Nepaisant juodųjų skylių egzistavimo įrodymų kiekio, jie išlieka teorinės fizikos ribose. Dėl jų savybių - struktūros, skleidžiamos šviesos trūkumo, vietos ir kaip jie veikia - šešėlyje lieka juodosios skylės. Tačiau ne visi mokslininkai, įskaitant Stepheną Hawkingą, mano, kad tradicinės juodosios skylės būtinai turi likti šiuolaikinės fizikos rėmuose (tačiau jos gali turėti idealių matematinių sprendimų) - kai kurie žengia toliau ir sako, kad jas turėtume pakeisti viena iš daugybė alternatyvų.
Kai kurios alternatyvos yra gravastarai, hibridiniai kirminų skylės ir kvarkų žvaigždės. Pernai du astrofizikai - Carlo Rovelli (Tulono universitetas, Prancūzija) ir Francesca Vidotto (Redboundo universitetas Nyderlanduose) - pristatė dar vieną: teorinį objektą, vadinamą Plancko žvaigžde (Plancko žvaigždė). Ji nepakeičia standartizuoto juodosios skylės modelio, jis jį iš naujo įsivaizduoja.
Juodoji skylė paprastai turi du pagrindinius komponentus: įvykių horizontą ir patį singuliarumą. Įvykio horizontas yra gana paprastas: tai taškas, kurį kertant niekas negali palikti juodosios skylės. Kita vertus, singuliarumą (juodosios skylės širdį) yra daug sunkiau suprasti.
Erdvės-laiko kreivumas šiame be galo tankiame taške tampa begalinis. Dėl to mes negalime logiškai suprasti, kas vyksta singuliarumo viduje. Dar blogiau: tai, ko mes pasiekiame, pažeidžia kelias universalias taisykles ar įstatymus vienu metu.
Didžiausia problema susijusi su tuo, kaip juodoji skylė apdoroja informaciją - informaciją, apibūdinančią kvantines savybes viskam, ką juodoji skylė prarijo. Fizikai sako, kad informacijos negalima - neturėtų būti sunaikinta, tačiau panašu, kad taip nutinka, kai ją įsiurbia neišvengiamas singuliarumas. Ši paslaptis, vadinama juodosios skylės informacijos paradoksu, yra nepaprastai svarbi, tačiau prie jos grįšime vėliau.
Kas yra „Planck“žvaigždė?
Reklaminis vaizdo įrašas:
Plancko žvaigždė remiasi vadinamąja „didžiojo atšokimo“hipoteze; pagal šią teoriją visata prisitaikė prie begalinio mirties ir atgimimo ciklo. Kitaip tariant, Didysis sprogimas nebūtinai buvo visko pradžia - tik ši visatos versija. Iki mūsų buvo dar viena visata: po pernelyg didelio išsiplėtimo ji susitraukė, žlugo ir vėl prasidėjo (kažkas panašaus į reinkarnaciją, tik kosminiu mastu).
Manoma, kad prieš šį atšokimą yra susitraukimas, priešingas Didžiajam sprogimui, kai visatos plėtimasis sustoja tam tikru momentu - ypač kai vidutinis erdvės ir laiko tankis tampa kritinis. Prasidėjus žlugimui, visa esanti materija turėtų subyrėti į supertankią būseną (galbūt kažkas panašaus į juodosios skylės singuliarumą).
Atšokimas prasidės iškart, kai reikalas bus suspaustas pagal Plancko skalę; bent jau taip teigia teorija. Mokslininkai mano, kad jei mes iš naujo apsvarstysime galimo didelio suspaudimo pasekmes, teoriškai galime persvarstyti juodųjų skylių elgesį.
Kas būtų, jei vietoj supernovos branduolio, žlugusio iki be galo tankio taško (singuliarumo) - pagal mūsų prielaidą, kad taip susidaro juodosios žvaigždžių masės skylės, šį griūtį sustabdo „kvantinis slėgis“, kuris atrodo tarsi kažkas, kas „neleidžia elektronui nukristi ant branduolio“. atomas “.
Ši idėja savaime nėra tokia absurdiška. Juk specialus slėgis - neutronų degeneracija - gali sustabdyti žvaigždės žlugimą esant tam tikram masės slenksčiui (paliekant neutronų žvaigždes ar pulsarus), o elektronų degeneracija atlieka tą pačią užduotį žvaigždėms, sveriančioms mūsų Saulės svorį.
Be to, kvantinis efektas, neleidžiantis medžiagai žlugti iki begalinio tankio, mokslininkų manymu, dideliu mastu reikštų, kad atšokimas „neįvyksta visatai pasiekus Plancko dydį, kaip buvo tikėtasi anksčiau; jis įvyksta, kai materijos energijos tankis pasiekia Plancko tankį. Visata „atšoka“, kai materijos energijos tankis pasiekia Plancko skalę - mažiausią įmanomą fizikos dydį “.
„Kitaip tariant, kvantinė gravitacija gali tapti aktuali, kai Visatos tūris yra 75 dydžių eilėmis didesnis nei Plancko tūris“, - rašo „arXiv“bloke paskelbto straipsnio autoriai.
Ieškodamas Plancko žvaigždės
Žinoma, jei egzistuoja vienas iš šių „objektų“, jis bus neįsivaizduojamai mažas (net lyginant su atomu), kurio skersmuo būtų 10 ^ -10 centimetrų. Ir vis dėlto jis bus 30 dydžių didesnis už Plancko ilgį (kuris yra 1,61619926 x 10 ^ -35 metrai).
Kalbant apie tai, kaip Plancko žvaigždė atrodys stebėtojui, ir tai tikrai įdomu, laiko išsiplėtimo veiksnys bus ypač akivaizdus. Laikas, kai juda, eina ne tas pats kiekvienam. Jis skirtingai teka Žemės paviršiumi ir žemoje Žemės orbitoje, nors poveikis yra nereikšmingas. Greitis, kuriuo metu erkės turėtų smarkiai skirtis aplink masyvias žvaigždes ir planetas bei aplink juodąsias skyles.
Prieš šviesai kertant įvykio horizontą, ji pradeda jausti laiko išsiplėtimą. Mes tuo negalime būti tikri - net nežinome, kas vyksta juodųjų skylių viduje, tačiau kai kurie geriausi pasaulio protai rodo, kad laikas beveik visiškai sustoja. Bet iš išorės to nematyti.
Jei tai sunku suprasti ir jei matėte filmą „Tarpžvaigždės“, prisiminkite epizodą su vandens pasauliu. (Spoilerio perspėjimas). Dėl arti Gargantua - juodosios skylės, kirmino skylės, per kurią komanda praėjo - valanda planetos paviršiaus žmonėms prilygo dešimtims metų kitur. Dėl šios priežasties ir nepaisant to, kad pirmasis žmogus šioje planetoje nusileido dešimčia metų anksčiau, visiškai įmanoma, kad astronautė moteris ten išbuvo tik porą valandų, kol atvyko antroji grupė. Jos švyturys buvo aktyvus, tačiau perdavimas nebuvo gautas.
Vis tiek: bet kuri Plancko žvaigždė gali gyventi tik akimirką prieš „atšokimą“: apytikslį „laiko ilgį, kurį šviesai reikia jai įveikti“. Bet pašaliniam stebėtojui ji gyvuos milijonus ar net milijardus metų … toliau gyvuos šalia pačios juodosios skylės.
Mažiau problemų
Šiuo metu jūs pradedate suprasti, ką fizikai mato šiame grynai teoriniame modelyje. Galų gale jis grįžta į juodąją skylę ir informacijos paradoksą. Mokslininkų teigimu, jei singuliarumą pakeisime Plancko žvaigžde, šis paradoksas nustoja būti problema.
Jie teigia, kad po kurio laiko X juodosios skylės, kurios pamažu praranda masę per visą savo gyvenimą dėl laipsniškos Hawkingo spinduliuotės emisijos, ilgainiui susidurs su Plancko žvaigždžių išsiplėtimu jų šerdyse: tam tikru momentu visa jos saugoma informacija bus išleista …
Kas dar? Mokslininkai teigia, kad Plancko žvaigždės gali „sukelti aptinkamą kvantinės gravitacijos kilmės signalą, kurio bangos ilgis yra 10–14 cm“. Kitaip tariant, gali būti būdas jį rasti arba bent jau susiaurinti paieškos diapazoną, žiūrint į tam tikrus gama spindulių parašus. Galbūt tokį parašą jau radome, tik nežinome.
Ilja Khelis