Черные дыры не существуют
Черные дыры давно притягивают внимание человечества, а их образ используется в популярной культуре: от «Стар Трэка» до Голливуда. Они являются чем-то неизведанным, самым темным и самым плотным объектом Вселенной, который не пропускает даже свет. И как будто всего этого было недостаточно: сейчас появилась информация, что они и вовсе не существуют.
Объединив две, на первый взгляд, противоположные теории, Лаура Мерсини-Хьюстон (Laura Mersini-Houghton), профессор физики Колледжа наук и искусств Университета Северной Каролины (США), математически доказала, что черные дыры вообще не могли существовать. Ее исследование не только заставляет ученых переосмыслить ткань пространства-времени, но также и вновь задуматься над происхождением Вселенной.
«Я по-прежнему не оправилась от шока, - говорит Мерсини-Хьюстон. – Мы изучали эту проблему на протяжении более 50 лет, и выводы позволяют о многом задуматься».
На протяжении десятилетий считалось, что черные дыры появились, когда большая звезда сжалась под воздействием собственной гравитации до размеров точки, называемой сингулярностью - представьте, что Земля сжалась в шарик размером с орешек. Считалось также, что невидимая мембрана, радиус черной дыры, окружает сингулярность, и пресечение этих границ означает, что вернуться назад будет невозможно. В этой точки гравитационная сила так велика, что ни один объект не может покинуть пределы радиуса.
Причина, по которой черные дыры являются столь странными, заключается в том, что они сталкивают вместе две фундаментальные теории о Вселенной. Теория гравитации Эйнштейна предсказывает появление черных дыр, однако фундаментальный закон квантовой теории говорит о том, что никакая информация о Вселенной исчезнуть не может. Попытки объединить эти две теории привели к математическому нонсенсу, который стал известен под названием парадокса о потере информации.
В 1974 году Стивен Хоукинг (Stephen Hawking) использовал квантовую механику для того, чтобы доказать, что черные дыры высвобождают радиацию. С того времени ученые нашли в космосе следы, которые соответствуют этой радиации, что позволило идентифицировать все увеличивающееся количество черных дыр.
Однако теперь Мерсини-Хьюстон описывает совершенно новый сценарий. Она согласна с Хоукингом относительно того, что когда звезда разрушается под действием собственной гравитации, она высвобождает радиацию. Однако в своем новом исследовании Мерсини-Хьюстон доказывает, что посредством высвобождения радиации звезда также теряет свою массу. Таким образом, хотя звезда и съеживается, у нее не будет достаточной массы для образования черной дыры.
До образования черной дыры умирающая звезда расширяется в последний раз и после взрывается. Сингулярность не образуется, как не появляется и радиус черной дыры. Ключевой момент ее работы ясен: черных дыр не существует.
Исследование, которое было направлено в базу ArXiv, онлайн хранилище исследований в области физики, которые не рецензируются, содержит точные математические решения этой проблемы и подготовлено в сотрудничестве с Гаральдом Пайффером (Harald Peiffer), экспертом в области математической относительности из Университета Торонто (Канада). Более раннее исследование Мерсини-Хьюстон, также направленное в ArXiv в июне, было опубликовано в журнале Physics Letters B и содержит приблизительное решение исследуемой проблемы.
Экспериментальные данные когда-нибудь могут представить физическое доказательство, существуют ли черные дыры во Вселенной. Однако на данный момент, по словам Мерсини-Хьюстон, математические выводы являются окончательными.
Многие физики и астрономы полагают, что наша Вселенная возникла из сингулярности, которая стала расширяться после Большой взрыва. Однако если сингулярностей не существует, ученым придется вновь обдумать теорию Большого взрыва и даже вопрос о том, произошел ли он в действительности.
«Физики пытались объединить эти две теории – теорию гравитации Эйнштейна и квантовую механику – на протяжении десятилетий, и этот сценарий приводит теории в гармонию, - говорит Мерсини-Хьюстон. – Это очень важно».
По материлам Phys. Org.
Иван Штепа nauka21vek.ru