Новая теория может ответить на вопрос: что происходит внутри черной дыры?

22 Июня 2015 в 13:30, Илья Хель 18 779 просмотров 18

Черная дыра

Существует распространенное мнение, что на краю черной дыры находится черный ход Вселенной — выход из реальности в новое царство, где фундаментальные законы природы вроде времени больше не работают привычным для нас образом. Что происходит, когда вы пересекаете эту границу, остается загадкой, над которой ведущие ученые мира размышляют уже несколько десятилетий.

Недавно в Париже получила огласку работа, которая предлагает решение: взглянуть на черные дыры несколько другим образом.

Предпринимая новый подход к этой старой проблеме, новая теория постулирует, что, во-первых, нет никакого черного хода Вселенной. Вместо этого черные дыры являются телами, в которые нельзя проникнуть, своего рода «пушистые клубки» (fuzzball).

Эти шары и представляют собой новые черные дыры.

Самир Матур, профессор физики Университета штата Огайо и единственный автор статьи, говорит, что по мере приближения к этому шару ваше тело будет уничтожено, но, как ни странно, вы не умрете. Вы будете преобразованы в копию самого себя, своего рода голограмму, которая навсегда останется на поверхности этого шара.

Матур описывает поверхность как скорее расплывчатый регион пространства, нежели гладкую и понятную структуру, отсюда и название «пушистый клубок». Когда он впервые анонсировал свою теорию в 2003 году, она вызвала интерес у научного сообщества, поскольку предложила решение устоявшегося парадокса черных дыр.

Этот парадокс изначально был обнаружен астрофизиком Стивеном Хокингом больше 40 лет назад, и с тех пор ученые безуспешно пытаются объяснить его. При всем этом оригинальные вычисления Матура не вступают в противоречие с другими устоявшимися теориями, описывающими природу черных дыр. Ученый провел больше 15 лет, оттачивая и проверяя свой аргумент.

Теперь его последняя работа делает значительный шаг вперед, предполагая, что его картина черных дыр как голографических копировальных машин Вселенной, будучи весьма странной, может означать, что эти пушистые клубки в полной мере отражают то, как ученые должны относиться к загадочным космическим творениям, чтобы лучше понимать их поведение.

Черная дыра

Некоторые ученые скептически относятся к выводам Матура. Хотя они и поддерживают новый взгляд на черные дыры, никто не верит, что можно выжить при сближении с «пушистым комом»: все погибнет в огненной смерти.

Экзотическими черные дыры также делает их мощное гравитационное притяжение, выступающее своего рода глубоким колодцем в космосе, искривляющее пространство и время вокруг и внутри.

Кроме того, это притяжение имеет право хватать все, что подойдет слишком близко, включая свет. Это означает, что если что-то провалится в этот колодец, вернуться оно уже не сможет, а это, в свою очередь, делает практически невозможным определение границы черной дыры.

Это не остановило Хокинга от первой попытки найти некоторые ответы в начале 70-х. В отличие от Матура, Хокинг обрисовал черные дыры с черными ходами, через которые засасывается материал под действием притяжения. Хокинг начал исследовать, что происходит сразу за этой дверью, за мгновения до пересечения границы и погружения в вечность.

В 1976 году он обнаружил, изучая хорошо установленные еще Альбертом Эйнштейном и Полем Дираком законы физики, нечто невероятное: черные дыры не только поглощают материал через черные ходы. Они также излучают некоторую форму радиации.

Надоедливый парадокс

Хотя на тот момент это открытие было невероятным — излучение было названо в честь Хокинга — оно породило вопрос, так называемый информационный парадокс черной дыры, который ученые разбирают до сих пор.

Матур считает, что положил ему конец своей теорией «пушистого комка».

Согласно теории Хокинга, излучение Хокинга генерируется всем, что попадает в черную дыру. Часть попадающего выплевывается обратно, тогда как остальное оказывается в ловушке внутри черной дыры и теряется навеки. Отсюда возникает парадокс: одно из фундаментальных понятий физики утверждает, что никакая материя во Вселенной не может быть полностью потеряна или уничтожена, что прямо противоречит оригинальному утверждению Хокинга. Сегодня ученые, в том числе и Матур, все еще убеждены, что излучение Хокинга остается правдоподобным компонентом черных дыр, хотя оно до сих пор не наблюдалось.

