Есть ли во вселенной что-то более странное, чем черные дыры? Эти гравитационные чудовища не только деформируют пространство и время; просто размышления о них заставляют мозг «закипать». Наряду с уже известными фактами о них, есть и другие удивительные свойства, которые пока изучены недостаточно.
Так, в 1960-х годах физик Джон Уилер предположил, что у черных дыр «нет волос». Это означает, что каждый конкретный космический объект можно отличить от его собратьев только по скорости вращения, моменту импульса и массе. Любая другая отличительная информация о черной дыре считается «волосами», которая исчезает за непроницаемым горизонтом событий.
Однако в 2016 году знаменитый физик Стивен Хокинг предположил, что черные дыры действительно имеют роскошную шевелюру, состоящую из призрачных частиц с нулевой энергией, и что эта огромная агломерация содержит информацию о материале, который поглощала черная дыра. Гипотеза не была доказана, но, по мнению ученых, может помочь решить давний парадокс о том, что происходит с газом и пылью, которые проглатывает это чудовище.
Черная дыра может испариться. Согласно теории, пары субатомных частиц постоянно рождаются и исчезают у горизонта событий. Время от времени одна из этих частиц падает в черную дыру, а другая отбрасывается с очень высокой скоростью, забирая с собой немножко ее энергии. Этот процесс получил название излучение Хоккинга. Поскольку энергия равна массе, этот процесс на самом деле может привести к сокращению черной дыры и в конечном итоге к ее испарению.
Черная дыра поглощает информацию, или нет. Трудно увязать разрушающую массу черных дыр с законами квантовой механики, согласно которым информация о частицах не может быть уничтожена. Но материал, который попадает за границы черной дыры, должна навсегда потеряться во Вселенной. Эта головоломка известная как информационный парадокс черной дыры; до настоящего времени его решение от ученых постоянно ускользало. Недавние исследования показывают, что информация, которая попадает в черную дыру, может быть передана частицам в излучении Хокинга; однако однозначного ответа на этот вопрос пока нет.
Черные дыры могут быть темной материей. Вскоре после Большого взрыва Вселенная должна была породить множество крошечных черных дыр. Поскольку эти объекты были бы массивными и не излучали свет, некоторые физики предположили, что эти первичные черные дыры могли бы объяснить загадочную темную материю. Но идея противоречива, учитывая, что данные обсерватории LIGO исключают Вселенную, заполненную такими небесными телами. Возможно, черные дыры среднего размера все еще могут где-то скрываться, хотя наблюдения показывают, что они будут составлять не более 1-10% от темной материи.
Вещество в черных дырах может путешествовать в будущее. Черные дыры сталкиваются с проблемой бесконечности - масса черной дыры раздавливается до бесконечно плотной точки, которая бесконечно мала по размеру. Физически это не имеет никакого смысла, поэтому исследователи искали альтернативные теории, которые помогли бы понять наконец природу черных дыр. Одна из гипотез известна как петлевая квантовая гравитация. Она предполагает, что материя пространства-времени очень сильно изогнута вблизи центра черной дыры. Это приведет к тому, что часть дыры будет простираться в будущее, а значит вещество, которое в нее попадет, будет путешествовать во времени. До сих пор эта расширяющая сознание идея остается только теорией.
Черные дыры могут быть гостями из другой Вселенной. Согласно одной из спорных теорий, наша Вселенная может быть далеко не первой. То есть до нее могли существовать другие, более ранние вселенные, в которых были черные дыры. Известный физик-математик Оксфордского университета Роджер Пенроуз утверждал, что реликтовое излучение несет в себе следы этих черных дыр, существовавших в то время. Другие ученые утверждают, что данные Пенроуза ничто иное, как очередное «открытие», не заслуживающее пристального внимания. В любом случае, пока его теорию не удалось не подтвердить, не опровергнуть.
Материал подготовила Татьяна Артюхова
Свежие комментарии