Головна / Наука / Чорні діри можуть бути «вікнами в майбутнє»

Чорні діри можуть бути «вікнами в майбутнє»

Матерія, падаюча на горизонт подій чорної діри, може не безслідно зникати всередині сингулярності, а транспортуватися в далеке майбутнє Всесвіту, заявляють учені в статті, опублікованій в журналі Physical Review Letters.

«Більшість вчених сьогодні вірить в те, що чорні діри стануть «вікнами» у світ фізики за межами теорій Ейнштейна. Попри це, поки не зрозуміло, що знаходиться всередині них і чи можна це описати в принципі. Наприклад, Стівен Хокінг показав, що сингулярність повинна залишатися у Всесвіті навіть після того, як чорна діра зникне і як зникне сама світобудова», — пишуть фізики.

Теорія відносності пророкує, що у Всесвіті можуть існувати так звані сингулярності – точки, які мають нескінченно високу щільність і яку завгодно масу. Частим випадком сингулярності є добре відомі всім чорні діри.

Такі об’єкти, згідно з принципом «космічної цензури» Пенроуза-Хокінга, неможливо побачити, оскільки вони будуть відокремлені від решти Всесвіту горизонтом подій. Інакше кажучи, сингулярність знаходиться всередині уявної сфери, з якої навіть світло не зможе вибратися через надсильне тяжіння чорної діри.

Виконання цього принципу вкрай важливо для фізики, бо відкриття «голої сингулярності», хоча б в теоретичному вигляді, буде означати, що вся сучасна фізична наука є неправильною.

Відносно недавно теоретики з’ясували, що чорні діри не обов’язково повинні бути сингулярністю. В тій точці, де повинна знаходитися сингулярність, може перебувати суперщільний об’єкт, не ізольований від навколишнього Всесвіту, але невидимий для нас, або ж «кротова нора» – тунель, що сполучає два різних простори.

Ця ідея викликає сьогодні великі суперечки серед космологів, оскільки свідчень на користь її існування, чи спростувань цієї ідеї поки що не було знайдено. Подібних перевірок заважає те, що поки не існує теорії квантової гравітації, з якою всі вчені були б згодні.

Хав’єр Ольмедо (Javier Olmedo) з Пенсильванського університету у Філадельфії (США) і його колеги запропонували ще одне цікаве пояснення того, що відбувається з матерією всередині чорної діри, використовуючи неортодоксальну теорію, яка описує поведінку матерії на квантовому рівні, так звану петльову квантову гравітацію (LQG).

Використовуючи її викладення, вони спробували вирахувати те, як типова чорна діра зоряної маси повинна бути влаштована зсередини. Ці розрахунки несподіваним чином показали, що її центральна частина буде перебувати не в сьогоденні або минулому у порівнянні з рештою Всесвіту, а в далекому майбутньому, і що зсередини вона буде схожа на інший екзотичний об’єкт, так звану «білу діру».

Під цим словом вчені розуміють об’єкти, протилежні за своєю природою «класичним» чорним дірам. Вони не поглинають матерію, а викидають її, і всередину них неможливо потрапити, навіть рухаючись зі швидкістю світла. Як показують розрахунки Ольмедо і його колег, білі діри повинні являти собою квантові тунелі, що з’єднують центри чорних дір у далекому минулому Всесвіту з її майбутнім.

Таким чином, матерія, що падає у чорну діру і перетинає горизонт подій, буде фактично миттєво, завдяки гравітаційному уповільненню часу, потрапляти в майбутнє. Це, як зазначають фізики, дозволяє знаменитий парадокс про безповоротну втрату інформації, відкритий Хокінгом ще в 1975 році, коли він виявив, що чорні діри можуть випаровуватися.

Слідами цього процесу, як вважає Карло Ровеллі (Carlo Rovelli), космолог з університету Марселя, можуть бути загадкові швидкі радіоспалахи, відкриті астрономами десять років тому, а також космічні промені надвисоких енергій, природа яких поки залишається загадкою для вчених.