Чем планковские звезды отличаются от черных дыр?

10 408 просмотров
Об авторе

Черная дыра

Независимо от количества доказательств в пользу существования черных дыр, они остаются в пределах теоретической физики. Из-за своих свойств — структуры, отсутствия излучаемого света, места нахождения и принципа работы — черные дыры остаются в тени. Но далеко не все ученые, в том числе и Стивен Хокинг, считают, что традиционные черные дыры обязательно должны остаться в рамках современной физики (впрочем, иметь идеальные математические решения они могут) — некоторые идут дальше и заявляют, что нам стоит заменить их одной из множества альтернатив.

Некоторые альтернативы включают гравастары, гибридные червоточины и кварковые звезды. В прошлом году два астрофизика — Карло Ровелли (Университет Тулон, Франция) и Франческа Видотто (Университет Рэдбаунд в Нидерландах) — представили еще одну: теоретический объект под названием планковская звезда (звезда Планка). Она не заменяет стандартизованную модель черных дыр как таковую, она ее переосмысливает.

Черная дыра обыкновенно имеет две основные составляющие: горизонт событий и саму сингулярность. Горизонт событий довольно прост: это точка, преодолевая которую, ничто не может покинуть черную дыру. Сингулярность (сердце черной дыры), с другой стороны, понять намного сложнее.

Кривизна пространства-времени в этой бесконечно плотной точке становится бесконечной. В результате мы не можем логически осмыслить, что происходит внутри сингулярности. Даже хуже: то, к чему мы приходим, нарушает сразу несколько универсальных правил или законов.

Самая большая проблема связана с манерой обработки информации черной дырой — информации, которая описывает квантовые свойства всего, что поглотила черная дыра. Физики говорят, что информация не может — не должна — быть уничтожена, но кажется, что именно это происходит, когда ее засасывает неизбежная сингулярность. Эта загадка, которая называется информационным парадоксом черной дыры, чрезвычайно важна, но к ней мы еще вернемся.

Что такое планковская звезда?

Черные дыры

Звезда Планка полагается на так называемую гипотезу «большого отскока»; согласно этой теории, вселенная приспособилась к бесконечному циклу смерти и возрождения. Другими словами, Большой Взрыв необязательно был началом всего — только этой версии вселенной. До нашей существовала другая вселенная: после чрезмерного расширения она сжалась, коллапсировала и начала снова (что-то вроде реинкарнации, только в космических масштабах).

Считается, что этому отскоку предшествует сжатие, такая противоположность Большому Взрыву, когда расширение вселенной останавливается в определенный момент — в частности, когда средняя плотность пространства-времени становится критичной. После начала коллапса, вся существующая материя должна стянуться в сверхплотное состояние (возможно, что-то похожее на сингулярность черной дыры).

Отскок начнется, как только материя сожмется до планковских масштабов; по крайней мере так говорит теория. Ученые считают, что если мы пересмотрим последствия возможного большого сжатия, мы в теории можем пересмотреть и поведение черных дыр.

Что, если вместо ядра сверхновой, коллапсирующего до бесконечно плотной точки (сингулярности) — согласно нашему предположению о том, так образуются черные дыры звездной массы, — этот коллапс приостанавливается «квантовым давлением», которое похоже на то, что «мешает электрону упасть на ядро атома».

Эта идея сама по себе не так уж и абсурдна. В конце концов, особое давление — вырождение нейтронов — может остановить коллапс звезды на определенном пороге массы (оставив позади нейтронные звезды или пульсары), в то время как вырождение электронов выполняет ту же задачу для звезд весом с наше Солнце.

В дополнение к этому, квантовый эффект, предотвращающий коллапс материи до бесконечной плотности, как считают ученые, в больших масштабах будет означать, что отскок «не происходит, когда вселенная достигает планковских размеров, как ожидалось ранее; он происходит, когда энергетическая плотность материи достигает планковской плотности. Вселенная «отскакивает», когда энергетическая плотность материи достигает планковских масштабов, наименьших возможных размеров в физике».

«Другими словами, квантовая гравитация может стать актуальной, когда объем Вселенной будет на 75 порядков больше объема Планка», — пишут авторы работы, опубликованной в блоке arXiv.

