Uansett hvor mye bevis for eksistensen av sorte hull, holder de seg innenfor grensene for teoretisk fysikk. På grunn av deres egenskaper - struktur, mangel på utsendt lys, plassering og hvordan de fungerer - forblir sorte hull i skyggene. Men ikke alle forskere, inkludert Stephen Hawking, mener at tradisjonelle sorte hull nødvendigvis må forbli innenfor rammen av moderne fysikk (de kan imidlertid ha ideelle matematiske løsninger) - noen går lenger og hevder at vi bør erstatte dem med en av de mange alternativer.
Noen alternativer inkluderer gravastarer, hybrid ormehull og kvarkstjerner. I fjor presenterte to astrofysikere - Carlo Rovelli (University of Toulon, Frankrike) og Francesca Vidotto (University of Redbound i Nederland) - en annen: et teoretisk objekt kalt en Planck-stjerne (Planck-stjerne). Den erstatter ikke den standardiserte sorte hullmodellen som sådan, den forestiller den på nytt.
Et svart hull har vanligvis to hovedkomponenter: begivenhetshorisonten og selve singulariteten. Begivenhetshorisonten er ganske enkel: dette er poenget, krysset som ingenting kan forlate det svarte hullet. Singulariteten (hjertet til et svart hull) er derimot mye vanskeligere å forstå.
Rommets krumning på dette uendelig tette punktet blir uendelig. Som et resultat kan vi ikke logisk forstå hva som skjer inne i singulariteten. Enda verre: det vi kommer til bryter med flere universelle regler eller lover på en gang.
Det største problemet har å gjøre med måten det sorte hullet behandler informasjon på - informasjon som beskriver kvanteegenskapene til alt det sorte hullet har svelget. Fysikere sier at informasjon ikke kan - bør - ikke ødelegges, men det ser ut til å være det som skjer når den suges inn av den uunngåelige singulariteten. Dette mysteriet, kalt informasjonsparadokset for sorte hull, er ekstremt viktig, men vi kommer tilbake til det senere.
Hva er en Planck-stjerne?
Kampanjevideo:
Planck-stjernen er avhengig av det som er kjent som "big bounce" -hypotesen; ifølge denne teorien har universet tilpasset seg en endeløs syklus av død og gjenfødelse. Big Bang var med andre ord ikke nødvendigvis begynnelsen på alt - bare denne versjonen av universet. Før vårt var det et annet univers: etter overdreven utvidelse krympet det, kollapset og begynte igjen (noe som reinkarnasjon, bare i en kosmisk skala).
Det antas at denne returen foregår av sammentrekning, det motsatte av Big Bang, når utvidelsen av universet stopper på et bestemt punkt - spesielt når den gjennomsnittlige tettheten av romtid blir kritisk. Etter at sammenbruddet begynner, bør all eksisterende materie kollapse i en supertett tilstand (kanskje noe som ligner på et sort hulls singularitet).
Returen starter så snart saken er komprimert til Planck-skalaen. det er i det minste det teorien sier. Forskere mener at hvis vi revurderer konsekvensene av en mulig stor kompresjon, kan vi i teorien revurdere oppførselen til sorte hull.
Hva om, i stedet for at en supernova-kjerne kollapser til et uendelig tett punkt (singularitet) - ifølge vår antagelse at dette er hvordan sorte hull av stjernemasse dannes - blir dette kollapsen suspendert av "kvantetrykk", som ser ut som noe som "forhindrer et elektron i å falle på kjernen atom ".
Denne ideen i seg selv er ikke så absurd. Tross alt kan spesialtrykk - nøytrondegenerasjon - forhindre at en stjerne kollapser ved en viss masseterskel (etterlater nøytronstjerner eller pulsarer), mens elektrondegenerasjon utfører den samme oppgaven for stjerner som veier solens vekt.
I tillegg vil den kvanteeffekten som forhindrer materie i å kollapse til uendelig tetthet, mener forskere i stor skala bety at rebounden “ikke oppstår når universet når Planck-størrelse, som tidligere forventet; det oppstår når energitettheten til materie når Planck-tettheten. Universet "spretter" når energitettheten til materie når Planck-skalaen, den minste fysiske størrelsen."
"Med andre ord kan kvantegravitasjon bli relevant når volumet til Universet er 75 størrelsesordener større enn Planck," skriver forfatterne av papiret publisert i arXiv-blokken.
På jakt etter Plancks stjerne
Selvfølgelig, hvis en av disse "objektene" eksisterer, vil den være ufattelig liten (selv i sammenligning med et atom), med en diameter på 10 ^ -10 centimeter. Og likevel vil det være 30 størrelsesordener større enn Planck-lengden (som er 1.61619926 x 10 ^ -35 meter).
Når det gjelder hvordan Planck-stjernen vil se ut for observatøren, og dette er veldig interessant, vil faktoren for tidsutvidelse være særlig tydelig. Tiden, når den beveger seg, går ikke likt for hver og en. Den flyter annerledes på jordoverflaten og i lav jordbane, selv om effekten er ubetydelig. Hastigheten der flått skal variere dramatisk rundt massive stjerner og planeter, og rundt sorte hull.
Før lyset krysser begivenhetshorisonten, begynner det å ane tidsutvidelsen. Vi kan ikke være sikre på dette - vi vet ikke engang hva som skjer inne i svarte hull - men noen av de beste sinnene i verden antyder at tiden nesten helt stopper der. Men du kan ikke se det utenfra.
Hvis dette er vanskelig å forstå, og hvis du har sett filmen Interstellar, husk episoden med vannverdenen. (Avslørings varsel). På grunn av sin nærhet til Gargantua - det svarte hullet, ormehullet som teamet passerte gjennom - var en time for mennesker på planetens overflate lik titalls år andre steder. På grunn av dette, og til tross for at det første mennesket landet på denne planeten ti år tidligere, er det mulig at den kvinnelige astronauten bare bodde der i et par timer til den andre gruppen ankom. Fyret hennes var aktivt, men ingen sendinger ble mottatt.
Allikevel: enhver Planck-stjerne kan leve bare et øyeblikk før "rebound": en omtrentlig "lengde tid som lyset trenger for å overvinne det." Men for en utenforstående observatør vil den leve i millioner eller til og med milliarder år … fortsette å eksistere ved siden av selve det svarte hullet.
Mindre problem
På dette tidspunktet begynner du å forstå nøyaktig hva fysikere ser i denne rent teoretiske modellen. Til syvende og sist går det tilbake til det sorte hullet og informasjonsparadokset. Ifølge forskere, hvis vi erstatter singulariteten med en Planck-stjerne, slutter dette paradokset å være et problem.
De hevder at etter tid X vil sorte hull, som sakte mister masse i løpet av livet, på grunn av gradvis utslipp av Hawking-stråling, til slutt kollidere med utvidelsen av Planck-stjerner i kjernene: På et tidspunkt vil all informasjonen den lagrer frigjøres …
Hva annet? Forskere sier at Planck-stjerner kan "produsere et påvisbart signal, med kvantegravitasjonell opprinnelse, med en bølgelengde i størrelsesorden 10-14 cm." Med andre ord kan det være en måte å finne en, eller i det minste begrense søkeområdet ved å se på bestemte gammastrålesignaturer. Kanskje vi allerede har funnet en slik signatur, vi vet bare ikke om det.
Ilya Khel
