Немає ніякого пекла. Німецький вчений висунув сенсаційну теорію про чорні діри і темну матерію
Наукпоп14 квітня 2021, 20:02
І природу якої ми досі не можемо зрозуміти.
Відповідно до загальноприйнятої теорії темна матерія становить близько 85% від усієї матерії у Всесвіті. Однак що таке темна матерія і звідки вона береться, ми досі не розуміємо.
Багато вчених намагалися так чи інакше пов’язати різні гіпотези про темну матерію з іншим загадковим космічним явищем — чорними дірами.
Про останні ми знаємо досить багато (або думаємо, що знаємо). Наприклад, вже не підлягає сумніву, що чорні діри мають жахливу гравітацію, викривляють простір-час, не відпускають світло тощо
Однак ми все одно не можемо точно сказати, звідки беруться чорні діри і яка їхня функція у Всесвіті.
Їхня роль у різних гіпотезах коливається від порталів у інші виміри до воріт Пекла в чистому вигляді.
Нова теорія пропонує відповіді на запитання про темну матерію і чорні діри, пов’язуючи їх між собою. Чорні діри — насправді ніякі не діри. Це зірки, ядра яких складаються з якоїсь екзотичної матерії, через що вони випромінюють в простір темну матерію, будучи її джерелами у Всесвіті.
Чорні діри це — темні зірки?
Автором нової теорії є Ігор Нікітін, німецький фізик російського походження, що працює в Інституті алгоритмів і комп’ютерних наук Фраунхофера в Бонні.
Його дослідження про чорні діри опубліковано на сервері препринтів ArXiv.
У своїй роботі Нікітін звертається до головних недоліків загальноприйнятої теорії про чорні діри.
У ній сказано, що чорні діри є згустками матерії настільки приголомшливо щільної й масивної, що гравітація стає сильнішою за швидкість світла. Фізики вважають, що в центрі кожної чорної діри має бути так звана точка сингулярності. Вона формує «горизонт подій», через який назовні не може проникнути ніщо, включно зі світлом. Тут порушуються закони фізики. Звідси, власне, і походить назва «чорна діра».
Головна проблема пов’язана з тим, що ця сама сингулярність абсолютно неможлива з точки зору сучасної фізики. Ми просто не можемо дати розумне пояснення тому, як колосальні обсяги матерії можуть об'єднатися в настільки маленьку точку настільки жахливої маси.
Виходом із ситуації може бути теорія про темні зірки.
Зовні вони виглядають так само, як чорні діри, що відразу ж може примирити нову гіпотезу з наявними астрономічними даними.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Всередині у такої зірки має бути надзвичайно щільне (але не нескінченно щільне — це важливо!) ядро матерії.
Теорія, яка пояснює можливість такого явища, вже існує. Йдеться про ядро Планка — назва запозичена від одиниці вимірювання «довжина Планка», яка позначає відстань 100 трильйонів разів менше, ніж протон.
Оскільки йдеться про сингулярність, то немає і ніякого «горизонту подій», передбачає Нікітін. Замість цього темна зірка, що все ж має приголомшливу масу, створює гравітаційний колодязь.
Світло, що випромінюється такою зіркою, в цьому гравітаційному колодязі буде сильно розтягнуте, значення так званого «червоного зсуву» стануть неймовірно великими.
Тут потрібно на секунду зупинитися і пояснити, що червоним зсувом у астрофізиці називають явище, при якому довжина хвилі електромагнітного випромінювання для спостерігача збільшується щодо довжини хвилі випромінювання, випущеного джерелом. А часом червоним зміщенням називають ту безрозмірну величину, яка характеризує зміну довжини хвилі при цьому явищі.
«В результаті збільшення значень червоного зсуву така зірка для стороннього спостерігача виглядатиме як чорна діра», — стверджує Нікітін.
Припустимо, темні зірки існують, чому це важливо?
На думку Нікітіна, теорія про темні зірки дозволяє по-новому поглянути на феномен темної матерії.
Свого часу розмови про темну матерію почалися, коли астрономи помітили, що обертання зірок у віддалених галактиках було занадто швидким, враховуючи ту кількість матерії, яку можна було розгледіти.
Відтоді вчені дійшли висновку, що близько 85% матерії у Всесвіті є саме темна матерія, яку ми не можемо побачити. І ми навіть не розуміємо, звідки вона береться.
Нікітін передбачає, що її джерелом можуть бути якраз темні зірки.
На його думку, якщо чорні діри містять не точки сингулярності, а ядра Планка, то вони можуть випромінювати в простір потоки часток. І це може бути таки темна матерія.
Нікітін йде навіть трохи далі в своїх сміливих припущеннях. На його думку, темна матерія може являти собою зовсім не якусь загадкову субстанцію, а може просто складатися з добре відомих нам часток, які «поставлені в незвичайні умови».
Наприклад, це можуть бути звичайні частинки світла — фотони, червоний зсув яких зрушено до таких значень, що наші телескопи просто не можуть їх побачити, передбачає Нікітін.
Наприклад, може йтися про довжину хвилі в чотири світлових дні, як відстань від Сонця до Плутона, каже вчений.
Маса таких фотонів невелика, але вони можуть бути присутніми у Всесвіті в такій страшенно великій кількості, що це пояснює ті аномалії в русі зірок і галактик, які й змусили вчених задуматися про існування темної матерії, підсумовує Нікітін.
На думку оглядача LiveScience Пола Суттера, поки що рано називати цю роботу тріумфом. Існує безліч інших ознак існування темної матерії, крім руху галактик. І поки не ясно, що за екзотична матерія може перебувати в ядрах гіпотетичних темних зірок.
Однак Суттер впевнений, що саме такі роботи, як ця, показують ті сміливі методи наукового мислення, які можуть допомогти нам зрозуміти природу чорних дір і інших загадкових явищ у Всесвіті.
Раніше НВ Техно писав про те, що німецький астрофізик Хайно Фальке, який керував командою, яка першою отримала фото чорної діри, висловив припущення про те, що наука навряд чи коли-небудь дозволить дати відповіді на фундаментальні питання буття. Зокрема й на питання про те, чим є чорні діри.