В поисках звезды Планка

Черные дыры

Конечно, если один из таких «объектов» существует, он будет невообразимо мал (даже по сравнению с атомом), с диаметром 10^-10 сантиметров. И все же он будет на 30 порядков больше планковской длины (которая равна 1,61619926 х 10^-35 метров).

Что касается того, как планковская звезда будет выглядеть для наблюдателя, и это правда интересно, особенно будет проявляться фактор замедления времени. Время, по мере своего движения, идет не одинаково для всех и каждого. Оно течет по-разному на поверхности Земли и на низкой околоземной орбите, хотя эффект незначителен. Скорость, с которой тикает время, должна сильно меняться вокруг массивных звезд и планет, а также возле черных дыр.

Прежде чем свет преодолевает горизонт событий, он начинает ощущать замедление времени. Мы не можем быть уверены в этом — мы ведь даже не знаем, что происходит внутри черных дыр — но некоторые из лучших умов мира предполагают, что там время почти полностью останавливается. Но снаружи этого не заметить.

Если это сложно понять, и если вы видели фильм «Интерстеллар», вспомните эпизод с водным миром. (Осторожно, спойлеры). Из-за близости к Гаргантюа — черной дыре, червоточине, через которую прошла команда — час для людей на поверхности планеты равнялся десяткам лет в других местах. Из-за этого, и несмотря на то, что первый человек высадился на эту планету за десять лет до этого, вполне возможно, что женщина-астронавт пробыла там всего пару часов, пока не прибыла вторая группа. Ее маяк был активен, но передачи поступать перестали.

Даже так: любая планковская звезда может жить лишь мгновение перед «отскоком»: примерный «отрезок времени, который нужен свету, чтобы ее преодолеть». Но для внешнего наблюдателя она будет жить миллионы или даже миллиарды лет… продолжая существовать наряду с самой черной дырой.

Проблемой меньше

К этому моменту вы начинаете понимать, что именно видят физики в этой сугубо теоретической модели. В конечном счете она возвращается обратно к парадоксу черных дыр и информации. По мнению ученых, если мы заменяем сингулярность планковской звездой, этот парадокс перестает быть проблемой.

Они утверждают, что через время X черные дыры, которые медленно теряют массу в течение своей жизни вследствие постепенного выброса излучения Хокинга, в конечном счете сталкиваются с расширением планковских звезд в своих ядрах: в какой-то момент вся информация, которую она хранит, будет освобождена.

Что еще? Ученые говорят, что звезды Планка могут «производить детектируемый сигнал, квантово-гравитационного происхождения, с длиной волны порядка 10-14 см». Другими словами, может быть способ найти одну такую или хотя бы сузить диапазон поиска, просматривая определенные гамма-лучевые сигнатуры. Возможно, мы уже обнаружили такую сигнатуру, просто не знаем об этом.

Чем планковские звезды отличаются от черных дыр?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

26 комментариев

  1. Hunterandrey

    ) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. dr7

    Засасало! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  3. Nikolay-01

    Сколько можно писать всякую ерунду об этих черных дырах.
    Нет никаких черных дыр, нет горизонтов событий и нет сингулярностей.
    Все это может быть в математических формулах, но в реальной жизни этого нет.

    • Erfinder

      То есть ученые нас обманывают?

    • Evgen1986

      очень Вы уверены в том что есть, а чего и быть не может. Полеты на Луну, Марс, сенсорные телефоны, мощные вычислительные машины в карманах, которые используют в качестве средства связи и уничтожения свиней птицами. Машины, самолеты... роботизированные помошники, "умные" дома.. телескопы на орбите нашей планеты.. Раньше это все тоже было теорией. Верни Вас в прошлое, смогли бы Вы доказать, что это все будет?.. Нет, такой же как Вы сказал бы, точно так же.

      • Nikolay-01

        Все что вы перечислили укладывается в рамки классических физических представлений об окружающем нас мире, а то, что говорится о "черных дырах" - выходит за все разумные границы и основано не на реальных физических свойствах массивных тел, а на некоторых математических моделях.

        • Evgen1986

          когда то кое кого сожгли за классические представления об окружающем мире.

