Черные дыры — самые загадочные объекты во Вселенной. Согласно классической теории, их сердцевина — это сингулярность, точка бесконечной плотности, скрытая за горизонтом событий. Но что, если это лишь математическая абстракция? В 2024 году международная группа физиков предложила радикальную идею: черные дыры могут обойтись без сингулярности и горизонта событий. Как это возможно и чем это грозит общей теории относительности (ОТО)?
Проблема классической модели
- Сингулярность: Решение Шварцшильда (1916) предполагает, что вся масса черной дыры сжата в бесконечно малую точку. Но это «слепое пятно» ОТО — уравнения Эйнштейна там не работают.
- Горизонт событий: Он делает внутренность черной дыры ненаблюдаемой. Это противоречит квантовой механике, где информация не может исчезнуть бесследно.
Почему это важно?
Сингулярность — признак неполноты ОТО. Чтобы объединить её с квантовой физикой, нужны новые модели.
Альтернативные модели: два подхода
- Регулярные черные дыры
Особенности: Сохраняют горизонт событий, но заменяют сингулярность на ядро с конечной плотностью или червоточину.
Пример: Модель, где в центре — область плазменного «геля» плотностью 10³⁰ кг/м³ (в миллиард раз плотнее нейтронных звезд). - Имитаторы черных дыр
Суть: Объекты без горизонта и сингулярности, которые внешне ведут себя как черные дыры.
Примеры:
Гравастары — сферы из темной энергии с экзотической материей.
Червоточины — «кротовые норы», соединяющие области пространства-времени.
Как проверить эти теории?
- Гравитационные волны: Эхо-сигналы после слияния черных дыр могут указывать на отсутствие горизонта событий.
- Световое эхо: Излучение аккреционного диска вокруг черной дыры (как у M87*) может иметь аномалии, если горизонт «дырявый».
- Данные LIGO/Virgo: Анализ формы сигналов помогает отличать классические черные дыры от имитаторов.
Последние данные:
В 2023 году обсерватория LIGO зафиксировала сигнал GW230529, который некоторые интерпретируют как слияние гравастаров, но подтверждения нет.
Контекст: квантовая гравитация и будущее физики
- Петлевая квантовая гравитация: Предлагает модель черных дыр как «квантовых пёнок» без сингулярности.
- Теория струн: Допускает замену сингулярности на многомерные браны.
- Мнение Николая Горькавого: Российский астрофизик разработал модель, где сингулярность заменена на вращающийся компактный объект с конечной плотностью.
Экспертное мнение
«Если мы найдём хотя бы одну чёрную дыру без горизонта событий, это перевернёт всю физику. Но пока это лишь красивые гипотезы», — Карло Ровелли, автор петлевой квантовой гравитации.
Вопросы для дискуссии
- Философия науки: Можно ли считать чёрные дыры реальными, если их нельзя наблюдать напрямую?
- Этика исследований: Стоит ли тратить миллиарды на поиск "альтернативных" чёрных дыр, когда на Земле голод и болезни?
- Будущее технологий: Помогут ли эти модели создать стабильные червоточины для межзвёздных путешествий?