Наука Місце, де теорія відносності не діє: сингулярність — це не точка, а щось інше
Фізики вважають, що сингулярність чорної діри є тривимірною поверхнею, на якій головна теорія Альберта Ейнштейна "вкорочує собі життя".
Що знаходиться за горизонтом подій чорної діри, ніхто точно не знає. Це межа, подолавши яку ніщо, навіть світло, не може вирватися назад у космос. Вважається, що в центрі чорної діри знаходиться сингулярність у вигляді точки з нескінченною щільністю, яка не має просторових вимірів. Дослідження американських фізиків, прийняте до публікації в журналі Physical Review D, припускає, що сингулярність — це не точка, а плоска тривимірна поверхня. Ця робота може допомогти створити теорію квантової гравітації, пише ScienceAlert.
У 1930-х роках фізики припустили, що сингулярність чорної діри є точкою. Потім у 1960-х роках вчені виявили, що в чорній дірі Керра, яка не обертається, рух під час падіння до сингулярності сповільнюється, внаслідок чого сингулярність являє собою не точку, а кільце. Але в чорній дірі Шварцшильда, яка не обертається, сингулярність продовжували вважати точкою.
Відео дня
Автори нового дослідження створили модель у рамках загальної теорії відносності Ейнштейна, щоб з’ясувати, як це — падати в чорну діру. Модель передбачала двох спостерігачів, які падають у одну й ту саму чорну діру з протилежних напрямків. Якби сингулярність чорної діри була точкою, обидва спостерігачі в кінцевому підсумку опинилися б в одному й тому ж місці. Але, як показує дослідження, згідно з загальною теорією відносності, цього ніколи не може статися.
У міру падіння спостерігачів викривлений простір-час чорної діри перешкоджає поширенню світла та будь-якого іншого сигналу між ними. Вони назавжди стають причинно роз'єднаними, а це означає, що жоден із них ніколи не зможе вплинути на останні миті життя іншого або навіть дізнатися про них.
Фізики стверджують, що якщо спостерігачі більше не можуть обмінюватися інформацією до досягнення сингулярності, вони не зможуть зійтися в одній і тій самій просторово-часовій події. Вони зможуть це зробити, якщо сингулярність являє собою тривимірну простороподібну поверхню, до якої кожен спостерігач досягає в різному місці.
"Сингулярність — це не точка. Швидше, це тривимірна просторова межа, де загальна теорія відносності "покінчує з собою", — кажуть фізики.
Вчені вважають, що така сингулярність існує не лише в чорних дірах Шварцшильда, а й у чорних дірах Керра.
Якщо сингулярність чорної діри є поверхнею, це відкриває можливість для створення теорії квантової гравітації. Фізики вважають, що квантова гравітація існує саме на поверхні сингулярності чорних дір.
Квантова гравітація — це теорія, яка має об’єднати загальну теорію відносності Ейнштейна, що описує гравітацію в космічних масштабах, із квантовою механікою, яка описує реальність на атомному та субатомному рівнях. Обидві теорії добре працюють окремо, але не працюють разом.
Інші новини науки
- Виявлено галактики без найважливішого компонента Всесвіту: раніше вважалося, що це неможливо.