    • CSKA

      Надо бы всем этим "псевдоученым", которые почему то называют себя учеными, пользоваться сайтом "ученого" Николая Михайлова. У него там прямо на сайте проводятся эксперименты и делаются последние научные открытия, а также на этом сайте опровергаются старые теории ученых и открываются новые

      • Nikolay-01

        Я думаю всем будет полезно и интересно ознакомиться с тем, что представлено на Сайте Николая Михайлова. Новый взгляд на окружающий нас мир может помочь избавиться от старых укоренившихся догм.

    • Dima 666

      По моему отличная статья. Дело в том что Черные Дыры это вам не пиксели в экране нового телефона и не очередной клиент твиттера, это совсем другой уровень. Далеко не каждый человек сможет приблизится к пониманию теорий такого уровня, по этому вместо того что бы писать что черных дыр не существует, лучше просто пройти мимо этой статьи и не засорять коменты.

      • Nikolay-01

        Тройная шестерка - знакомая личность.
        Что бы хотя бы "приблизиться к пониманию теорий такого уровня", надо что бы сначала "крыша поехала".

        • Dima 666

          Я специально только что зарегистрировался и этом мой первый комментарий, просто не смог удержатся. Согласен на счет поехавшей крыши. Еще говорят что если вы думаете что поняли теорию, значит вы ничего не поняли))) Но все же есть люди которые немного в этом разбираются и им интересно. А если вам не интересно проходите мимо

          • Nikolay-01

            Тем, кто в этом разбирается, им это читать не очень интересно, так как они об этом хорошо знают, а вот тем, кто еще не до конца разобрался, что к чему, можно дать дополнительную информацию к размышлению.

            • Liver

              Всегда было жалко таких как вы... Людей которые закрыты в рамки, которые не смотрят масштабно, которые не могут представить чего-то , что они не могут понять.

              • Nikolay-01

                "...которые не смотрят масштабно" - это наверно те, кто не смотрит в "черную дыру".
                Я лично ни в какие рамки не закрыт, скорее наоборот, но некоторые "теории" разум человека отказывается понимать.

        • CSKA

          Ну хоть с одним персонажем разобрались

    • Rambler

      Очередной ребенок сделал очередное "авторитетное" разоблачение взрослых людей.

  4. toge

    уже не читаю такие поппури-опусы, достали псевдознания современных популяризоторов физики

  5. tabasko

    Поверить можно проверить нельзя! Не время для таких исследований, пустая трата денег. Лучше обратили бы внимания на квантовые компьютеры, может в них кроется загадка их происхождения и может там они себя проявят со временем, где будет необходимо (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. Higgs Boson

    ни одного серьёзного комментаврия по теме...как всё запущенно. Особенно с комментарием про "..ааа, нет никаких чёрных дыр! Ничего не доказано! Почитайте какого доктора Всепереплюйкина Мегазнайкина! Он всё знает!" Это просто абзац, люди.....Сразу вам скажу. На данный момент всё что имеет горизонт событий у нас называется "чяёрной дырой", но уже приходит постепенное понимание что чёрные дыры пора класифицировать ли отодвигать по шкале подальше от нейтронных звёзд. Ведь за ними идут кваркоиды или кварковые звёзды, потом планковские и только потом традиционная чёрная дыра с абсолютной сингулярностью в современном понимании этого слова. Давление кварков и квантовой пены уравновешивает гравитацию в этих тёмных звёздах и они находятся в сферическом состоянии в виде обьекта. А вот чёрная дыра имеет сингулярность-провал в другие измерения нашей вселенной.

    • Nikolay-01

      Ты бы парень лучше сначала грамматику выучил, а то с такими знаниями тебя в 8 класс не переведут.

  7. storm X

    так эта ствтья была уже месяц назад!

  8. Viamo

    Кто и когда решил, что если черная дыра поглощает даже свет, то ничего не может покинуть ее пределы? Это бред. При достаточном импульсе изнутри ее можно покинуть.

    Один сказал, что время замедляется и все повторяют как попугаи. Почему никто не подумал, что время везде одинаково, просто скорость прохождения физических и химических процессов зависит от скорости и гравитации? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.