Пространство-время и черные дыры: новое открытие меняет науку

Физики представили новую теоретическую модель черных дыр, в которой отсутствует точка с бесконечным искривлением пространства-времени. Если эта гипотеза подтвердится, она может коренным образом изменить представление о природе гравитации и устройства Вселенной.

Альтернатива сингулярности: новая теория

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, в центре каждой черной дыры должна находиться сингулярность — область, где законы физики перестают работать из-за бесконечной плотности и кривизны. Однако исследователи предложили иной механизм, который позволяет черным дырам существовать без этой загадочной точки.

В их модели гравитация сама по себе формирует черные дыры без привлечения экзотической материи с отрицательной плотностью энергии. Это делает новую теорию более реалистичной и устраняет необходимость в гипотетических субстанциях, которые ранее считались обязательными для подобных моделей. Работа опубликована в авторитетном научном журнале Physics Letters B.

Как это возможно

Авторы исследования изменили уравнения Эйнштейна, исключив из них математическую необходимость сингулярности. Согласно их выводам, структура черных дыр остается устойчивой, а их термодинамические свойства соответствуют законам физики. Интересно, что первоначально предложенная модель работает в пространствах с пятью и более измерениями, но ученые уверены, что ее принципы применимы и в нашем четырехмерном мире.

"Матрёшка" вместо бесконечности

Подобные идеи уже рассматривались ранее. В 2016 году физики Али Х. Чамседдин и Вячеслав Муханов представили теорию, в которой внутренняя структура черной дыры напоминает "матрёшку": вместо одной сингулярности возникает последовательность горизонтов событий с уменьшающимся радиусом. Это позволяло избежать бесконечных плотностей, делая существование черных дыр более предсказуемым.

Что дальше

Если новая модель подтвердится, она поможет лучше понять квантовую природу пространства-времени и приблизит физиков к созданию квантовой теории гравитации. Это открытие может пролить свет на одну из главных загадок космологии и привести к пересмотру фундаментальных представлений о природе черных дыр.

Уточнения

Гравита́ция (притяже́ние, всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas - "тяжесть") — универсальное фундаментальное взаимодействие между материальными телами, обладающими массой.