Спустя 30 лет у Хокинга так и не появилось убедительного решения парадокса, им же и открытого, но у Матура — вполне. Просто последний ученый решил представить черные дыры твердой поверхностью, у которой нет черных ходов.

Решение информационного парадокса

Черная дыра

Черные дыры в виде пушистых комков, представленные Матуром, являются непроницаемыми, а значит, и не имеют области, в которой материал может попасть внутрь. Вместо этого любой объект, притянутый гравитационным притяжением черной дыры, упадет на ее поверхность.

Когда происходит подобное, в форме голограммы создается почти идеальная копия объекта. Эта голограмма начинает жизнь на поверхности черной дыры, тогда как оригинал копии съедает «пушистый комок».

«Оригинал копии уничтожается. Точнее, данные, составляющие оригинал, преобразуются в новую форму, в форму данных на поверхности пушистого комка, — рассказал Матур в письме Business Insider. — Когда материя падает на ее поверхность, эта поверхность приобретает энергию и расширяется».

Когда Матур впервые изучал эту теорию на рубеже веков, его оригинальные расчеты предполагали, что ваш голографический близнец будет точной копией оригинала. Тем не менее другие ученые утверждают, что точную копию создать невозможно, поскольку Вселенная стремится к несовершенству.

Последний труд Матура разрешает эту проблему, демонстрируя, как может быть возможна немного измененная копия. С этого момента Матур решил обойти информационный парадокс черной дыры двумя способами:

  1. Удаляя экзотическое составляющее внутренностей черной дыры, где волшебным образом исчезает и уничтожается навсегда информация.
  2. Объясняя, что именно происходит с материей, которая достигает черной дыры, как все это сохраняется и почему ничего не теряется.

«Структура пушистого комка разрешает этот парадокс; по этой причине я и верю в эту [теорию]», — говорит ученый.

Теория струн и «пушистые комки»

Чтобы объяснить свои допущения математически, Матур опирался на теоретические наработки теории струн, согласно которой все частицы во Вселенной состоят из крошечных одномерных струн, которые вибрируют и взаимодействуют между собой, создавая окружающий нас мир.

(Эта идея сама по себе противоречива, поскольку никто пока не наблюдал струну. Тем не менее теория струн предлагает массу удобных решений некоторым необъяснимым явлениям и обеспечивает удобный математический аппарат).

Черные дыры Матура по сути являются гигантскими шарообразными скоплениями струн. Поэтому теоретически, когда объект касается поверхности этого «пушистого комка», его масса преобразуется в свет, создавая голографическую копию предыдущего состояния. Впрочем, другие теоретики струн не согласны с такой трактовкой.

Продолжая логику Матура, группа физиков Калифорнийского университета в 2012 году предположила, что все, что упадет на поверхность «пушистого комка», немедленно «сгорит в огне» и умрет. Теория такого «файрвола» разделила научное сообщество на сторонников пушистых комков и сторонников файрвола.

Единственным способом решить это был бы научный эксперимент.

«Довольно сложно проверить структуру пушистого комка напрямую из эксперимента, — сообщил Матур. — Один из таких способов — если мы сможем создать крошечные черные дыры на ускорителе частиц».

Ускорители частиц сталкивают частицы вместе почти на скорости света, и это может воссоздать экстремальные условия, которые напомнят раннюю Вселенную. Сможет ли самый мощный ускоритель в CERN произвести черные дыры, пока неизвестно наверняка.

Несмотря на это, группа ученых, поддерживающих идеи Матура, растет по всему миру. Чем дальше в лес, тем больше шансов, что мы что-то да узнаем.

Новая теория может ответить на вопрос: что происходит внутри черной дыры?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

18 комментариев

  1. BATOU

    Ура! Supermassiveblackhole твердое тело! +1 человек разделяет мое мнение. Хотя и можно ли применить термин "твердое" к тому чем это является - большой вопрос... Нужен непонятного рода эксперимент чтобы узнать в каком состоянии находится этот коктейль энергомассы... Загадка осталась, новых ответов нет. Но новая точка зрения дает новую пищу для ума, так что Зачет. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. vinstlow

    Оно обладает массой, обладает размером, излучает частицы. +1 за отход от дырки. ) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  3. Ram Abbala

    Не так давно в новостях проскакивала статейка о том что наша вселенная может быть голограммой, которая проецируется из некоего места. Забавно было бы, если этим некоим местом оказалась черная дыра.
    +большой взрыв был бы не большим взрывом, а большим расширением в следствии появления черной дыры в какой-то другой вселенной.

