В конце концов, черные дыры могут не существовать, показало новое исследование
Черные дыры уже давно привлекали общественное внимание и были предметом массовой культуры, от «Звездного пути» до Голливуда. Это абсолютное неизвестное — самые черные и самые плотные объекты во Вселенной, которые не пропускают даже свет. И как будто они не были достаточно странными для начала, теперь добавьте к этому: их не существует.
Объединив две, казалось бы, противоречащие друг другу теории, Лаура Мерсини-Хоутон, профессор физики Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл в Колледже искусств и наук, доказал математически, что черные дыры никогда не могут возникнуть.
Работа не только заставляет ученых переосмыслить структуру пространства-времени, но и переосмыслить происхождение Вселенной.
«Я еще не оправился от шока, — сказал Мерсини-Хоутон. «Мы изучаем эту проблему более 50 лет, и это решение дает нам пищу для размышлений».
В течение десятилетий считалось, что черные дыры образуются, когда массивная звезда коллапсирует под действием собственной гравитации в одну точку в пространстве — представьте, что Земля сжимается в шар размером с арахис — это называется сингулярностью.
Итак, история гласит, что невидимая мембрана, известная как горизонт событий, окружает сингулярность, и пересечение этого горизонта означает, что вы никогда не сможете вернуться назад. Это точка, в которой гравитационное притяжение черной дыры настолько сильно, что ничто не может ускользнуть от нее.
Причина, по которой черные дыры настолько причудливы, заключается в том, что они противопоставляют друг другу две фундаментальные теории Вселенной. Теория гравитации Эйнштейна предсказывает образование черных дыр, но фундаментальный закон квантовой теории гласит, что никакая информация из Вселенной не может исчезнуть.
Попытки объединить эти две теории привели к математической бессмыслице и стали известны как парадокс потери информации.
В 1974 году Стивен Хокинг использовал квантовую механику, чтобы показать, что черные дыры излучают излучение. С тех пор ученые обнаружили в космосе отпечатки пальцев, которые согласуются с этим излучением, идентифицируя постоянно растущий список черных дыр во Вселенной.
Но теперь Мерсини-Хоутон описывает совершенно новый сценарий. Она и Хокинг согласны с тем, что когда звезда коллапсирует под действием собственной гравитации, она производит излучение Хокинга. Однако в своей новой работе Мерсини-Хоутон показывает, что, испуская это излучение, звезда также теряет массу. Настолько, что по мере того, как он сжимается, у него больше нет плотности, чтобы стать черной дырой.
Прежде чем образуется черная дыра, умирающая звезда в последний раз раздувается, а затем взрывается. Сингулярность никогда не формируется, равно как и горизонт событий. Суть ее работы ясна: черной дыры не существует.
Экспериментальные данные могут когда-нибудь предоставить физическое доказательство того, существуют ли во Вселенной черные дыры. Но на данный момент, Мерсини-Хоутон говорит, что математика убедительна.
Многие физики и астрономы считают, что наша Вселенная возникла из сингулярности, которая начала расширяться с Большим взрывом. Однако если сингулярностей не существует, то физикам придется переосмыслить свои представления о Большом взрыве и о том, был ли он когда-либо.
«Физики пытались объединить эти две теории — теорию гравитации Эйнштейна и квантовую механику — на протяжении десятилетий, но этот сценарий объединяет эти две теории в гармонию», — сказал Мерсини-Хоутон. — И это большое дело.
Поделитесь в вашей соцсети👇
