Какво има в „тунела“ на черна дупка, накъде води? Докъде водят черните дупки? Реакция на излъчена светлина

Като част от космическа кукла, нашата вселена може да се намира в черна дупка, която сама по себе си е част от по-голямата вселена. Всички черни дупки, открити в нашата Вселена - от микроскопични до свръхмасивни - може да са врати към алтернативни реалности.

Една от най-новите "халюциногенни" теории гласи, че черната дупка е тунел между вселени - нещо като червеева дупка. Черната дупка не се свива до една точка, както се очаква, а се превръща в „бяла дупка“ в другия край на черната дупка.

В статия, публикувана в списанието Physics Letters B, физикът от университета в Индиана Никодем Поплавски представи нов математически модел за спираловидно движение на материя, падаща в черна дупка. Неговите уравнения показват, че такива червееви дупки са жизнеспособни алтернативи на пространствено-времевите сингулярности, за които Алберт Айнщайн предположи, че са в центъра на черните дупки.

Според уравненията на общата теория на относителността на Айнщайн, сингулярностите се създават, когато материята в даден регион стане твърде плътна, както в свръхплътното сърце на черна дупка.

Теорията на Айнщайн предполага, че сингулярностите не заемат пространство, са безкрайно плътни и безкрайно горещи - което по принцип е подкрепено от множество косвени доказателства, но остава трудно за разбиране за много учени.

Ако Поплавски е прав, може и да не разбира.

Според новите уравнения материята, която черната дупка поглъща и очевидно унищожава, се превръща в строителен материал за галактики, звезди и планети в друга реалност.

Могат ли дупките на червеи да разрешат мистерията на Големия взрив?

Поплавски казва, че разбирането на черните дупки като червееви дупки би могло да обясни някои мистерии в съвременната космология. Например теорията за Големия взрив твърди, че Вселената е започнала със сингулярност. Но учените не са доволни от обяснението как изобщо е могла да се формира такава сингулярност. Ако нашата вселена е родена от бяла дупка, а не от сингулярност, „това решава проблема със сингулярностите на черната дупка и сингулярността на Големия взрив“.

Червеевите дупки могат също да обяснят изблиците на гама лъчи, вторите най-мощни експлозии във Вселената след Големия взрив. В периферията се появяват гама-лъчи позната вселена. Те са свързани със свръхнови или смъртни случаи на звезди в далечни галактики, но точните им източници са мистерия. Поплавски предполага, че изблиците може да са изхвърляния на материя от алтернативни вселени. Материята навлиза в нашата вселена през свръхмасивни черни дупки - червееви дупки - в сърцата на галактиките, въпреки че не е ясно как това е възможно.

„Идеята е луда, но кой знае?“, казва ученият.
Има поне един начин да се провери теорията на Поплавски. Някои от черните дупки в нашата вселена се въртят и ако нашата вселена е родена в същата въртяща се черна дупка, тогава тя трябва да наследи въртенето на своя родителски обект. Ако бъдещи експерименти покажат, че нашата Вселена се върти в очакваната посока, това може да е косвено доказателство за теорията за червеевата дупка.

Могат ли червеевите дупки да произвеждат „екзотична материя“?

Теорията за червеевата дупка може също да обясни защо някои характеристики на нашата вселена се отклоняват от това, което теорията предвижда, според физиците. Въз основа на Стандартния модел на физиката, след Големия взрив, кривината на Вселената трябва да се увеличи с времето, така че след 13,7 милиарда години, тоест днес, ние трябва да седим на повърхността на затворена сферична Вселена.

Наблюденията обаче показват, че Вселената е плоска във всички посоки. Освен това светлинните данни от младата Вселена показват, че температурата след големия взрив е била приблизително еднаква навсякъде. Това означава, че най-отдалечените обекти, които виждаме в противоположния край на Вселената, са били достатъчно близо един до друг, за да са в равновесие, като газови молекули в запечатана камера.

Отново, наблюденията не съвпадат с прогнозите, тъй като противоположните обекти в познатата вселена са толкова далеч един от друг, че времето, необходимо за пътуване между тях със скоростта на светлината, надвишава възрастта на Вселената.

За да обяснят несъответствията, астрономите разработиха инфлационната теория.

