Привет, любители космоса.
Сингулярность черной дыры - место без сомнений странное. Там материя сживается до бесконечно крошечной точки и все представления о времени и пространстве вкупе с физикой рушатся. А что если это не так? Что может заменить сингулярность? Я попробую изложить самые интересные концепции...
Планковская звезда
Возможно, глубоко внутри черной дыры материя не сжимается до бесконечности. Вместо этого она принимает наименьший из возможных минимальный объем. Это и есть звезда Планка.
Планковская звезда — гипотетический астрономический объект, который формируется, когда плотность энергии коллапсирующей звезды доходит до планковской плотности энергии:
Это - теоретическая возможность, предполагаемая петлевой квантовой гравитацией, которая сама по себе является весьма гипотетическим предложением для создания квантовой версии гравитации. В мире петлевой квантовой гравитации пространство и время квантуются - Вселенная вокруг нас состоит из крошечных дискретных частей, но в таком невероятно крошечном масштабе, что наши движения кажутся плавными и непрерывными.
Эта теоретическая фрагментарность пространства-времени дает два преимущества:
1. Она доводит мечты о квантовой механике до ее окончательного заключения, объясняя гравитацию естественным образом;
2. Это делает невозможным формирование сингулярностей внутри черных дыр.
Когда материя сжимается под огромным весом коллаписрующей звезды, она встречает сопротивление. Дискретность пространства-времени не позволяет материи достичь чего-либо меньше, чем планковская длина (1,68х10^-35 метров).Вся материя, которая попадает в черную дыру, сжимается до шара не намного больше этого. Он чрезвычайно мал, но не бесконечно...
Плотность вещества, чтобы вы понимали в таком объекте:
Постоянное сопротивление сжатию заставляет материю в конечном итоге взорваться, делая черные дыры временными объектами. Но вот только из-за экстремальных эффектов замедления времени, требуются миллиарды, а может и триллионы лет, чтобы это случилось...
Черная звезда (Gravastar)
... или гравитационная звезда.
Еще одна возможность избавиться от сингулярности - гравитационные звезды (гравастар).
Разница между классической черной дырой и гравастаром в том, вместо сингулярности, она наполнена темной энергией.
Темная энергия - это вещество, которое пронизывает пространство-время, заставляя его расширяться наружу
Когда материя падает на гравастар, она не может по факту проникнуть за горизонт событий и поэтому остается на поверхности. но за пределами этой поверхности гравастары выглядят и действуют как обычные черные дыры.
Правда, недавние наблюдения слияния черных дыр детекторами гравитационных волн потенциально исключили существование гравазвезд, потому как сигналы от таких объектов должны быть вроде как иными.
Тем не менее, черные звезды или гравастары, или гравитационные звезды - вполне могут существовать в нашей Вселенной, физика не запрещает...
Вращение - жизнь?
Что планковские звезды, что гравастары - на бумаге очень крутые, но реальность их существования вызывает большие сомнения. Так что, есть менее экзотическое объяснение сингулярностей, основанное на более тонком и реалистичном взгляде на черные дыры во Вселенной.
Идея единой точки бесконечной плотности исходит из нашей концепции неподвижных, невращающихся, незаряженных, довольно скучных черных дыр. Настоящие черные дыры - гораздо более интересные персонажи, особенно когда они вращаются.
Вращение вращающейся черной дыры вытягивает сингулярность в кольцо. И согласно математике общей теории относительности Эйнштейна, как только вы проходите через сингулярность кольца, вы входите в червоточину и вылетаете через белую дыру (лично мне концепция белых дыр совершенно не нравится) в совершенно новый и захватывающий мир, возможно даже другой Вселенной.
Есть только одна проблема - внутренности вращающихся черных дыр катастрофически нестабильны. И да, проблема как раз в том, что они вращаются. Сингулярность, растянутая в кольцо, вращается с такой фантастической скоростью, что обладает невероятной центробежной силой. А в общей теории относительности достаточно сильные центробежные силы действуют как антигравитация - они толкают, а не тянут.
Это создает границу внутри черной дыры, называемую внутренним горизонтом. За пределами этой области излучение падает внутрь к сингулярности, вызванное сильнейшим гравитационным притяжением. Но излучение выталкивается антигравитацией вблизи кольцевой сингулярности, и поворотной точкой является внутренний горизонт. Если бы вам пришлось столкнуться с внутренним горизонтом, вы бы столкнулись со стеной бесконечно мощного излучения - всей прошлой истории Вселенной, которая ударила вам в лицо менее чем за мгновение.
Формирование внутреннего горизонта сеет семена разрушения черной дыры. Но вращающиеся черные дыры, безусловно, существуют в нашей Вселенной, так что это говорит нам о том, что наша математика неверна и происходит что-то странное.
Что на самом деле происходит внутри черных дыр - возможно, за всю историю нашей цивилизации, мы об этом так и не узнаем...
А что думаете Вы?
Источник: https://www.space.com/what-happens-black-hole-center