    • vinstlow

      И также была статья которая именно это и утверждала - мы проекция из чёрной дыры, которая существует в пространстве с бОльшыми мерностями. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. Jerricho

    Постигнем ли мы когда нибудь истину? Узнаем ли мы что это такое вокруг нас и для чего это все? Ведь даже если принять все эти теории, как они есть за правду - ответа мы не увидим. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  5. Belveder

    "Пушистый клубок" как ключ к бессмертию? :)

  6. Ce3apyc

    Если поверхность этого комка непроницаема для потока расщепленной материи летящей к ней со скоростью света, и ничего никуда не падает и не исчезает, значит все, что туда попало, все еще находится там, а этот комок - есть скопление элементарных частиц всех мастей спрессованных настолько, что они уже не могут перемещаться относительно друг друга, т.е., по сути, лишены импульса и обладают только массой, и принцип квантовой неопределенности перестает действовать. А Матура еще утверждает, что частицы эти "упорядочены" таким образом, что каждый слой этого комка хранит информацию о материале, упавшем на поверхность комка во время формирования этого слоя.

    • BATOU

      И? Да, его теория это утверждает. Фокус в том что ни доказать ни опровергнуть этого пока нельзя. Наличие множества теорий может помочь в дальнейших исследованиях, так что думаю не стоить быть настолько предубежденным, а посмотреть как дальше развития будут развиваться. Ну и поучавствовать по мере возможностей)) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. tabasko

    Да! Наверное зря я объяснял себе происхождение чёрных дыр с физической точки зрения по ОТО. Видимо интересней в мифологию поверить чем дождаться научного объяснения. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  8. charm.strenge

    Все эти Дыры описаны или нарисованы в виде ВКС =формул = ВКС = Видио кинематический симулятор -Образа .
    это Ключ сущее= БАНТ ЖИЗНИ . проще Триплет На Дырке . Дырка в солитоне в виде тора = кольца на окружности которого три атома 4х4. Четырех узловые и четырех мерные по синхронизации .
    Три Атома =Без дырки -Это наши триплеты МММ перпетуум мобиле . Грибки -плесень структуры . дай ей только среду питания и она начнет на нем строить свои структурные узоры .
    Дырка у древних Четвертый узел от Атома Рацио . И Первый По перетоку из Большего
    НИчто к Меньшему на основе 4х4 =Что-то .
    Мы Живем в Дырке =ГЕЯ . только Эта Дырка завалена Мусором от Триплета и его генератора Тонкой материи РЕКС -РЁЛО . Это все залито их Ребенком =РАЦИО . который проявляет все события Родителей по Пределу .
    Дырка есть с двух Значной плотностью =у нас она равна =0 читается из Абсолюта Большее к меньшему .Большее как Абсолют Это Объем Место Ничто ;читать; Окружности НИгде а центры везде . Меньшее на основе структуры 4х4 =Окружности как Центры везде . .
    Эти Дырки разной этиологии в разных видах исполнительной плотности ..как Плотность ОСО и как Плотность от 4х4 . везде . нового ..ничего ..это забытое старое .

  9. Vladimir Sido

    Черные дыры станет возможным изучать на земле в условиях лабораторий.Обратите
    внимание на комментарий Vladimir Sido от 29 июня 2015 в 11:35 к статье:"Будет ли
    у нас теория всего"?-новости науки на HI-NEWS.ru? от 12 апреля 2015 в 17:00.Автор
    Илья Хель.

  10. Gidan

    Самые яркие во вселенной объекты называются "черными дырами" только благодаря уверенности ученых, что все астрономические тела подвешены в пустоте, а фотон движется как ракета, а не волна и потому, имея конечную скорость, не может преодолеть притяжение "черных дыр". Уберите всю эту лабуду про фотон и сразу станет всем ясно, что это не "черные дыры", а довольно яркие и массивные звезды, которые перемалывают ближайшую материю в излучение, а при отсутствии таковой рядом, просто выгорают сами.

  11. HakkuMarru

    Только тут ты гарантированно вернешь свои деньги в случае неудачной игры! Доверь свою игру лучшему зарубежному онлайн казино! Регистрация тут http://wltogethergaming.adsrv.eacdn.com/C.ashx?btag=a_353b_12c_&affid=168&siteid=353&adid=12&c=

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.