Исследователи из Института космических наук Барселонского университета (ICCUB) совершили прорыв в понимании формирования черных дыр. Впервые удалось описать создание регулярных черных дыр исключительно за счет гравитационных эффектов, без привлечения экзотической материи.
Традиционная теория относительности Эйнштейна предполагает наличие сингулярностей в черных дырах – точек, где законы физики перестают работать. Долгое время считалось, что для устранения сингулярностей необходима экзотическая материя – гипотетическое вещество с необычными свойствами, такими как отрицательная плотность энергии и отталкивающая гравитация.
Новое исследование, опубликованное в журнале Physics Letters B, демонстрирует математически, что бесконечная серия гравитационных поправок высшего порядка может устранить сингулярности. «Красота нашей конструкции в том, что она основана только на модификациях уравнений Эйнштейна, естественно предсказываемых квантовой гравитацией. Никакие другие компоненты не нужны», – поясняет Пабло А. Кано из Департамента квантовой физики и астрофизики.
Теоретическая модель применима к пространству-времени с пятью и более измерениями. Хотя анализ проводился в многомерном пространстве для упрощения математических расчетов, исследователи уверены, что те же выводы справедливы и для четырехмерного пространства-времени.
«Большинство ученых согласны, что сингулярности общей теории относительности должны быть в конечном итоге разрешены. Наша работа предоставляет первый механизм для достижения этого надежным способом, хотя и при определенных предположениях о симметрии», – отмечает Роби Хеннигар из ICCUB.
Исследование показало, что описанные регулярные черные дыры подчиняются первому закону термодинамики, что придает дополнительную достоверность модели. «Эти теории не только предсказывают черные дыры без сингулярностей, но и позволяют понять, как формируются эти объекты и какова судьба материи, падающей в черную дыру», – добавляет Пабло А. Кано.
Научная группа продолжает работу над расширением модели для четырехмерного пространства-времени и изучением астрофизических последствий своего открытия. Особый интерес представляет исследование поведения материи при падении в такие регулярные черные дыры и механизмов их формирования в реальных условиях.
Изображение носит иллюстративный характер
Традиционная теория относительности Эйнштейна предполагает наличие сингулярностей в черных дырах – точек, где законы физики перестают работать. Долгое время считалось, что для устранения сингулярностей необходима экзотическая материя – гипотетическое вещество с необычными свойствами, такими как отрицательная плотность энергии и отталкивающая гравитация.
Новое исследование, опубликованное в журнале Physics Letters B, демонстрирует математически, что бесконечная серия гравитационных поправок высшего порядка может устранить сингулярности. «Красота нашей конструкции в том, что она основана только на модификациях уравнений Эйнштейна, естественно предсказываемых квантовой гравитацией. Никакие другие компоненты не нужны», – поясняет Пабло А. Кано из Департамента квантовой физики и астрофизики.
Теоретическая модель применима к пространству-времени с пятью и более измерениями. Хотя анализ проводился в многомерном пространстве для упрощения математических расчетов, исследователи уверены, что те же выводы справедливы и для четырехмерного пространства-времени.
«Большинство ученых согласны, что сингулярности общей теории относительности должны быть в конечном итоге разрешены. Наша работа предоставляет первый механизм для достижения этого надежным способом, хотя и при определенных предположениях о симметрии», – отмечает Роби Хеннигар из ICCUB.
Исследование показало, что описанные регулярные черные дыры подчиняются первому закону термодинамики, что придает дополнительную достоверность модели. «Эти теории не только предсказывают черные дыры без сингулярностей, но и позволяют понять, как формируются эти объекты и какова судьба материи, падающей в черную дыру», – добавляет Пабло А. Кано.
Научная группа продолжает работу над расширением модели для четырехмерного пространства-времени и изучением астрофизических последствий своего открытия. Особый интерес представляет исследование поведения материи при падении в такие регулярные черные дыры и механизмов их формирования в реальных условиях.
