Возможно, в черных дырах нет никакой сингулярности, пишут астрофизики в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Они считают, что состояние материи и самого пространства-времени за горизонтом событий можно объяснить квантовыми эффектами.
Напомним, черная дыра образуется, когда гравитация сжимает вещество до такой степени, что оно «проваливается» в какое-то неизвестное пока науке состояние. Когда ядро «умирающей» очень массивной звезды коллапсирует, то в нем сначала рушится структура атомов, получается сгусток нейтронов и протонов, а потом они тоже «раскалываются» на свои составные части — кварки, то есть квантовые частицы. А в конце концов образуется «провал» — черная дыра.
При этом неясно, что там происходит с пространством и временем. Горизонт событий — условная «поверхность» черной дыры, та граница, за которой скрыто наше понимание: изнутри не поступает никакой информации.
Альберт Эйнштейн понял, что гравитация — это искривление пространства-времени: любая имеющая массу частица создает вокруг себя сферу этой деформации ткани Вселенной. Соответственно, чем массивнее объект, тем внушительнее «воронка», и попадающие на ее край объекты начинает в нее утягивать.
Искривление пространства-времени массой очень хорошо видно по удивительному эффекту гравитационного линзирования в космосе: если прямо за черной дырой или целой галактикой оказывается какой-то другой объект, то свет от «заднего» вынужден огибать сферу вокруг «переднего», и получается великолепное зрелище гигантской космической линзы.
При этом гравитация меняет и ход времени: чем ближе к ее источнику, тем медленнее идет время. Так вот, по расчетам выходит, что гравитация черной дыры создает такую «воронку», что в ней время должно останавливаться совсем. И вообще создается впечатление, что внутри нее больше не действуют законы физики. Это и обозначили как сингулярность.
Тем не менее ученые не могут смириться с тем, что настолько глубокая и всепроникающая Общая теория относительности Эйнштейна может не работать даже в таких экстремальных условиях. Они ищут способы отказаться от парадигмы сингулярности и найти происходящему в черных дырах более понятное объяснение.
И в своей недавней статье исследователи предложили обдумать возможные квантовые эффекты, которые мы просто пока еще плохо понимаем. Напомним, квантовая механика изучает мир частиц, из которых состоит, похоже, все сущее. Вселенная ими пронизана. Даже в полнейшем, казалось бы, вакууме все время откуда-то появляются и куда-то исчезают квантовые частицы. Именно из них состоят частицы субатомные — протоны, нейтроны. Электрон — это квантовая частица. И не имеющий массы фотон, который благодаря этому ничего не искривляет и беспрепятственно мчится по космическому пространству — тоже квант. Квант света.
Способности квантовых частиц — поистине «сверхъестественны»: они могут проходить через препятствия, находиться одновременно в нескольких разных состояниях, пребывать в непостижимой взаимосвязи под названием квантовая запутанность, то есть мгновенно реагировать на поведение друг друга на любом расстоянии.
Поэтому физики и размышляют над тем, что может происходить с ними внутри черной дыры. К примеру, есть концепция так называемого квантового отскока: она предполагает, что в черной дыре искривление пространства-времени на самом деле не становится бесконечным, а останавливается, и гравитация превращается в свою полную противоположность — отталкивающую силу. Но отталкивает она все не обратно к нам, а вместо этого создает новую, недоступную нам область пространства-времени. По сути, это означает кротовую нору и переход в другую Вселенную. В этой концепции Большой взрыв называется «Большим отскоком».
Ранее ученые раскрыли давнюю загадку «звона» черных дыр.
