Независимо от количеството доказателства за съществуването на черни дупки, те остават в границите на теоретичната физика. Поради техните свойства - структура, липса на излъчвана светлина, местоположение и начин на работа - черните дупки остават в сянка. Но не всички учени, включително Стивън Хокинг, вярват, че традиционните черни дупки задължително трябва да останат в рамките на съвременната физика (но те могат да имат идеални математически решения) - някои отиват по-далеч и твърдят, че трябва да ги заменим с едно от много алтернативи.
Някои алтернативи включват гравастари, хибридни червееви дупки и кваркови звезди. Миналата година двама астрофизици - Карло Ровели (Университет в Тулон, Франция) и Франческа Видото (Университет Редбаунд, Холандия) - представиха друг: теоретичен обект, наречен звезда Планк (звезда Планк). Той не замества стандартизирания модел на черна дупка като такъв, той го преосмисля.
Черната дупка обикновено има два основни компонента: хоризонтът на събитията и самата сингулярност. Хоризонтът на събитията е съвсем прост: това е точка, пресичаща която, нищо не може да напусне черната дупка. От друга страна, Сингулярността (сърцето на черна дупка) е много по-трудна за разбиране.
Кривината на пространство-времето в тази безкрайно плътна точка става безкрайна. В резултат на това не можем логично да разберем какво се случва вътре в сингулярността. Още по-лошо: това, до което стигаме, нарушава няколко универсални правила или закони едновременно.
Най-големият проблем е свързан с начина, по който черната дупка обработва информацията - информация, която описва квантовите свойства на всичко, което черната дупка е погълнала. Физиците казват, че информацията не може - не бива - да се унищожава, но изглежда това се случва, когато е засмукана от неизбежната особеност. Тази мистерия, наречена информационен парадокс на черната дупка, е изключително важна, но ще се върнем към нея по-късно.
Какво е звезда от Планк?
Промоционално видео:
Звездата на Планк разчита на това, което е известно като хипотезата за „голямото отскачане“; според тази теория Вселената се е адаптирала към безкраен цикъл на смърт и прераждане. С други думи, Големият взрив не е бил непременно началото на всичко - само тази версия на Вселената. Преди нашата имаше друга вселена: след прекомерно разширяване тя се сви, срути и започна отново (нещо като прераждане, само в космически мащаб).
Смята се, че този отскок се предшества от свиване, противоположно на Големия взрив, когато разширяването на Вселената спира в определен момент - по-специално, когато средната плътност на пространство-времето стане критична. След започването на колапса цялата съществуваща материя трябва да се свие в свръхплътно състояние (може би нещо подобно на сингулярността на черна дупка).
Отскокът ще започне веднага след като материята бъде компресирана до скалата на Планк; поне така казва теорията. Учените вярват, че ако преразгледаме последиците от възможна голяма компресия, на теория можем да преразгледаме поведението на черните дупки.
Ами ако, вместо ядрото на свръхнова да се срути до безкрайно плътна точка (сингулярност) - според нашето предположение, че така се образуват черни дупки със звездна маса - този колапс се спира от „квантово налягане“, което изглежда като „предотвратяване на падането на електрон върху ядрото атом.
Тази идея сама по себе си не е толкова абсурдна. В крайна сметка, специалното налягане - неутронната дегенерация - може да спре колапса на звезда при определен праг на масата (оставяйки неутронни звезди или пулсари зад себе си), докато електронното израждане изпълнява същата задача за звездите, претеглящи теглото на нашето Слънце.
В допълнение, квантовият ефект, който предотвратява срутването на материята до безкрайна плътност, смятат учените, в голям мащаб би означавал, че отскокът „не настъпва, когато Вселената достигне размера на Планк, както се очакваше по-рано; възниква, когато енергийната плътност на материята достигне плътността на Планк. Вселената „отскача“, когато енергийната плътност на материята достигне скалата на Планк, възможно най-малкия размер във физиката. “
„С други думи, квантовата гравитация може да стане релевантна, когато обемът на Вселената е със 75 порядъка по-голям от този на Планк“, пишат авторите на статията, публикувана в блока arXiv.
В търсене на звездата на Планк
Разбира се, ако един от тези "обекти" съществува, той ще бъде невъобразимо малък (дори в сравнение с атом), с диаметър 10 ^ -10 сантиметра. И все пак тя ще бъде с 30 порядъка по-голяма от дължината на Планк (което е 1,61619926 х 10 ^ -35 метра).
Що се отнася до това как звездата на Планк ще изглежда на наблюдателя и това е наистина интересно, факторът на разширяване на времето ще бъде особено очевиден. Времето, докато се движи, не протича еднакво за всеки един и друг. Тече различно по повърхността на Земята и в ниската земна орбита, въпреки че ефектът е незначителен. Скоростта, с която кърлежите трябва да варират драстично около масивни звезди и планети, както и около черните дупки.
Преди светлината да премине хоризонта на събитията, тя започва да усеща разширяването на времето. Не можем да сме сигурни в това - дори не знаем какво се случва в черните дупки - но някои от най-добрите умове в света предполагат, че времето почти напълно спира дотук. Но не можете да го видите отвън.
Ако това е трудно за разбиране и ако сте гледали филма „Междузвезден“, помнете епизода с водния свят. (Внимание спойлер). Поради близостта му до Гаргантюа - черната дупка, червеевата дупка, през която премина екипът - час за хората на повърхността на планетата беше равен на десетки години другаде. Поради това и въпреки факта, че първият човек кацна на тази планета десет години по-рано, е напълно възможно жената астронавт да остане там само няколко часа, докато пристигне втората група. Нейният фар беше активен, но не бяха получени предавания.
Дори и така: всяка звезда от Планк може да живее само миг преди „отскока“: приблизително „продължителност на времето, необходимо на светлината, за да я преодолее“. Но за външен наблюдател той ще живее милиони или дори милиарди години … продължавайки да съществува заедно със самата черна дупка.
По-малък проблем
В този момент започвате да разбирате какво точно виждат физиците в този чисто теоретичен модел. В крайна сметка се връща обратно към черната дупка и информационния парадокс. Според учените, ако заменим сингулярността със звезда от Планк, този парадокс престава да бъде проблем.
Те твърдят, че след време X черните дупки, които бавно губят маса през целия си живот поради постепенното излъчване на радиация на Хокинг, в крайна сметка ще се сблъскат с разширяването на звездите на Планк в техните ядра: в един момент цялата информация, която съхранява, ще бъде освободена …
Какво друго? Учените казват, че звездите от Планк могат да „произведат откриваем сигнал с квантов гравитационен произход с дължина на вълната от порядъка на 10-14 cm“. С други думи, може да има начин да го намерите или поне да стесните диапазона на търсене, като разгледате определени подписи на гама лъчи. Може би вече сме намерили такъв подпис, просто не знаем за него.
Иля Хел