Инфлацията предполага, че малко след като Вселената е била създадена, тя е претърпяла бърз скок на растеж, по време на който самото пространство се е разширявало със скорост по-бърза от скоростта на светлината. Вселената се разтегна от размера на атом до астрономически размери за част от секундата.

Следователно Вселената изглежда плоска, защото се намираме върху сфера, която е изключително голяма от наша гледна точка; точно както Земята изглежда плоска на някой, който стои в поле.

Инфлацията също така обяснява как обекти, които са далеч един от друг, някога биха могли да бъдат достатъчно близо, за да си взаимодействат. Но дори и да приемем, че инфлацията е реална, астрономите се борят да обяснят какво я е причинило. И тук на помощ идва новата теория за червеевата дупка.

Според Поплавски, някои инфлационни теории казват, че събитието е причинено от "екзотична материя", теоретична субстанция, която е различна от нормалната материя отчасти, защото се отблъсква, а не привлича от гравитацията. Въз основа на тези уравнения Поплавски заключава, че такава екзотична материя може да е възникнала, когато някои от първите масивни звезди са се разпаднали в червееви дупки.

„Възможно е да е имало някакво взаимодействие между екзотичната материя, която е образувала дупките на червеи, и екзотичната материя, която е причинила инфлацията“, казва той.
Уравнения на червеевата дупка - "добро решение"

Новият модел не е първият, който предполага, че в черните дупки съществуват други вселени. Деймиън Исън, теоретичен физик от университета в Аризона, вече е предложил това.

"Какво ново? Че решението на червеевите дупки в общата теория на относителността е преход от външната страна на черната дупка към вътрешността на новата вселена“, казва Исън, който не е участвал в изследванията на Поплавски. „Просто предположихме, че такова решение може да съществува, но Поплавски го намери.“
Идеята обаче изглежда много противоречива на Исон.

"Възможно ли е? да Вероятен ли е подобен сценарий? Дори не знам. Но определено е интересно.”
Бъдещата работа в областта на квантовата гравитация - изследването на гравитацията на субатомно ниво - ще прецизира уравненията и потенциално ще потвърди или отхвърли теорията на Поплавски.

В теорията за червеевите дупки няма нищо изненадващо

Като цяло теорията за червеевата дупка е интересна, но не е новаторска и не хвърля никаква светлина върху произхода на Вселената, каза Андреас Албрехт, физик от Калифорнийския университет в Дейвис, който също не е участвал в изследването.

Като твърди, че нашата вселена е създадена от парче материя от родителската вселена, теорията просто измества събитието на произхода на всички неща в алтернативна реалност. С други думи, това не обяснява как е възникнала родителската вселена или защо нашата има свойствата, които има - освен това, свойствата трябва да бъдат наследени, което означава, че родителската вселена ще бъде същата.

„Има няколко належащи проблема, които се опитваме да разрешим, и не е ясно докъде ще доведе всичко това“, казва той, отбелязвайки изследванията на Поплавски.
Все пак Албрехт не намира идеята за червееви дупки, свързващи вселени, за по-странна от идеята за сингулярности в черните дупки и той няма да отхвърли новата теория само защото изглежда малко налудничава.

„Всичко, което хората правят в тази индустрия, е доста странно“, казва той. - „Нямаш право да казваш, че по-малко странната идея ще спечели, защото това няма да се случи при никакви обстоятелства.“

Въпреки огромните постижения в областта на физиката и астрономията, има много явления, чиято същност не е напълно разкрита. Такива явления включват мистериозни черни дупки, цялата информация за които е само теоретична и не може да бъде проверена по практически начин.

Съществуват ли черни дупки?

Още преди появата на теорията на относителността астрономите предложиха теория за съществуването на черни фунии. След публикуването на теорията на Айнщайн въпросът за гравитацията беше преразгледан и се появиха нови предположения в проблема с черните дупки. Нереалистично е да се види този космически обект, защото той поглъща цялата светлина, влизаща в пространството му. Учените доказват наличието на черни дупки въз основа на анализ на движението на междузвездния газ и траекториите на звездите.

Образуването на черни дупки води до промени в пространствено-времевите характеристики около тях. Времето сякаш се компресира под въздействието на огромна гравитация и се забавя. Звездите, които се окажат на пътя на черна фуния, могат да се отклонят от маршрута си и дори да сменят посоката. Черните дупки поглъщат енергията на звездата си близнак, която също се проявява.

Как изглежда черна дупка?

