Черные дыры - это, как известно, объекты, масса которых сжата до наименьшего возможного объема. Эта невероятная концентрация создает такую гравитацию, что пределы черной дыры не может покинуть даже свет. Таким образом, человеческому глазу виден только крайний предел этой области, так называемый горизонт событий. Но, как выяснилось, такой горизонт событий имеется не у каждой черной дыры.
Как можно «нащупать» черные дыры, у которых нет горизонта событий? © Getty Images/DNY59/Canva.com [M]
«Голые» черные дыры в глубинах космоса
Традиционно считалось, что сингулярности (их также называют гравитационные сингулярности) всегда окутаны горизонтами событий. Но более пристальный взгляд на математику общей теории относительности показывает, что это совсем не обязательно. Если вселенная действительно пронизана такими голыми черными дырами, их скоро вполне можно будет найти. Новое исследование показывает, как мы могли бы нечто подобное заметить, лишь глядя на окружающее это нечто световое кольцо.
В соответствии с математикой общей теории относительности, Эйнштейн первоначально рассматривал черные дыры исключительно как теоретические формации. Эти уравнения показывают, что, когда сгусток материи схлопывается в экстремально малый объем, гравитация этой материи заставляет его сжиматься до тех пор, пока он не сплющится до бесконечно крошечной точки. Именно эта точка известна как сингулярность, а это уже сигнал того, что математика, которую мы используем для описания пространства-времени, полностью прекращает действовать.
Между тем ученым удалось даже сфотографировать такие черные дыры. Таким образом, они не только доказали их существование посредством вычислений и наблюдения за окружением потенциальных сингулярностей, но также предоставили неопровержимые доказательства того, что даже предыдущие представления об их форме проявления были очень близки к «оригиналу». Но как же можно обнаружить черные дыры, которые не имеют распознаваемых оптических особенностей, таких как горизонт событий?
Невидимые сингулярности: вот как их можно отследить
Если голые сингулярности реально существуют, они определенно не являются обычным для вселенной явлением. Нам известен только один подтвержденный способ формирования сингулярностей, а именно, когда у гигантской звезды заканчивается топливо и она разрушается сама по себе. Когда это происходит, сингулярность естественным образом получает свой горизонт событий. Доказательств существования сравнимых объектов, возникающих в результате других явлений, пока не найдено.
«Решающим фактором для создания голой черной дыры является ее вращение», - объясняет астрофизик Пол Саттер из Центра космологии и физики астрономических частиц в Университете штата Огайо. «Когда черная дыра вращается, она может образовывать второй горизонт событий, который встраивается в первый», - говорит Саттер. - «Чем быстрее вращается черная дыра, тем ближе горизонты событий подходят друг к другу. Если она вращается достаточно быстро, математика предсказывает, что горизонты событий могут «сократиться» (реальная физика, конечно, намного сложнее, но вы понимаете) и проявить голую сингулярность».
Физик-теоретик Шокуфе Фараджи исследовала, может ли голая сингулярность проявлять себя другими способами, особенно когда она окружена кольцом материи. Это кольцо, называемое аккреционным диском, является общей чертой всех черных дыр. Когда газ и пыль падают на плотный и компактный объект, этот материал, прежде чем уйти вниз, расплющивается в диск.
В ходе своего недавно опубликованного исследования теоретик обнаружила, что голая сингулярность ведет себя немного иначе, чем обычная черная дыра - аккреционный диск вокруг голой сингулярности может быть намного ярче, чем вокруг обычной черной дыры. Пока что наши телескопы не обладают достаточной чувствительностью, чтобы определить разницу, но, по словам Фараджи, эта проблема может быть решена уже в ближайшем будущем.
Черные дыры: это следует знать
Хотя сингулярности по-прежнему вызывают множество вопросов, исследователи, по крайней мере, знают, как могли возникнуть черные дыры. Но, несмотря на большой интерес, который вызывают эти загадочные гиганты у многих людей, их не удастся исследовать вплотную (во всех смыслах), хотя бы даже из-за того, что это просто невозможно.
Свежие комментарии