Сингулярность черной дыры нарушает законы физики: ученые нашли решение загадки

Фото: Medeios | Сингулярность черной дыры нарушает законы физики: ученые нашли решение загадки

Авторы исследования считают, что черные дыры на самом деле являются совершенно другими объектами, чем предполагается.

В центральной сингулярности черной дыры, то есть точке с чрезвычайно плотной материей, известные законы физики перестают работать. Над этой загадкой уже долгое время ломают голову астрофизики. Но авторы нового исследования, опубликованного в журнале Physical Review D, предлагают решение этой загадки. Они предполагают, что на самом деле черные дыры представляют собой гипотетические объекты под названием гравитационные звезды, пишет Live Science.

Черные дыры являются одними из самых загадочных объектов во Вселенной, которые настолько сильно искривляют пространство своей гравитацией, что даже свет, преодолевший горизонт событий черной дыры, навсегда остается внутри. Авторы исследования считают, что представление о черных дырах может быть неверным. Ведь это на самом деле могут быть гипотетические гравитационные звезды.

Впервые этот тип космических объектов, как альтернативу существованию черным дырам, предложили астрофизики еще 23 года назад. Предполагается, что это звезды, состоящие из темной энергии, которая также отвечает за ускоренное расширение космоса.

Существование черных дыр предсказал физик и астроном Карл Шварцшильд еще в 1915 году на основании уравнений общей теории относительности Эйнштейна. Только в 70-х года прошлого века было подтверждено, что такие объекты существуют в космосе. Согласно теории о черной дыре, ее центр представляет собой точку с бесконечно высокой плотностью, то есть сингулярность. Именно здесь сконцентрирована вся масса черной дыры. Но, согласно существующим законам физики, бесконечностей не существует, а значит существование сингулярности нарушает эти законы. Или же они не верны или же их нужно дополнить.

Черные дыры являются одними из самых загадочных объектов во Вселенной, которые настолько сильно искривляют пространство своей гравитацией, что даже свет, преодолевший горизонт событий черной дыры, навсегда остается внутри
Фото: ScienceAlert

Поэтому авторы нового исследования предполагают, что черные дыры являются гравитационными звездами и не нарушают законов физики. Гипотетические гравитационные звезды должны появляться так же, как и черные дыры, то есть во время смерти массивных звезд. Когда у них заканчивается энергия для противостояния внутренней гравитации, то звезды сжимаются в невероятно плотный объект.

Ученые считают, что гравитационные звезды не имеют точки сингулярности и являют собой сферы из тонкой обычной материи, которые остаются стабильными из-за наличия внутри темной энергии.

Для проверки своей гипотезы авторы создали модели взаимодействия частиц и излучения с этими гипотетическими объектами. С помощью общей теории относительности физики изучили, как могут выглядеть массы горячей материи, окружающие черные дыры, если бы те были гравитационными звездами. Известно, что черные дыры выбрасывают часть окружающей материи и излучение из нее в космос.

Ученые считают, что гравитационные звезды не имеют точки сингулярности и являют собой сферы из тонкой обычной материи, которые остаются стабильными из-за наличия внутри темной энергии
Фото: Event Horizon Telescope Collaboration

Моделирование показало, что выбросы черных дыр и гравитационных звезд очень похожи, а значит эти гипотетические объекты не противоречат наблюдениям. Также оказалось, что гравитационная звезда должна быть похожа на черную дыру, которая создает видимую тень вокруг себя.

Но появление этой тени связано не с преодолением светом горизонта событий, а с гравитационным красным смещением, которое заставляет свет терять энергию, когда он движется через область с сильной гравитацией.

Теперь свою гипотезу астрофизики хотят проверить с помощью новых наблюдений за космосом. Ученые считают, что несмотря на сходство между черными дырами и гравитационными звездами, существуют тонкие различия в излучении, которое можно обнаружить.