Закони фізики все ще порушуються: всередині чорних дір відбувається щось дивне

Про це пише Space.

Як уже писав Фокус, раніше цього року фізики представили теорію, згідно з якою сингулярність у центрі чорної діри не існує. Таким чином вирішується одна з головних проблем місця, де закони фізики пересадить працювати.

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

Про існування чорних дір і про те, що всередині у них є сингулярність, уперше заявив у своїй теорії відносності Альберт Ейнштейн у 1916 році. Сингулярність являє собою точку, в якій маса стає нескінченно щільною і настільки концентрованою, що створювана нею кривизна простору-часу також стає нескінченною.

Але в сингулярності порушуються всі відомі закони фізики. Вона не підпорядковується ні правилам загальної теорії відносності, ні квантової механіки, двох головних теорій, що описують Всесвіт на макрорівні та мікрорівні відповідно.

Тому фізики намагаються вирішити проблему сингулярності. У минулому дослідженні вчені модифікували рівняння поля із загальної теорії відносності так, що гравітація поводиться по-іншому, коли простір-час сильно викривлений. Таким чином замість сингулярності, як припустили фізики, існує сильно викривлена статична область, розташована в ядрі чорної діри.

Але це розв'язання проблеми сингулярності не влаштувало фізика-теоретика Нікодема Поплавського з Університету Нью-Гейвена, США. Учений каже, що запропонована теорія передбачає існування п'яти вимірів, тоді як експерименти і спостереження вказують на те, що ми живемо в чотиривимірному просторі-часі. Жодних доказів додаткових вимірів поки що не виявлено.

Також Поплавський каже, що в дослідженні внутрішня частина чорної діри є статичною, але рівняння гравітаційного поля пророкують, що простір-час усередині чорної діри не може бути статичним. Фізик стверджує, що це просто математичне дослідження теорії гравітації з додатковими вимірами.

Поплавський вважає, що спроби усунути сингулярність чорної діри в рамках класичної фізики зазнають невдачі, тому що вони повністю математичні та позбавлені фізичної основи. Вчений вважає, що людство все ж таки зможе дізнатися, що знаходиться всередині чорної діри насправді і зможе вирішити проблему сингулярності, але не все так просто.

За словами Поплавського, вчені дізнаються про те, що перебуває в чорній дірі, тільки якщо кожна чорна діра створить новий Всесвіт, і наш Всесвіт, відповідно, було створено в чорній дірі. Якщо наш Всесвіт був створений у чорній дірі, то його раннє розширення можна було б перевірити за допомогою реліктового випромінювання або гравітаційних хвиль. Інакше з'ясувати, що знаходиться в центрі чорної діри майже неможливого, каже фізик.

Але може пройти 100 років, перш ніж учені докопаються до суті. Поплавський каже, що понад 100 років тому загальна теорія відносності передбачила існування гравітаційних хвиль, які було виявлено тільки 2015 року. Тому проблема сингулярності може бути вирішена у XXII столітті і, можливо, тільки тоді вчені дізнаються, що відбувається в чорних дірах насправді.

Як уже писав Фокус, технічно Земля не обертається навколо Сонця. Зображення орбіт планет, які обертаються навколо Сонця, дають трохи неправильне уявлення про те, що відбувається насправді.