Место, где не работает теория относительности: сингулярность – это не точка, а нечто другое
Сингулярность черной дыры является трехмерной поверхностью, где главная теория Альберта Эйнштейна “совершает самоубийство”, считают физики.
Что находится за горизонтом событий черной дыры никто точно не знает. Это граница, преодолев которую ничто, даже свет, не может вырваться обратно в космос. Считается, что в центре черной дыры находится сингулярность в виде точки с бесконечной плотностью, которая не имеет пространственных измерений. Исследование американских физиков, принятое к публикации в журнале Physical Review D, предполагает, что сингулярность – это не точка, а плоская трехмерная поверхность. Эта работа может помочь создать теорию квантовой гравитации, пишет ScienceAlert.
В 1930-х годах физики предположили, что сингулярность черной дыры представляет собой точку. Затем в 1960-х годах ученые обнаружили, что в черной дыре Керра, которая не вращается, движение при падении к сингулярности замедляется, в результате чего сингулярность представляет собой не точку, а кольцо. Но в черной дыре Шварцшильда, которая не вращается, сингулярность продолжали считать точкой.
Авторы нового исследования создали моделирование в рамках общей теории относительности Эйнштейна, чтобы выяснить каково это — падать в черную дыру. Моделирование включало двух наблюдателей, падающих в одну и ту же черную дыру с противоположных направлений. Если бы сингулярность черной дыры была точкой, оба наблюдателя в конечном итоге оказались бы в одном и том же месте. Но, как показывает исследование, согласно общей теории относительности, этого никогда не может произойти.
По мере падения наблюдателей искривленное пространство-время черной дыры препятствует распространению света и любого другого сигнала между ними. Они навсегда становятся причинно разъединенными, а это значит, что ни один из них никогда не сможет повлиять на последние мгновения жизни другого или даже узнать о них.
Физики утверждают, что если наблюдатели больше не могут обмениваться информацией до достижения сингулярности, они не смогут сойтись в одном и том же пространственно-временном событии. Они смогут это сделать если сингулярность представляет собой трехмерную пространственноподобную поверхность, которую каждый наблюдатель достигает в разном месте.
"Сингулярность — это не точка. Скорее, это трехмерная пространственная граница, где общая теория относительности совершает самоубийство", — говорят физики.
Ученые считают, что такая сингулярность существует не только в черных дырах Шварцшильда, но и черных дырах Керра.
Если сингулярность черной дыры является поверхностью, это открывает возможность для создания теории квантовой гравитации. Физики считают, что квантовая гравитация существует именно на поверхности сингулярности черных дыр.
Квантовая гравитация — это теория, которая должна объединить общую теорию относительности Эйнштейна, описывающую гравитацию в космических масштабах, с квантовой механикой, описывающей реальность на атомном и субатомном уровне. Обе теории хорошо работают отдельно, но не работают вместе.
Другие новости науки
- Обнаружены галактики без важнейшего компонента Вселенной: считалось, это невозможно.