Це неможливо: відкриття про чорні діри кидає виклик теорії відносності Ейнштейна

Автори дослідження, яке буде опубліковано в журналі Physical Review Letters, дійшли висновку, що неможливо створити чорну діру тільки за допомогою енергії частинок світла. Але, згідно з теорією відносності Ейнштейна, це можливо. Цей відкриття показує, як можна об'єднати теорію Ейнштейна і квантову механіку, щоб вирішити складні питання фізики, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Що таке кугельбліц?

Масивні та дуже щільні об'єкти, які виникають унаслідок смерті великих зірок, називаються чорними дірами. Важливою характеристикою цих об'єктів є наявність найсильнішої гравітації, яка настільки сильна, що навіть світло, потрапивши до чорної діри, не може вилетіти назад. Існують різні гіпотези щодо створення чорних дір і одна з них говорить, що можна створити кугельбліц.

Це гіпотетична чорна діра, яка може бути створена в результаті концентрації в одній точці величезної кількості електромагнітного випромінювання, такого як світло. Хоча частинки світла не мають маси, вони несуть енергію. А енергія відповідає за викривлення тканини простору-часу, результатом якого є гравітація, згідно з теорією відносності. Тому Ейнштейн вважав, що зі світла можна створити чорну діру. Саме вона пізніше отримала назву кугельбліц, що в перекладі з німецької означає кульова блискавка.

Відкриття суперечить теорії відносності Ейнштейна

За словами авторів дослідження, хоча теорія відносності допускає створення кугельблица, вона не пояснює квантові явища. Щоб вивчити потенційний вплив квантових ефектів на утворення кугельблица, фізики дослідили вплив ефекту Швінгера. Автори пояснюють, що, коли через величезну концентрацію світла в одній точці виникає надзвичайно сильна електромагнітна енергія, то її частина змушує матерію складатися з пар електрон-позитрон. Цей квантовий ефект називається ефектом Швінгера.

Фізики розрахували швидкість, з якою пари електрон-позитрон, що виникли в електромагнітному полі, будуть виснажувати енергію. Якщо ця швидкість більша за швидкість поповнення енергії електромагнітного поля в цій точці, то не можна створити кугельбліц. Розрахунки показали, що навіть у найекстремальніших умовах світло ніколи не зможе досягти необхідного енергетичного рівня для того, щоб створити чорну діру. За словами вчених, за допомогою концентрації світла неможливо створити кугельбліц ні в природних умовах нашого Всесвіту, ні під час експериментів у лабораторії.

Наслідки нового відкриття фізиків

Це відкриття має глибокі наслідки, адже значно обмежує відомі космологічні моделі, які припускають наявність кугельблица. Але є і хороша новина, виходячи з цього відкриття. Науковці вважають, що квантові ефекти можна застосовувати для розв'язання проблем, пов'язаних із гравітацією, і в такий спосіб отримувати більш точну інформацію про будову Всесвіту.

Фізики планують продовжити вивчення впливу квантових ефектів на різні гравітаційні явища. За словами авторів дослідження, вони будуть далі вивчати гравітаційні властивості квантової матерії. Квантова матерія, що порушує традиційні енергетичні умови, теоретично може створювати екзотичний тип простору-часу.

Фокус уже писав про те, як величезні чорні діри можуть створювати дуже рідкісні, але дуже яскраві об'єкти в космосі.

Також Фокус писав про те, що китайські астронавти вийшли у відкритий космос для захисту орбітальної станції "Тяньгун". Двоє астронавтів пробули за межами станції цілих 6,5 годин, щоб встановити захист від космічного сміття. Це на 2 години менше, ніж минуле досягнення астронавтів, яке стало рекордним для Китаю.