Джордж Eлис (George Ellis), занимаващ се с космология в Университета в Кейптаун, излага нова хипотеза за еволюцията на черните дупки.
Според него тези обекти може да се окажат "безсмъртни" и съвременният космос, вероятно, изобилства от сбръчканите останки на черни дупки.
Идеите, изложени от Елис в статия, напълно противоречат на общоприетите схващания, лансирани от знаменития британски космолог и изследовател на феномена "черна дупка" - Стивън Хокинг.
През 1974 година Хокинг стига до заключението, че заради квантовите ефекти черните дупки не са чак толкова всепоглъщащи - някои частици все пак успяват да ги напуснат и да се измъкнат зад хоризонта на събитията. Този хипотетичен поток частици носи названието "излъчване на Хокинг".
Ако си представим черна дупка с маса, еквивалентна на слънчевата, то тя трябва да се "изпари" за период от 1067 години, преди да изчезне безследно. Но черните дупки са с маса милиони пъти повече, отколкото нашето Слънце, затова и времето, нужно им да "изчезнат" е значително по-голямо.
Идеята за безсмъртните черни дупки, лансирана от Елис, е приета скептично от физиците. Въпросът за това, какви квантови ефекти могат да се наблюдават край тези гигантски тела, е пряко свързан с изначалния конфликт между Общата теория на относителността на Айнщайн и квантовата механика.
Освен това, спорът между Елис и Хокинг опира до друга важна идея, върху която е построена нашата представа за Вселената - законът за съхраняване на информация. Ако черните дупки действително се "изпаряват" с течение на времето, както предсказва Хокинг, то всичката съдържаща се в тях информация, също трябва да се "изпари" с тях.
Елис обаче решава тоя проблем в своята статия. Сбръчканите останки на черните дупки ще продължат да пазят информацията в себе си, даже и да не може тя да бъде извлечена от тях.
От гледна точка на Хокинг, квантовата теория допуска големи енергетични колебания в краткотрайни периоди от време. Следствие от това е, че космическият вакуум изобилства от двойки частица-античастица, които постоянно се появяват и изчезват. Когато това се случва на хоризонта на събитията, едната от частиците в двойката бива всмукана вътре в черната дупка, а другата излита обратно в космоса под формата на излъчването на Хокинг и по този начин намалява общата маса на гигантската мъртва звезда.
Елис решава да разгледа феноменът с излъчването на Хокинг от друг ъгъл. Според Айнщайн всеки източник на енергия или маса изкривява пространството и времето. Черните дупки са толкова масивни обекти, че пространството в близост до тях се затваря само в себе си.
"Излъчването на Хокинг, заедно с вездесъщите фотони и космическия микровълнов фон, само ще усилят изкривяването на пространство-времето. В този случай зоната, в която се генерира самото излъчване, трябва постоянно да се намира вътре в хоризонта на събитията, а ако това е така, то вече никоя частица не би могла да напусне черната дупка и излъчване просто няма да има. А самият обект ще поддържа една и съща маса", обяснява Елис.
"Тази статия представлява по-скоро научно есе, отколкото пълноценно мащабно изследване. Елис не е направил всички нужни изчисления, касаещи изкривяването на пространство-времето", казва специалистът в теория на струните Самир Матур (Samir Mathur) от университета в Охайо. Други физици, които не са участвали в работата на Елис, също са сигурни, че заради недостатъчно точни изчисления хипотезата му е по-скоро грешна.
Трябва да се каже още, че идеята за изобилието от останки на черни дупки, също не решава проблема с безследното изчезване на информацията. По думи на Матур, ако малки точици съдържаха в себе си цялата информация, съхранявана в масивна черна дупка, то тези точици би следвало да имат безкрайно число вътрешни състояния. "А това вече е истинско насилие над квантовата теория", твърди Матур.
През 1997 година Матур сам се е занимавал с решаването на този проблем. Той и негови колеги използват теория на струните за да "помирят" квантовата теория и гравитацията, за да опишат всички възможни състояния на гравитационното поле на черна дупка. Физиците откриват, че тези състояния трябва да лежат в непосредствена близост, но зад предела на хоризонта на събитията. Ако тази зона се явява истинската граница на черната дупка, то тогава всичко пасва - няма никакво Хокингово излъчване, частиците не изчезват зад пределите на обекта, а информацията не изчезва.
Проблемът със загубата на информация при "изпаряването" на черните дупки занимава и друга група космолози през 2012 година. Те предполагат, че частиците в Хокинговото излъчване не се държат хаотично, а се намират в състояние на "квантова неопределеност" една спрямо друга и по този начин могат да "ретранслират" информация извън черната дупка. По никакъв друг начин сигнал не би могъл да напусне нейните предели.
Обаче и тази хипотеза си има своите недостатъци: в този случай на хоризонта на събитията ще се освобождава огромно количество енергия и всичко, доближило се до тази зона, ще бъде унищожавано от тази енергия.
Въпреки многото разногласия сред физиците и космолозите, много от тях смятат, че подобни спорове ще доведат до оптимизация на Общата теория на относителността на Айнщайн и квантовата теория.
Днес в изчисленията, базирани на квантовата механика, се налага да се правят множество компромиси и приближения заради гигантските маси на черните дупки.
Много физици смятат, че квантовата механика сама по себе си размива точните граници на хоризонта на събитията. Затова и се полагат много усилия в намиране на теоретични идеи, които да обединят в себе си и квантовата физика и Теорията на относителността на Айнщайн.
Вашите коментари