Регистрация Войти
Вход на сайт

Стивен Хокинг выдвинул теорию, опровергающую классические черные дыры

29 января 2014 13:24

Стивен Хокинг выдвинул теорию, опровергающую классические черные дырыЧерные дыры уже давно привлекают внимание физиков и астрономов, поскольку в них находятся гравитационные эффекты, которые невозможно наблюдать на Земле. Основным элементом при изучении черных дыр является понятие «Горизонт событий» – замкнутая поверхность, ограничивающая область вокруг черной дыры, в пределах которой силы гравитации столь велики, что никакие частицы не могут выйти из-под этой поверхности.

Однако предположение о том, что гравитация черной дыры не позволяет сбежать ни одной частице, несовместимо с квантовой физикой, так как в классической теории из черной дыры выхода нет, а квантовая теория позволяет энергии выйти из черной дыры.

Тем не менее в 2012 году физик-теоретик Джо Полчински (Joe Polchinski) и его коллеги из Института теоретической физики в Санта-Барбаре провели мысленный эксперимент, в результате которого возник так называемый парадокс огненной стены, или «парадокс файервола» (firewall paradox). Эксперимент заключается в выяснении того, что было бы с космонавтом, который попадает в черную дыру.

Классическая теория гласит: космонавт пересекает незаметно для себя «горизонт событий» и находится в состоянии свободного падения, после чего его начинает засасывать внутрь, растягивая в длинную «макаронину», все ближе к центру черной дыры – точки сингулярности.

Однако после проведения этого эксперимента Полчински обнаружил совершенно другой вариант развития событий. Квантовая теория превращает «горизонт событий» в высокоэнергетическую зону – «стену огня», и любой, кто упадет на эту стену, сгорит, не достигнув сингулярности.

Многие физики не согласились с «парадоксом огненной стены», так как он перечит общей теории относительности Эйнштейна. Согласно этой теории космонавт должен одинаково подчиняться законам физики, как в свободном падении, так и вблизи черной дыры. Кроме того, «горизонт событий» должен быть конкретной границей, и тем более не может быть стеной.

Стивен Хокинг выложил статью на сайте arXiv.org, в которой он предлагает третий, весьма простой вариант, который не противоречит ни теории относительности, ни квантовой механике. Суть его идеи заключается в том, что «горизонта событий» и «огненной стены» просто не существует в том виде, в котором предполагалось ранее, поскольку квантовые эффекты, которые возникают вблизи черной дыры, вызывают очень сильные пространственно-временные колебания, из-за которых не могут существовать какие-либо резкие границы.

Наряду с понятием «горизонта событий» Хокинг вводит альтернативное понятие «видимый горизонт» – размытая граница, которая сдерживает лучи света, пытающиеся покинуть черную дыру. Но в теории относительности эти два явления не разделяются, так как и то и другое явление сдерживает свет внутри черной дыры.

Тем не менее Хокинг полагает, что эти два явления нужно разделить, поскольку, если черная дыра поглотит большое количество материи, ее «горизонт событий» будет расти больше, чем «видимый горизонт». Однако черные дыры могут извергать так называемое излучение Хокинга, сокращаясь при этом, а значит «горизонт событий» становится меньше «видимого горизонта».

Новая теория Хокинга вызывает ряд вопросов. Во-первых, по своей природе «видимый горизонт» может исчезнуть, и вся накопленная черной дырой материя и энергия выйдет в открытый космос, хоть и не в том виде, в котором была поглощена.

Во-вторых, отсутствие «горизонта событий» ставит под сомнение существование сингулярности в центре черной дыры. Если предположения Хокинга верны, то материя внутри черной дыры находится лишь временно, медленно двигаясь к центру черной дыры под воздействием гравитации, но при этом никогда не будет сжата в бесконечно плотную сингулярность. При этом сохраняется понятие «горизонта событий», из которого материя может вырваться, хотя и в измененном виде.

Данная теория Хокинга пытается объединить в себе две противоречащие теории: классическую теорию черных дыр и теорию квантовой физики. Хотя, как заявляет сам ученый, это будет не так просто, так как для этого необходимо объединить гравитацию с другими силами природы, а это пока ученым сделать не удалось.

hi-news.ru


Рейтинг статьи:
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Оставить комментарий
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Текст комментария:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код: