Стоит только приоткрыть дверцу, как ... и кошка уже не черная и кот в мешке с котятами. Да и вот машинка перемещения куда-то подевалась?.. И в мешке нету.. может в комнате? Мама, мама, что я буду делать..?
Черная дыра — это экстремальный объект, предсказанный общей теорией относительности (ОТО). Ее состав и структура остаются предметом исследований, но основные компоненты и гипотезы можно описать так:
Классическое представление (согласно ОТО) - Сингулярность:
В центре черной дыры находится точка бесконечной плотности и нулевого объема, где законы физики перестают работать. Это математическое следствие уравнений Эйнштейна, но реальность сингулярности оспаривается из-за необходимости квантовой гравитации.
- Горизонт событий:
Это "граница", за которую не может вырваться даже свет. Он не является физическим объектом, а представляет собой область пространства-времени с критической гравитацией.
- Эргосфера (у вращающихся черных дыр):
Область вокруг горизонта событий, где пространство-время "вращается" вместе с черной дырой (эффект Лензе-Тирринга). Здесь материя может временно ускользать, но в итоге падает внутрь.
Современные гипотезы и теории:
- Квантовая гравитация:
Теории вроде петлевой квантовой гравитации или струнной теории предполагают, что сингулярность заменяется компактным объектом (например, "планковской звездой") с экстремальной, но конечной плотностью.
- Информационный парадокс:
Согласно Стивену Хокингу, черные дыры могут испаряться через излучение (излучение Хокинга). Это ставит вопрос о сохранении информации, что связано с их внутренней структурой.
- "Волосы" черной дыры:
Теорема утверждает, что черная дыра описывается только массой, зарядом и моментом вращения ("нет волос"), но некоторые модели допускают дополнительные параметры (например, квантовые "волосы").
Внешние компоненты (не сама черная дыра, но связанные с ней):
- Аккреционный диск:
Газ и пыль, вращающиеся вокруг черной дыры и разогретые до высоких температур, излучают в рентгеновском диапазоне.
- Релятивистские струи (джеты):
Выбросы частиц вдоль оси вращения, вызванные магнитными полями и вращением черной дыры.
- Спекулятивные идеи:
-Экзотическая материя:
Гипотетические формы материи (например, "гравитазвезды") могут заменять сингулярность, но доказательств нет.
-Кротовые норы:
Некоторые теории связывают черные дыры с "тоннелями" в пространстве-времени, но это чисто умозрительно.
Важно:
- Наблюдать внутреннюю структуру черной дыры невозможно из-за горизонта событий.
- Большинство представлений основаны на математических моделях, а не на прямых данных.
- Объединение ОТО и квантовой механики — ключ к пониманию истинной природы черных дыр.