Информацията за черните дупки е предимно хипотетична. Учените ги изследват за ефекта им върху космоса и радиацията. Не е възможно да се видят черни дупки във Вселената, защото те поглъщат цялата светлина, която навлиза в близкото пространство. От специални спътници е направено рентгеново изображение на черни обекти, което показва светъл център, който е източник на лъчите.

Как се образуват черните дупки?

Черната дупка в космоса е отделен свят, който има свои собствени уникални характеристики и свойства. Свойствата на космическите дупки се определят от причините за появата им. По отношение на появата на черни предмети съществуват следните теории:

Те са резултат от колапси, възникващи в космоса. Това може да е сблъсък на големи космически тела или експлозия на свръхнова.
Те възникват поради претеглянето на космическите обекти при запазване на техния размер. Причината за това явление не е установена.

Черната фуния е обект в космоса, който е сравнително малък по размер, но има огромна маса. Теорията за черните дупки казва, че всеки космически обект потенциално може да се превърне в черна фуния, ако в резултат на някакво явление загуби размера си, но запази масата си. Учените дори говорят за съществуването на много черни микродупки - миниатюрни космически обекти с относително голяма маса. Това несъответствие между маса и размер води до увеличаване на гравитационното поле и появата на силно привличане.

Какво има в черна дупка?

Черният мистериозен обект може да се нарече дупка само с голям участък. Центърът на това явление е космическо тяло с повишена гравитация. Резултатът от такава гравитация е силно привличане към повърхността на това космическо тяло. В този случай се образува вихров поток, в който се въртят газове и зърна от космически прах. Следователно е по-правилно черната дупка да се нарича черна фуния.

На практика е невъзможно да се разбере какво има вътре в черна дупка, тъй като нивото на гравитация на космическия вихър не позволява на нито един обект да излезе от зоната на влияние. Според учените вътре в черна дупка цари пълна тъмнина, тъй като светлинните кванти изчезват безвъзвратно в нея. Предполага се, че пространството и времето са изкривени в черната фуния; законите на физиката и геометрията не важат на това място. Подобни характеристики на черните дупки вероятно биха могли да доведат до образуването на антиматерия, която в момента е неизвестна на учените.

Защо черните дупки са опасни?

Черните дупки понякога се описват като обекти, които абсорбират околните обекти, радиация и частици. Тази идея е неправилна: свойствата на черната дупка й позволяват да абсорбира само това, което попада в нейната зона на влияние. Той може да абсорбира космически микрочастици и радиация, излъчвана от звезди близнаци. Дори една планета да е близо до черна дупка, тя няма да бъде погълната, а ще продължи да се движи по своята орбита.

Какво се случва, ако попаднете в черна дупка?

Свойствата на черните дупки зависят от силата на гравитационното поле. Черните фунии привличат всичко, което попада в тяхната зона на влияние. В този случай се променят пространствено-времевите характеристики. Учените, които изучават всичко свързано с черните дупки, не са съгласни какво се случва с обектите в този вихър:

някои учени предполагат, че всички обекти, попадащи в тези дупки, се разтягат или разкъсват на парчета и нямат време да достигнат повърхността на привличащия обект;
други учени твърдят, че в дупките всички обичайни характеристики са изкривени, така че обектите там сякаш изчезват във времето и пространството. Поради тази причина черните дупки понякога се наричат портали към други светове.

Видове черни дупки

Черните фунии се разделят на типове въз основа на метода на тяхното образуване:

Черни обекти със звездна маса се раждат в края на живота на някои звезди. Пълно изгаряне на звездата и край на термо ядрени реакцииводи до компресия на звездата. Ако звездата претърпи гравитационен колапс, тя може да се трансформира в черна фуния.
Супермасивни черни фунии. Учените твърдят, че ядрото на всяка галактика е свръхмасивна фуния, чието образуване е началото на появата на нова галактика.
Първични черни дупки. Те могат да включват дупки с различна маса, включително микродупки, образувани поради несъответствия в плътността на материята и силата на гравитацията. Такива дупки са фунии, образувани в началото на Вселената. Това също включва обекти като космата черна дупка. Тези дупки се отличават с наличието на лъчи, подобни на косми. Предполага се, че тези фотони и гравитони запазват част от информацията, която попада в черната дупка.
Квантови черни дупки. Те се появяват в резултат на ядрени реакции и живеят кратко. Най-голям интерес представляват квантовите фунии, тъй като тяхното изследване може да помогне да се отговори на въпроси относно проблема с черните космически обекти.
Някои учени идентифицират този тип космически обект като космата черна дупка. Тези дупки се отличават с наличието на лъчи, подобни на косми. Предполага се, че тези фотони и гравитони запазват част от информацията, която попада в черната дупка.

