Как физики разгадали тайну формирования черных дыр без сингулярностей?

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.
Как физики разгадали тайну формирования черных дыр без сингулярностей?
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.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка