Без сингулярности: физики выяснили, что квантовая гравитация решает загадку черных дыр

Физики создали новую модель создания черных дыр с использованием чистой гравитации и без экзотерической материи. Новая модель бросает вызов предыдущим теориям и приближает к пониманию истинной природы пространства-времени. Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B, пишет SciTechDaily.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Считается, что черная дыра, как ее описывает общая теория относительности Эйнштейна, содержит внутри сингулярность. Это точка, где перестают работать законы физики из-за бесконечного искривления пространства-времени. Фокус уже подробно писал о том, что из себя представляет центр черной дыры, согласно существующим теориям.

Понимание того, как сингулярность может быть разрешена в рамках квантовой гравитации, остается одной из самых больших проблем в теоретической физике. Теперь же авторы нового исследования сделали важное открытие. Они впервые продемонстрировали, что черные дыры могут формироваться исключительно за счет гравитационных эффектов, и им не нужна экзотическая материя, как предполагают существующие модели. Это открытие предлагает новый путь для понимания квантовой природы гравитации и может изменить представление о пространстве-времени.

Экзотической материей называют такой тип материи, имеющий свойства, которых нет у обычной материи. Экзотическая материя имеет отрицательную плотность энергии, создает отталкивающие гравитационные эффекты и может нарушать определенные энергетические условия в общей теории относительности Эйнштейна. Хотя экзотическую материю еще никто никогда не видел, ее используют для изучения потенциальных червоточин, а также возможности путешествий в космосе со сверхсветовой скоростью и разрешения сингулярности черных дыр.

Новая математическая модель физиков показывает, что чистая гравитация без экзотической материи может создавать обычные черные дыры без сингулярности. Этот открытие значительно упрощает условия, необходимые для создания обычных черных дыр. По словам физиков, их модель основана только на модификациях уравнений Эйнштейна, естественным образом предсказанных квантовой гравитацией.

В то же время новая теория применима к любому пространству-времени, если оно состоит из пяти или более измерений. Но физики говорят, что те же выводы должны применяться к нашему обычному четырехмерному пространству-времени, где существует три измерения пространства и одно измерение времени. Авторы исследования говорят, что пока неясно, как Вселенная предотвращает образование сингулярности, но считают, что новая модель поможет выяснить это.

Физики также в рамках исследования изучили термодинамические свойства созданных с помощью квантовой гравитации обычных черных дыр и выяснили, что они соответствуют первому закону термодинамики. По словам ученых, новая теория не только предсказывает существование черных дыр без сингулярности, но и позволяет понять, как формируются эти объекты и какова судьба материи, падающей в черную дыру.

Как уже писал Фокус, еще одно открытие физиков бросает вызов теории. Ученые обнаружили неожиданный сюрприз внутри дважды магического атома. Эксперимент с изотопом свинец-208 позволил обнаружить у него внутри совсем не то, что ожидали физики.

Также Фокус писал о том, что ученые обнаружили новую ультрамассивную черную дыру, которая находится внутри галактики в 100 раз более тяжелой чем Млечный Путь. При этом масса новой черной дыры в 36 млрд раз превышает массу Солнца и находится она на расстоянии более 5 млрд световых лет от нас.