Почему черные дыры не поглотят целиком всю Вселенную?

Черная дыра отлично умеет поглощать всю материю вокруг себя. Настолько она в этом преуспела, что даже свет не может убежать из ее ненасытных лап. Учитывая такой колоссальный аппетит, встает вопрос: почему черные дыры, которых великое множество во Вселенной, не продолжают бесконтрольно расширяться, чтобы в конце концов поглотить все сущее?


В 2018 году один из ведущих мировых физиков выдвинул свою теорию на этот счет. Это был Леонард Сасскинд, известный как один из авторов теории струн. В своих статьях он предположил, что черные дыры расширяются за счет увеличения своей внутренней структуры, а не внешней, которую мы не можем наблюдать. Другими словами, увеличение происходит вовнутрь, а не наружу. Эта гипотеза имеет параллели с теорией расширения нашей Вселенной, которая продолжает рост весьма противоречивым образом. Эволюция Вселенной, безусловно, интересная и обширная тема, но давайте все таки остановимся на мыслях знаменитого физика об увеличивающихся черных дырах. Для этого мы располагаем двумя фундаментальными идеями.


Первая - это теория относительности Эйнштейна 1915 года. Черный дыры - это плотная масса, искажающая пространство и время до такой степени, что даже свету не хватает скорости, чтобы ее покинуть. Первые теоретические обоснования этому были найдены в расчетах, лежащих в основе теории относительности. Некоторые подтверждения этой теории были найдены с тех пор, в частности при изучении сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Самая простая аналогия: представьте себе батут, который не выталкивает тяжелые объекты обратно при падении в его центр, а начинает углубляться все ниже и ниже под давлением массы новых и новых объектов. Подобным образом и работает черная дыра, растягиваясь вглубь, при этом практически не меняя своего размера снаружи.


Вторая - квантовая механика, описывающая взаимодействие различных частиц во Вселенной. Однако правила теории относительности и квантовой механики часто расходятся. Какие-то микроскопические явления невозможно интерпретировать через теорию относительности, а при работе с такими огромными объектами, как черные дыры, квантовая механика выдает полную чушь. Это означает, что не хватает чего-то еще. Какой-то третьей "силы", которая поможет связать свойство изгиба времени и пространства с поведением элементарных частиц.


Одним из претендентов является теория об Антидеситторовском пространстве. Это своего рода теория струн в четырех измерениях, цель которой объединить лучшее из теории относительности и квантовой механики. Исхода из ее структуры - квантовая сложность черной дыры заключается в количестве шагов, необходимых для ее возврата в состояние, предшествующее черной дыре, и отраженное в ее объеме. Это как загрузить файл с фильмом себе на рабочий стол компьютера, чтобы посмотреть, насколько "больше" он внутри. Как бы нелепо это не звучало, но в интерпретации черных дыр большая вычислительная мощность может означать больший внутренний объем. По крайней мере так предполагает модель Сасскинда.


Теория струн - хорошая идея, но которая требует эмпирических подтверждений. Так что пока еще мы далеки от объединения теории относительности и квантовой механики. Предположение Сасскинада о том, что за объем черной дыры отвечает квантовая запутанность, заставило физиков задуматься. Ведь черные дыры не похожи на обычное пространство, поэтому стандартные правила там не работают. Но если кого и стоит послушать по этой теме, то Леонард Сасскинд первый в очереди.



Источник: www.sciencealert.com





42 просмотра0 комментариев

Недавние посты

Смотреть все