Най-близката до Земята черна дупка

Най-близката черна дупка е на 3000 светлинни години от Земята. Нарича се V616 Monocerotis, или V616 Mon. Теглото му достига 9-13 слънчеви маси. Двоичният партньор на тази дупка е звезда с половината от масата на Слънцето. Друга фуния, относително близо до Земята, е Cygnus X-1. Намира се на 6 хиляди светлинни години от Земята и тежи 15 пъти повече от Слънцето. Тази космическа черна дупка също има свой собствен бинарен партньор, чието движение помага да се проследи влиянието на Cygnus X-1.

Черни дупки - интересни факти

Учените разказват следните интересни факти за черните предмети:

Ако вземем предвид, че тези обекти са център на галактики, тогава, за да намерим най-голямата фуния, трябва да открием най-голямата галактика. Следователно най-голямата черна дупка във Вселената е фунията, разположена в галактиката IC 1101 в центъра на клъстера Abell 2029.
Черните предмети всъщност изглеждат като многоцветни обекти. Причината за това се крие в тяхното радиомагнитно излъчване.
В средата на черна дупка няма постоянни физически или математически закони. Всичко зависи от масата на дупката и нейното гравитационно поле.
Черните фунии постепенно се изпаряват.
Теглото на черните фунии може да достигне невероятни размери. Най-голямата черна дупка има маса, равна на 30 милиона слънчеви маси.

Както за учените от миналите векове, така и за изследователите на нашето време най-голямата мистерия на Космоса е черната дупка. Какво има вътре в тази напълно непозната за физиката система? Какви закони важат там? Как минава времето в черна дупка и защо дори светлинните кванти не могат да избягат оттам? Сега ще се опитаме, разбира се, от гледна точка на теорията, а не на практиката, да разберем какво има вътре в черна дупка, защо тя по принцип се е образувала и съществува, как привлича обектите, които я заобикалят.

Първо, нека опишем този обект

И така, черна дупка е определена област от пространството във Вселената. Невъзможно е да се отдели като отделна звезда или планета, тъй като не е нито твърдо, нито газообразно тяло. Без основно разбиране за това какво е пространство-време и как тези измерения могат да се променят, е невъзможно да се разбере какво има вътре в черна дупка. Въпросът е, че тази зона не е просто пространствена единица. което изкривява както трите измерения, които познаваме (дължина, ширина и височина), така и времевата линия. Учените са уверени, че в района на хоризонта (така наречената зона около дупката) времето придобива пространствено значение и може да се движи както напред, така и назад.

Нека научим тайните на гравитацията

Ако искаме да разберем какво има вътре в черна дупка, нека разгледаме по-отблизо какво е гравитацията. Именно този феномен е ключов за разбирането на природата на така наречените „червееви дупки“, от които дори светлината не може да излезе. Гравитацията е взаимодействието между всички тела, които имат материална основа. Силата на такава гравитация зависи от молекулярния състав на телата, от концентрацията на атомите, както и от техния състав. Колкото повече частици се срутват в определена област от пространството, толкова по-голяма е гравитационната сила. Това е неразривно свързано с теорията за Големия взрив, когато нашата Вселена е била с размер на грахово зърно. Това беше състояние на максимална сингулярност и в резултат на проблясък на светлинни кванти пространството започна да се разширява поради факта, че частиците се отблъскват една друга. Учените описват черна дупка точно обратното. Какво има вътре в такова нещо в съответствие с TBZ? Уникалност, равна на показателите, присъщи на нашата Вселена в момента на нейното раждане.

Как материята попада в червеева дупка?

