Физики разработали теоретическую модель, показывающую, что черные дыры могут формироваться без загадочной сингулярности — точки, где перестают работать законы физики. Исследователи утверждают, что такие объекты могут существовать, не требуя экзотической материи с отрицательной плотностью энергии, которую ранее считали необходимой для подобных моделей. Работа опубликована в журнале Physics Letters B.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, внутренняя область черной дыры содержит сингулярность — точку с бесконечной кривизной, где уравнения физики теряют смысл. Понять, как можно избежать сингулярности, — одна из главных задач квантовой гравитации.
Авторы нового исследования предложили альтернативный механизм, основанный на модификации уравнений Эйнштейна. Их работа показывает, что гравитация сама по себе может формировать черные дыры без необходимости в экзотической материи. Это упрощает существующие модели и дает новые инструменты для изучения природы гравитации.
Хотя предложенная теория изначально разработана для пространства-времени с пятью и более измерениями, ученые считают, что ее принципы применимы и к нашему четырехмерному миру. Они также изучили термодинамические свойства таких черных дыр и выяснили, что они соответствуют первому закону термодинамики.
Ранее схожие идеи предлагали физики Али Х. Чамседдин и Вячеслав Муханов. В их модели (2016) сингулярность заменяется областью с предельной кривизной, а черная дыра внутри устроена как «матрёшка», где падение внутрь приводит к появлению нового горизонта событий меньшего радиуса. Это позволяло избежать бесконечных плотностей и сохранять предсказуемость законов физики.
Новые теории черных дыр могут в конечном итоге привести к лучшему пониманию квантовой природы пространства-времени и даже помочь в разработке квантовой теории гравитации.
Читать далее:
Время может двигаться вперед и назад одновременно: что выяснили физики
Космологический принцип Вселенной поставили под сомнение
Новая смелая гипотеза переписывает историю Вселенной
Обложка: AI | WangXiNa