Решение дебатов о черной дыре: "пушистый шар или червоточина"

Новое исследование утверждает, что черные дыры на самом деле являются гигантскими пушистыми шарами (по теории струн).

Об этом рассказывают в Университете штата Огайо, США, передают OstanniPodii.com

Исследование пытается поставить точку в дебатах относительно известного информационного парадокса Стивена Хокинга — проблемы, возникшей в результате вывода Хокинга о том, что любые данные, попадающие в черную дыру, никогда не могут покинуть ее. Этот вывод согласуется с законами термодинамики, но противоречит фундаментальным законам квантовой механики.

«Что мы узнали из теории струн, это то, что вся масса черной дыры не всасывается в центр», — сказал Самир Матур, ведущий автор исследования и профессор физики в Университете штата Огайо. «Черная дыра пытается сжать все в точку, но потом частицы вытягиваются в эти струны, и струны начинают растягиваться и расширяться, и получается этакий пушистый шар, который расширяется и заполняет всю черную дыру».

Исследование, опубликованное 28 декабря в "Turkish Journal of Physics", показало, что теория струн почти наверняка содержит ответ на парадокс Хокинга, как сперва и считали авторы статьи. Физики доказали теоремы, чтобы показать, что теория "пушистого шара" (fuzzball theory) остается наиболее вероятным решением информационного парадокса Хокинга. Исследователи также опубликовали эссе, в котором показано, как эта работа может решить древние головоломки в космологии; эссе появилось в декабре в "International Journal of Modern Physics D".

В 2004 году Матур опубликовал исследование, согласно которому черные дыры были похожи на очень большие, очень грязные клубки пряжи — "пушистые шары", которые становятся все больше и грязнее по мере всасывания новых объектов.

«Чем больше черная дыра, тем больше энергии попадает внутрь, и тем больший пушистый шар», — сказал Матур. Исследование 2004 года показало, что теория струн — физическая теория, согласно которой все частицы во Вселенной состоят из крохотных вибрирующих струн — может быть решением парадокса Хокинга. Благодаря структуре пушистого шара дыра излучает, как любое обычное тело, и никакой головоломки не возникает.

После исследования Матура 2004 года и других подобных работ «многие люди думали, что проблема решена», — сказал он. «Но на самом деле, часть людей в самом сообществе теории струн решила, что они будут искать другое решение информационного парадокса Хокинга. Их беспокоило то, что с физической точки зрения вся структура черной дыры изменилась».

Исследования последних лет пытались согласовать выводы Хокинга со старым представлением дыры, когда о черной дыре можно думать как о «пустом пространстве со всей массой в центре». Одна из теорий, парадигма червоточины, предполагала, что черные дыры могут быть одним концом моста в пространственно-временном континууме, то есть все, что попало в черную дыру, может появиться на другом конце моста – другом конце червоточины – в другом месте в пространстве и времени.

Однако для того, чтобы представление о червоточине работало, из черной дыры по ее краям должно было бы выходить некоторое излучение низкой энергии.

В этом недавнем исследовании была доказана теорема – «теорема эффективных малых поправок» – показывающая, что если бы это произошло, то черные дыры не излучали бы так, как они излучают.

Исследователи также изучили физические свойства черных дыр, включая изменение топологии в квантовой гравитации, чтобы определить, будет ли работать парадигма червоточины.

«В каждой из версий, предложенных для подхода с червоточиной, мы обнаружили, что физика не согласована», — сказал Матур. «Парадигма червоточины пытается утверждать, что определенным образом можно считать черную дыру как фактически пустую со всей массой в центре. А теоремы, которые мы доказываем, показывают, что такое представление дыры невозможно».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.