Има мнение, че човек никога няма да може да разбере какво се случва в черна дупка. Защото веднъж там той ще бъде буквално смазан от гравитацията и силата на гравитацията. Всъщност това не е вярно. Да, наистина, черната дупка е област на сингулярност, където всичко е компресирано до максимум. Но това изобщо не е „космическа прахосмукачка“, която може да засмуче всички планети и звезди. Всеки материален обект, който се окаже на хоризонта на събитията, ще наблюдава силно изкривяване на пространството и времето (засега тези единици стоят отделно). Евклидовата геометрична система ще започне да работи неправилно, с други думи, те ще се пресичат и очертанията на стереометричните фигури вече няма да бъдат познати. Що се отнася до времето, то постепенно ще се забавя. Колкото повече се приближавате до дупката, толкова по-бавно ще върви часовникът спрямо земното време, но вие няма да го забележите. При падане в червеева дупка тялото ще падне с нулева скорост, но тази единица ще бъде равна на безкрайност. кривина, която приравнява безкрайното към нула, което накрая спира времето в областта на сингулярността.

Реакция на излъчена светлина

Единственият обект в космоса, който привлича светлина, е черна дупка. Какво има вътре и под каква форма е там не е известно, но се смята, че е пълен мрак, който е невъзможно да си представим. Светлинните кванти, попадайки там, не изчезват просто така. Тяхната маса се умножава по масата на сингулярността, което я прави още по-голяма и я увеличава. Така, ако включите фенерче, за да се огледате, то няма да свети. Излъчените кванти постоянно ще се умножават по масата на дупката и вие, грубо казано, само ще влошите положението си.

Черни дупки на всяка крачка

Както вече разбрахме, основата на формирането е гравитацията, чиято величина е милиони пъти по-голяма от тази на Земята. Точна представа за това какво е черна дупка даде на света Карл Шварцшилд, който всъщност откри самия хоризонт на събитията и точката, от която няма връщане, а също така установи, че нулата в състояние на сингулярност е равна на безкрайност. Според него черна дупка може да се образува във всяка точка на космоса. В този случай определен материален обект със сферична форма трябва да достигне гравитационния радиус. Например, масата на нашата планета трябва да се побере в обема на едно грахово зърно, за да се превърне в черна дупка. А Слънцето трябва да има диаметър 5 километра със своята маса - тогава състоянието му ще стане сингулярно.

Хоризонтът за формирането на нов свят

Законите на физиката и геометрията работят перфектно на земята и в нея космическо пространство, където пространството се доближава до вакуум. Но те напълно губят своето значение на хоризонта на събитията. Ето защо от математическа гледна точка е невъзможно да се изчисли какво има вътре в черна дупка. Картините, които можете да измислите, ако огъвате пространството в съответствие с нашите представи за света, вероятно са далеч от истината. Установено е само, че времето тук се превръща в пространствена единица и най-вероятно към съществуващите измерения се добавят още. Това дава възможност да се вярва, че вътре в черна дупка (снимка, както знаете, няма да покаже това, тъй като светлината там се самоизяжда) се формират напълно различни светове. Тези вселени може да са съставени от антиматерия, която в момента е неизвестна на учените. Има и версии, че сферата без връщане е просто портал, който води или към друг свят, или към други точки в нашата Вселена.

Раждане и смърт

Много повече от съществуването на черна дупка е нейното създаване или изчезване. Сфера, която изкривява пространство-времето, както вече разбрахме, се образува в резултат на колапс. Това може да е експлозия на голяма звезда, сблъсък на две или повече тела в космоса и т.н. Но как материята, която теоретично може да бъде докосната, се превърна в област на изкривяване на времето? Пъзелът е в процес на разработка. Но следва втори въпрос - защо изчезват такива сфери, от които няма връщане? И ако черните дупки се изпаряват, тогава защо тази светлина и цялата космическа материя, която са засмукали, не излизат от тях? Когато материята в зоната на сингулярността започне да се разширява, гравитацията постепенно намалява. В резултат на това черната дупка просто се разтваря и на нейно място остава обикновеното вакуумно космическо пространство. От това следва още една мистерия - къде отиде всичко, което влезе в него?

Дали гравитацията е нашият ключ към щастливо бъдеще?

Изследователите са уверени, че енергийното бъдеще на човечеството може да бъде оформено от черна дупка. Какво има вътре в тази система все още не е известно, но е установено, че на хоризонта на събитията всяка материя се трансформира в енергия, но, разбира се, частично. Например, човек, намиращ се близо до точката, от която няма връщане, ще предаде 10 процента от материята си за преработка в енергия. Тази цифра е просто колосална, стана сензация сред астрономите. Факт е, че на Земята само 0,7 процента от материята се превръща в енергия.

