичні явища.Група вчених з Університету Лейпцига нещодавно опублікувала дослідження, в якому було змодельоване протікання електричних явищ на нижніх горизонтах чорної діри. Останні дійсно можуть мати заряд. Але для цього вони мають утворитися з електрично зарядженої матерії. У своїй роботі дослідники встановили, що електричні заряди та електричний струм в умовах неповної сингулярності дійсно можуть існувати.Однак через квантові ефекти протікають вони не так, як ми звикли. Наприклад, встановлено, що в цих умовах існує гранична величина заряду, при наближенні до якої завжди виникають струми, котрі намагаються цей заряд зменшити. А напрямок протікання струму на нижніх горизонтах чорної діри залежить не від неоднорідностей матерії та, як наслідок, її електричного опору. Його визначають стан просторочасу та квантового поля.

На що схожі внутрішні горизонти чорної діри

Нове дослідження, на перший погляд, є суто теоретичним і малозрозумілим. Але воно тісно пов’язане з деякими глобальними питаннями, що торкаються чорних дір. Вже досить давно існує припущення, що наявність «проміжних горизонтів» призводить до появи нових можливостей. Можна оминути повну сингулярність при русі вглиб чорної діри. Деякі дослідники припускають, що десь в її глибині стискання просторочасу зміниться розширенням. Мандрівник, що дістанеться сюди, може опинитися в іншому Всесвіті.Інші дослідники з цим твердженням не згодні. Вони говорять, що розшарування горизонтів чорної діри для цього недостатньо сильне. Крім того, досі невідомо, як проявлять себе закони фізики в умовах «часткової сингулярності». Нове дослідження цікаве насамперед тому, що доводить, що в ній квантові ефекти на макросвіт впливають зовсім не так, як ми звикли.За матеріалами phys.org

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine