Якщо ви не вважаєте, що «чорні діри – це дивно», то ось вам ще одна новина: у 2018 році команда математиків розрахувала, що деякі чорні діри в Всесвіті, який розширюється, подібному до нашого, можуть «натиснути кнопку» скидання історії свого вмісту, фактично стерши минуле і перетворивши майбутнє на гігантський знак питання. Як саме це виглядатиме з погляду спостерігача, поки що ніхто не знає. Але якщо це виявиться правдою, то, можливо, ми нарешті отримаємо розв’язання одного з найбільших питань сучасної космології.
Якщо дотримуватися законів фізики, то вся маса зірки, що колапсувала, стиснеться в нескінченно малу точку, звану сингулярністю. Це трохи схоже на твердження, що існують обсяги простору, які зберігають секрети від решти Всесвіту, місця, де сама фізика розпадається на частини. Щоб впоратися з цим розривом між Всесвітом, заснованим на правилах, яким ми його знаємо, і цими чорними дірками, фізики застосовують дещо, що вони називають космічною цензурою.
Ця цензура буває двох видів.
Один припускає, що всередині чорних дірок існує бар’єр – глибший, ніж горизонт подій, про який багато хто чув, – за яким фізика фактично скасовується і нічого не можна передбачити. Цей бар’єр зручно відгороджує ці проблемні сингулярності від решти простору та часу, не дозволяючи їхньому беззаконню стати нагальною проблемою.
Тим часом сильніша версія космічної цензури свято зберігає ідею про те, що фізичного беззаконня не існує. Отже, треба змусити цей бар’єр зникнути і дозволити фізиці щасливо продовжуватися у тій чи іншій формі. Пітер Хінц, математик із Каліфорнійського університету в Берклі, сумнівається у другій версії. Хінц і його команда вивчали гіпотетичні необертові заряджені об’єкти, звані чорними дірами Рейсснера-Нордстрема де Сіттера. Теоретично такі чорні діри повинні мати бар’єр, званий горизонтом Коші. За горизонтом Коші всередині цього викривленого ландшафту немає причин і наслідків, а час і простір плавно розмазуються в нескінченну мить.
Прихильники моделей сильної космічної цензури стверджують, що ці горизонти будуть знищені сингулярністю при найменшому відхиленні в гравітаційному тяжінні колапсуючої зірки. Це має виключити горизонти Коші на користь моделей сильної космічної цензури. Дослідження 2018 року показує, як ці два явища технічно можуть продовжувати співіснувати навіть за таких обурень, але тільки якщо Всесвіт, що оточує чорну дірку, розширюється з прискоренням, як наш.
Обґрунтування цього висновку досить складне, але його коротка версія.
Завдяки своєму заряду, чорні діри Рейсснера-Нордстрема де Сіттера вже мають невеликий внутрішній поштовх, який протистоїть жахливому тяжінню гравітації, тонко протидіючи її ефектам викривлення часу та простору. Тим часом, Всесвіт, що розширюється, подібний до нашого, встановлює тимчасові та енергетичні обмеження на вигин фізики навколо сингулярності. Поєднання цих двох ефектів забезпечить деякий захист для горизонту Коші, даючи нам одночасно фізично нищівну сингулярність та нескінченну мить за лінією неповернення. У цій дивній зоні об’єкти будуть відключені від свого минулого і не матимуть певного майбутнього. Перетин цієї зони означав би, що ви ніколи не зможете повернутися, але ви також не будете розбиті на частки.
Якщо ви не знаєте, як це, будьте впевнені – дослідники також не впевнені.
Фізик та член команди Жоан Коста з Університету Лісбоа у Португалії пояснив це за допомогою знайомої теми. «Розмірковуючи про кота Шредінгера, ми знаємо, що можемо призначити ймовірність того, що кішка жива і мертва одночасно», – розповідає Кардозу Есуну Картліджу. «Але якби кішка впала всередину горизонту Коші, ми не змогли б навіть вирахувати ці ймовірності». Це робить дивність чорної діри ще дивнішою, ніж божевілля квантової механіки. А це вже щось.
Оскільки чорних дір Рейсснера-Нордстрема де Сіттера, мабуть, навіть не існує, вправа має філософський характер, що робить гіпотезу марною. Математика все ще працює для типових нейтрально заряджених чорних дір, і це може навіть спостерігатися в гравітаційних хвилях від чорних дір, що стикаються. У цьому випадку ми, нарешті, отримаємо перший погляд на ті частини Всесвіту, де секрети замкнені назавжди.
Читайте також:
- На супутникових картах Google була виявлена загадкова «чорна діра»
- Виявлено чорну діру зі скривленим акреційним диском