Ако Поплавски е прав, може и да не разбира.

Могат ли дупките на червеи да разрешат мистерията на Големия взрив?

Червеевите дупки могат също да обяснят изблиците на гама лъчи, вторите най-мощни експлозии във Вселената след Големия взрив. Изблиците на гама лъчи се появяват в периферията на познатата вселена. Те са свързани със свръхнови или смъртни случаи на звезди в далечни галактики, но точните им източници са мистерия. Поплавски предполага, че изблиците може да са изхвърляния на материя от алтернативни вселени. Материята навлиза в нашата вселена през свръхмасивни черни дупки - червееви дупки - в сърцата на галактиките, въпреки че не е ясно как това е възможно.

Могат ли червеевите дупки да произвеждат „екзотична материя“?

За да обяснят несъответствията, астрономите разработиха инфлационната теория.

В теорията за червеевите дупки няма нищо изненадващо

В прочутия научнофантастичен филм Interstellar сюжетът се върти около колосална „черна дупка“. Съществуването на тези космически обекти наистина остава една от най-интригуващите мистерии на Вселената. И може би, след като разбере как работят, човечеството ще получи достъп до светове, за които дори не знае все още.

Смъртта на една звезда

Откриването на „черните дупки“ е пряко свързано с новата визия за физическата структура на Вселената, предложена от Алберт Айнщайн през 1915 г., показваща, че масивните тела огъват времето и пространството. Впоследствие теорията му получава множество експериментални потвърждения. Не е лесно да се обясни как изглежда такава кривина, така че физиците прибягват до аналогия, представяйки си пространството като вид гумена повърхност, върху която притискат метални топки. Освен това, колкото по-масивна е топката, толкова по-голяма е вдлъбнатината под нея. В реалното четириизмерно пространство „вдлъбнатината“ е изправена пред петото измерение, чието присъствие определяме само косвено - чрез изкривяването на лъча или забавянето на радиосигнала, преминаващ близо до Слънцето или звездите.

Ясно е, че „вдлъбнатината“, създадена от Слънцето, е сравнително малка (нейният радиус е само с 50 километра по-голям от радиуса на нашата звезда), но почти веднага след като Айнщайн формулира постулатите на своята революционна теория, немският астрофизик Карл Шварцшилд математически доказа, че някъде тогава във Вселената може да има обекти с маса, която огъва пространството толкова много, че дори светлината не може да избяга от него. Такива обекти в крайна сметка започнаха да се наричат „черни дупки“. лека ръкаАмериканецът Джон Уилър.

Дълго време „черните дупки“ остават красива хипотеза в очите на учените. През 1939 г. младият физик Робърт Опенхаймер, бъдещият „баща“ на американската атомна бомба, показа, че при определени условия една звезда може да се превърне в истинска „черна дупка“. Всъщност астрономите скоро открили, че към края на своя „живот“ звездите се държат различно. Например, Слънцето, което постепенно изгаря, ще започне да се разширява и след това ще се превърне в бяло джудже с размерите на Земята, което ще се охлади в продължение на милиарди години, превръщайки се в тъмна плътна материя. Тези звезди, чиято маса е много по-голяма от Слънцето, изгарят горивото си много по-бързо и след това имплодират (колабират), образувайки неутронна звезда или „черна дупка“. Неутронните звезди са съставени почти изцяло от атомни ядра, а "черните дупки" са направени от изкривено пространство и изкривено време. Въпреки че "черната дупка" не съдържа материя, тя има повърхност - тя се нарича "хоризонт на събитията", през който нищо не може да избяга.

С течение на времето те се научиха да откриват „черни дупки“ по влиянието, което имат върху околното пространство. Открити са около хиляда такива обекти, но според астрономите те са стотици милиони. Оказа се, че в центровете на галактиките има и гигантски „черни дупки“, които може да са се появили в резултат на колапса на масивни газови облаци.

Откритието на Хокинг

Много физици са се опитвали да разберат как работят „черните дупки“. Най-голям успех в тази област постига англичанинът Стивън Хокинг. През 1975 г. той не само успява да свърже съществуването на „черни дупки“ с модерната квантова механика, но също така показва как тя трябва да взаимодейства с външния свят.

