Вирішення дебатів про чорну діру: "пухната куля чи червоточина"

Нове дослідження стверджує, що чорні діри насправді є гігантськими пухнатими кулями (з теорії струн).

Про це розповідають в Університеті штату Огайо, США, передають OstanniPodii.com

Дослідження намагається поставити крапку у дебатах щодо відомого інформаційного парадокса Стівена Гокінга — проблеми, що виникла у результаті висновку Гокінга про те, що будь-які дані, які потрапляють у чорну діру, ніколи не можуть покинути її. Цей висновок узгоджується із законами термодинаміки, але суперечить фундаментальним законам квантової механіки.

«Що ми з'ясували з теорії струн, це те, що вся маса чорної діри не всмоктується в центр», — сказав Самір Матур, провідний автор дослідження та професор фізики в Університеті штату Огайо. «Чорна діра намагається стиснути все в точку, але потім частинки витягуються в ці струни, і струни починають розтягуватися та розширюватися, і виходить така собі пухната куля, яка розширюється та заповнює всю чорну діру».

Дослідження, опубліковане 28 грудня в "Turkish Journal of Physics", показало, що теорія струн майже напевно містить відповідь на парадокс Гокінга, як спершу й вважали автори статті. Фізики довели теореми, щоб показати, що теорія "пухнатої кулі" (fuzzball theory) залишається найбільш вірогідним рішенням інформаційного парадокса Гокінга. Дослідники також опублікували есе, в якому показано, як ця робота може вирішити давні головоломки в космології; есе з'явилося в грудні у "International Journal of Modern Physics D".

У 2004 році Матур опублікував дослідження, згідно з яким чорні діри були подібними до дуже великих, дуже брудних клубків пряжі — "пухнатих куль", які стають все більшими та бруднішими у міру всмоктування нових об’єктів.

«Чим більша чорна діра, тим більше енергії потрапляє всередину, і тим більшою стає пухнаста куля», — сказав Матур. Дослідження 2004 року показало, що теорія струн — фізична теорія, згідно з якою всі частинки у Всесвіті складаються з крихітних струн, що вібрують, — може бути вирішенням парадоксу Гокінга. Завдяки структурі пухнастої кулі діра випромінює, як будь-яке звичайне тіло, і ніякої головоломки не виникає.

Новини за подібною темою:

		Викрито приховану потужність маломасивних мікроквазарів
		Рентгенівські спалахи від надмасивної чорної діри загадковим чином прискорюються
		Астрономи знайшли перекинуту на бік надмасивну чорну діру

Після дослідження Матура 2004 року та інших подібних робіт «багато людей думали, що проблема вирішена», — сказав він. «Але насправді частина людей у самій спільноті теорії струн вирішила, що вони будуть шукати інше рішення інформаційного парадокса Гокінга. Їх турбувало те, що з фізичної точки зору вся структура чорної діри змінилася».

Дослідження останніх років намагалися узгодити висновки Гокінга зі старим уявленням діри, коли про чорну діру можна думати як про «порожній простір з усією масою в центрі». Одна з теорій, парадигма червоточини, припускала, що чорні діри можуть бути одним кінцем мосту в просторово-часовому континуумі, тобто все, що потрапило в чорну діру, може з’явитися на іншому кінці мосту — іншому кінці червоточини — в іншому місці в просторі й часі.

Однак для того, щоб уявлення про червоточини працювало, з чорної діри по її краях повинно було б виходити деяке випромінювання низької енергії.

У цьому недавньому дослідженні було доведено теорему — «теорему ефективних малих поправок» — яка показує, що якби це сталося, то чорні діри не випромінювали б так, як вони випромінюють.

Дослідники також вивчили фізичні властивості чорних дір, включаючи зміну топології у квантовій гравітації, щоб визначити, чи буде працювати парадигма червоточин.

«У кожній із версій, які були запропоновані для підходу з червоточиною, ми виявили, що фізика не узгоджена», — сказав Матур. «Парадигма червоточини намагається стверджувати, що певним чином можна вважати чорну діру як фактично порожню з усією масою в центрі. А теореми, які ми доводимо, показують, що таке уявлення діри неможливе».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Чорні діри
• теорія струн