Физик выдвинул сенсационную теорию о том, черные дыры могут быть вовсе не черными. И что это вообще не дыры

Некоторые из ученых считают, что разгадка тайны сингулярности позволит нам однажды решить одну из главных задач современной физики — объединить общую теорию относительности и квантовую механику.

Первая теория описывает окружающее нас пространство-время, а также объясняет взаимодействие всех объектов во Вселенной с помощью гравитации. Это работает в «большом» мире планет и звезд, однако элементарные частицы — основа нашего мира — не поддаются гравитации. Для них существует отдельный мир — квантовая механика, которая описывает взаимодействие элементарных частиц с помощью сразу трех показателей — электромагнитного, и сильного/слабого ядерного взаимодействия.

Однако сингулярность отличается от остальной Вселенной тем, что внутри нее гравитация непостижимым науке образом влияет на микрочастицы наравне с остальными тремя силами. Среди прочих, над этой проблемой работал Стивен Хокинг, а излучение черных дыр, которое получило название «излучение Хокинга», может стать основой для дальнейших исследований. Подробнее об этом можно прочитать в этом материале.

Однако у нас есть одна проблема. До сих пор ученые не наблюдали ни одной сингулярности — фактически, это остается гипотетическим объектом, которого на самом деле может и не быть. Согласно принципу космической цензуры, который был сформулирован Нобелевским лауреатом Роджером Пенроузом, «природа не терпит голой сингулярности». Все, что мы знаем о нашем мире, говорит нам о том, что математика каким-то образом работает так, что отвергает существование сингулярности в нашей Вселенной, а материя не способна коллапсировать в бесконечно малую точку.

Чем в теории можно заменить черную дыру?

Сейчас рано утверждать, что мы поняли природу черных дыр, несмотря на огромное количество исследований, которые изучают их свойства. Рано или поздно нам придется столкнуться с загадкой центра черной дыры и определить, что же находится внутри нее.

Физики обошли этот парадокс, создав планковскую звезду — гипотетический астрономический объект, который снаружи выглядит как черная дыра. Отличается он тем, что в середине находится не сингулярность, а чрезвычайно плотное ядро материи, сжатое до наименьших возможных масштабов — планковской длины. Это примерно в 100 триллионов раз меньше протона, одной из самых маленьких известных нам частиц.

Главное различие, которое у нас появляется — планковская звезда не обладает горизонтом событий. Объект сохранял бы мощное гравитационное поле, однако не было бы четко определенной границы, где гравитационное притяжение превышало бы скорость света, как это происходит с горизонтом событий черной дыры. Это позволило бы разрешить множество парадоксов, связанных с тем, как работают материя и энергия вблизи черных дыр.

Физик Игорь Никитин из Института научных алгоритмов и вычислений им. Фраунгофера в своей статье предполагает, что планковские звезды могли бы объяснить природу темной материи и быстрых радиовсплесков.

В отличии от обычной материи, темную материю мы не можем ни увидеть, ни оценить ее состав, ни описать ее свойства, ведь она не отражает и не испускает свет — фактически, никак с ним не взаимодействуя. Именно поэтому это вещество и получило свое темное название. Однако ученые до сих пор не могут объяснить ее природу — откуда она взялась и что поддерживает ее существование.

Никитин считает, что, в отличии от черных дыр, планковские звезды могут быть источником излучения «темных» частиц.

Также его теория может объяснить загадку быстрых радиовсплесков — коротких и интенсивных вспышек, которые за несколько тысячных долей секунды могут произвести столько энергии, сколько Солнце вырабатывает за целый день. Ученый предполагает, что источником подобных радиовсплесков может быть падение астероида в ядро планковской звезды.

Идея ученого вряд ли будет активно поддерживаться научным сообществом, ведь она не объяснит многие из наблюдаемых событий. Однако его гипотеза показывает, что нестандартное мышление может обеспечить потенциальные решения, казалось бы, нерешаемых загадок.