Преди Хокинг се смяташе, че "черната дупка" само поглъща материята, без да връща нищо обратно. Изучавайки поведението на квантовите полета в близост до „черна дупка“, Хокинг предположи, че тя задължително излъчва частици в космоса и по този начин губи маса. Този ефект сега се нарича „лъчение на Хокинг“ (или „изпарение на Хокинг“). Хокинг изчисли, че такова лъчение би имало топлинен спектър - съответно би могло да бъде открито при определена температура. Тази температура обаче е толкова ниска, че астрономите не могат да я открият за наблюдаваните „черни дупки“, така че хипотезата на Хокинг не се потвърждава от наблюдения.

Теорията за "черните дупки", създадена от Стивън Хокинг, се оспорва от редица учени. Факт е, че в класическия възглед „черната дупка“ може само да расте, поглъщайки все повече и повече маси от материя. От това следва, че информацията, като една от характеристиките на материята в „черна дупка“, не се унищожава, а се съхранява завинаги или се прехвърля от нашата Вселена в друга. Хокинг твърди, че „дупката“ винаги остава в първоначалното си състояние, унищожавайки информация и изхвърляйки излишната маса под формата на радиация. Така двата модела влизат в конфликт и от това кой е прав зависи изграждането на модел на квантовата гравитация, което директно води до създаването на прословутата „теория на всичко“, която някой ден ще революционизира разбирането ни за Вселената.

През 2004 г. Стивън Хокинг твърди, че е разрешил несъответствието между моделите. Новото му откритие се основава на факта, че в реалните процеси на образуване и изпаряване на "черни дупки" информацията не се унищожава. Това се случва, защото тези „дупки“, които са описани в рамките на множество теории, просто не съществуват в природата. Това, което астрономите наблюдават в центровете на галактиките, са „видими черни дупки“, тоест обекти, които в много отношения са подобни на моделите, измислени от физиците, но нямат истински „хоризонт на събитията“. Грубо казано, според старата теория (наричана още „концепцията за огнена стена“), астронавт, попаднал в „черна дупка“, моментално ще се изпари на „хоризонта на събитията“, а според новата той ще проникне вътре, но ще придобие някои специални физични свойства.

Новото откритие обаче предизвика и остри критики от колеги. Оказва се, че Хокинг е приел за даденост редица предположения, които сами по себе си все още трябва да бъдат оправдани, поради което е преждевременно да се каже, че темата е напълно затворена.

Врата към друг свят

Известният научнофантастичен филм на Кристофър Нолан „Интерстелар“ ясно показва как навлизането в черна дупка и изучаването на нейните вътрешни свойства ще повлияе на съвременната физика. Всъщност говорим за технологии за контрол на гравитацията и свръхсветлинен полет. Нещо повече, филмът показва дори хора от бъдещето – същества, които са овладели космоса с повече измерения от нашето.

Всички тези идеи бяха въведени във филма от известния физик Кип Торн (между другото, той е един от онези, които успяха да обосноват теоретичната възможност за изграждане на „машина на времето“). През 1991 г. той се обзалага със Стивън Хокинг за съществуването на „голи сингулярности“, тоест обекти, които имат всички свойства на центъра на „черна дупка“, но нямат „хоризонт на събитията“. Освен това Торн твърди, че такива обекти могат да съществуват в реалността, но Хокинг ги смята за фантазия. И само пет години по-късно спорът беше решен в полза на Торн: тексасецът Матю Чоптюк, използвайки математическо моделиране, доказа, че когато една гравитационна вълна се срине, е възможно да се постигне състояние, в което възниква нещо като кипящо пространство и време. Той генерира нови гравитационни вълни, докато в крайна сметка се образува безкрайно малка „гола сингулярност“.

Кип Торн пояснява, че в природата няма „голи сингулярности“: законите на физиката забраняват тяхното спонтанно възникване. Въпреки това, някаква мощна цивилизация, която е изучавала „черните дупки“ и е успяла да изгради технология за поколение гравитационни вълни, може да създаде изкуствена „гола сингулярност“. И тогава такава цивилизация не само ще има възможност да пътува през нашата Вселена със скорост по-висока от скоростта на светлината, но и ще проникне в други вселени. Може би, съобщава още Торн, такава цивилизация вече действа в нашето пространство, наблюдава ни и е готова да се намеси, ако нещо се обърка с нас. Идеята му звучи като фантазия, но кой знае със сигурност?..

Антон Первушин