Все внутри черной дыры навсегда скрыто от наблюдателей за пределами горизонта событий. Что, если бы этого горизонта просто не существовало? Тогда мы смогли увидеть сингулярность в центре черной дыры.
Черные дыры - один из самых интересных астрофизических объектов во Вселенной. Как ни парадоксально, мы мало о них знаем. Из-за их собственных характеристик мы можем знать только их массу, радиус и, возможно, вращение.
В самом центре черной дыры находится сингулярность - точка, в которой гравитационное ускорение и плотность материи бесконечны. Эта сингулярность скрывается за так называемым горизонтом событий, сферой, за пределами которой материя может двигаться только к сингулярности и никогда не сможет выйти наружу. Скорость убегания вещества в пределах горизонта событий больше, чем скорость света.
Жалко, что этот горизонт событий скрывает саму сингулярность внутри себя, так что астрономы могут только догадываться, что она собой представляет, но скорее всего никогда не смогут проверить свои предположения.
Обнаженные черные дыры
Однако некоторые астрофизики считают, что, по крайней мере, теоретически голые сингулярности, то есть те, которые не имеют горизонта событий, могут существовать. Как это возможно? Если черная дыра вращается вокруг своей оси с чрезвычайно высокой скоростью, вокруг нее может образоваться второй горизонт событий, погруженный в то, что видно сторонним наблюдателям. Чем быстрее вращается черная дыра, тем больше будет радиус этого внутреннего горизонта событий. При очень высокой скорости вращения внутренний горизонт событий выровнялся бы с внешним, в результате чего они бы нейтрализовали друг друга. В итоге сингулярность внутри черной дыры станет видимой для наблюдателей из вне.
Как обнаружить такой объект?
Как и все в этом случае: неизвестно. Ученым пока не удалось найти такие быстро вращающиеся черные дыры, хотя это не означает, что их во Вселенной нет.
Как правило, черные дыры открываются косвенно, потому что они не видны и не излучают свет. Черные дыры находят благодаря окружающим их плотным аккреционным дискам, в которых вещество, постепенно опускаясь к черной дыре, нагревается до огромных температур и начинает светиться.
Теоретические модели показывают, что аккреционные диски, окружающие быстро вращающуюся черную дыру, которая вращается так быстро, что ее горизонты событий сокращаются, будут светиться намного ярче, чем диски вокруг классических черных дыр. Хотя наши телескопы еще не смогут различать эти два типа астрофизических объектов, телескопы следующего поколения, такие как модернизированная версия телескопа Горизонта событий (EHT), смогут это сделать.
Открытие голой сингулярности стало бы еще одним прорывом в астрофизике. Хотя в настоящее время науке известно, что сингулярность находится в центре каждой черной дыры, она навсегда скрыта от нас, и мы не можем ее изучить. Однако если бы мы смогли обнаружить такой объект, то с изумлением могли бы лицезреть точку в космическом пространстве, где все известные нам законы физики перестают работать.