Идея создания чёрной дыры из концентрированной энергии, так называемого «кугельблица», долгое время будоражила умы ученых. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, достаточно сжать энергию в малый объем, чтобы сформировалась чёрная дыра, что открывает теоретическую возможность для создания кугельблица с помощью мощных лазеров. Однако, новая работа, учитывающая квантовые эффекты, показывает несостоятельность этого сценария.
Основополагающим фактором является не масса, а энергия. Масса, по сути, представляет собой концентрированную энергию, что находит подтверждение в строении материи: масса нуклонов (протонов и нейтронов) в основном обусловлена движением и взаимодействием кварков, составляющих их. Иными словами, энергия — это основная составляющая массы. И, если для создания чёрной дыры нужна концентрированная масса, то логично предположить, что достаточно сконцентрировать энергию.
В новом исследовании рассматривается так называемый эффект Швингера, который вступает в силу при концентрации электромагнитной энергии в малых объемах. В таких условиях энергия спонтанно превращается в пары электрон-антиэлектрон, которые вырываются наружу. Скорость потери энергии оказывается выше скорости ее накопления, что накладывает жесткий предел на достижимую плотность энергии и делает невозможным формирование кугельблица.
Результаты исследования показывают, что в диапазоне размеров от невероятно малых, меньше протона, до сравнительно крупных, меньше Солнца, образование кугельблица невозможно. Этот вывод подчеркивает важность учета квантовых эффектов в физических моделях и ставит под сомнение возможность существования этих экзотических черных дыр, несмотря на предсказания общей теории относительности.
Изображение носит иллюстративный характер
Основополагающим фактором является не масса, а энергия. Масса, по сути, представляет собой концентрированную энергию, что находит подтверждение в строении материи: масса нуклонов (протонов и нейтронов) в основном обусловлена движением и взаимодействием кварков, составляющих их. Иными словами, энергия — это основная составляющая массы. И, если для создания чёрной дыры нужна концентрированная масса, то логично предположить, что достаточно сконцентрировать энергию.
В новом исследовании рассматривается так называемый эффект Швингера, который вступает в силу при концентрации электромагнитной энергии в малых объемах. В таких условиях энергия спонтанно превращается в пары электрон-антиэлектрон, которые вырываются наружу. Скорость потери энергии оказывается выше скорости ее накопления, что накладывает жесткий предел на достижимую плотность энергии и делает невозможным формирование кугельблица.
Результаты исследования показывают, что в диапазоне размеров от невероятно малых, меньше протона, до сравнительно крупных, меньше Солнца, образование кугельблица невозможно. Этот вывод подчеркивает важность учета квантовых эффектов в физических моделях и ставит под сомнение возможность существования этих экзотических черных дыр, несмотря на предсказания общей теории относительности.
