Ως μέρος μιας κοσμικής κούκλας φωλιάς, το σύμπαν μας μπορεί να βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα, η οποία από μόνη της είναι μέρος του μεγαλύτερου σύμπαντος. Όλες οι μαύρες τρύπες που ανακαλύφθηκαν στο Σύμπαν μας - από μικροσκοπικές έως υπερμεγέθεις - μπορεί να είναι πόρτες σε εναλλακτικές πραγματικότητες.

Μια από τις τελευταίες «παραισθησιογόνες» θεωρίες λέει ότι μια μαύρη τρύπα είναι μια σήραγγα ανάμεσα στα σύμπαντα - κάτι σαν σκουληκότρυπα. Η μαύρη τρύπα δεν καταρρέει σε ένα σημείο, όπως αναμενόταν, αλλά γίνεται «λευκή τρύπα» στο άλλο άκρο της μαύρης τρύπας.

Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physics Letters B, ο φυσικός του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα, Nikodem Poplavsky παρουσίασε ένα νέο μαθηματικό μοντέλο για τη σπειροειδή κίνηση της ύλης που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα. Οι εξισώσεις του δείχνουν ότι τέτοιες σκουληκότρυπες είναι βιώσιμες εναλλακτικές στις χωροχρονικές ιδιομορφίες που υπέθεσε ο Albert Einstein ότι βρίσκονται στο κέντρο των μαύρων τρυπών.

Σύμφωνα με τις εξισώσεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν, οι ιδιομορφίες δημιουργούνται όταν η ύλη σε μια περιοχή γίνεται πολύ πυκνή, όπως στην υπερπυκνή καρδιά μιας μαύρης τρύπας.

Η θεωρία του Αϊνστάιν προτείνει ότι οι ιδιομορφίες δεν καταλαμβάνουν χώρο, είναι απείρως πυκνές και απείρως καυτές - κάτι που, κατ' αρχήν, υποστηρίζεται από πολλά έμμεσα στοιχεία, αλλά παραμένει δύσκολο να γίνει κατανοητό για πολλούς επιστήμονες.

Αν ο Ποπλάβσκι έχει δίκιο, ίσως να μην χρειάζεται να το καταλάβει.

Σύμφωνα με τις νέες εξισώσεις, η ύλη που απορροφά και προφανώς καταστρέφει η μαύρη τρύπα γίνεται το δομικό υλικό για γαλαξίες, αστέρια και πλανήτες σε μια άλλη πραγματικότητα.

Μπορούν οι σκουληκότρυπες να λύσουν το μυστήριο της Μεγάλης Έκρηξης;

Ο Poplavsky λέει ότι η κατανόηση των μαύρων τρυπών ως σκουληκότρυπων θα μπορούσε να εξηγήσει ορισμένα μυστήρια στη σύγχρονη κοσμολογία. Για παράδειγμα, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης δηλώνει ότι το σύμπαν ξεκίνησε με μια μοναδικότητα. Αλλά οι επιστήμονες δεν είναι ικανοποιημένοι με την εξήγηση του πώς θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί εξ αρχής μια τέτοια ιδιομορφία. Αν το σύμπαν μας γεννήθηκε από μια λευκή τρύπα και όχι από μια ιδιομορφία, «αυτό λύνει το πρόβλημα της ιδιομορφίας της μαύρης τρύπας και της ιδιομορφίας της μεγάλης έκρηξης».

Οι σκουληκότρυπες μπορεί επίσης να εξηγήσουν τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα, τις δεύτερες πιο ισχυρές εκρήξεις στο σύμπαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Εκρήξεις ακτίνων γάμμα εμφανίζονται στην περιφέρεια γνωστό σύμπαν. Έχουν συνδεθεί με σουπερνόβα, ή θανάτους αστέρων, σε μακρινούς γαλαξίες, αλλά οι ακριβείς πηγές τους είναι ένα μυστήριο. Ο Poplavsky προτείνει ότι οι εκρήξεις μπορεί να είναι εκτοξεύσεις ύλης από εναλλακτικά σύμπαντα. Η ύλη εισέρχεται στο σύμπαν μας μέσα από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - σκουληκότρυπες - στις καρδιές των γαλαξιών, αν και δεν είναι σαφές πώς αυτό είναι δυνατό.

«Η ιδέα είναι τρελή, αλλά ποιος ξέρει;» λέει ο επιστήμονας.
Υπάρχει τουλάχιστον ένας τρόπος για να δοκιμαστεί η θεωρία του Poplavsky. Μερικές από τις μαύρες τρύπες στο σύμπαν μας περιστρέφονται, και αν το σύμπαν μας γεννήθηκε μέσα στην ίδια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, τότε θα πρέπει να κληρονομήσει την περιστροφή του μητρικού του αντικειμένου. Εάν μελλοντικά πειράματα δείξουν ότι το σύμπαν μας περιστρέφεται προς την αναμενόμενη κατεύθυνση, αυτό θα μπορούσε να είναι έμμεση απόδειξη της θεωρίας της σκουληκότρυπας.

Μπορούν οι σκουληκότρυπες να παράγουν «εξωτική ύλη»;

Η θεωρία της σκουληκότρυπας μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί ορισμένα χαρακτηριστικά του σύμπαντός μας αποκλίνουν από αυτά που προβλέπει η θεωρία, σύμφωνα με τους φυσικούς. Με βάση το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η καμπυλότητα του Σύμπαντος θα πρέπει να αυξάνεται με τον χρόνο, άρα μετά από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή σήμερα, θα πρέπει να καθόμαστε στην επιφάνεια ενός κλειστού σφαιρικού Σύμπαντος.

Ωστόσο, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι το Σύμπαν είναι επίπεδο προς όλες τις κατευθύνσεις. Επιπλέον, δεδομένα φωτός από το νεαρό Σύμπαν δείχνουν ότι η θερμοκρασία μετά τη μεγάλη έκρηξη ήταν περίπου η ίδια παντού. Αυτό σημαίνει ότι τα πιο μακρινά αντικείμενα που βλέπουμε στο απέναντι άκρο του σύμπαντος ήταν αρκετά κοντά το ένα στο άλλο ώστε να βρίσκονται σε ισορροπία, όπως τα μόρια αερίου σε έναν σφραγισμένο θάλαμο.

Και πάλι, οι παρατηρήσεις δεν ταιριάζουν με τις προβλέψεις επειδή τα αντίθετα αντικείμενα στο γνωστό σύμπαν απέχουν τόσο πολύ μεταξύ τους που ο χρόνος που θα χρειαζόταν για να ταξιδέψει μεταξύ τους με την ταχύτητα του φωτός υπερβαίνει την ηλικία του σύμπαντος.

Για να εξηγήσουν τις αποκλίσεις, οι αστρονόμοι ανέπτυξαν την πληθωριστική θεωρία.

Ο πληθωρισμός υποδηλώνει ότι λίγο μετά τη δημιουργία του σύμπαντος, γνώρισε μια ταχεία ανάπτυξη κατά την οποία το ίδιο το διάστημα επεκτάθηκε με ταχύτερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός. Το σύμπαν εκτεινόταν από το μέγεθος ενός ατόμου σε αστρονομικές αναλογίες σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Το σύμπαν λοιπόν φαίνεται επίπεδο επειδή βρισκόμαστε σε μια σφαίρα η οποία είναι εξαιρετικά μεγάλη από την άποψή μας. έτσι η Γη φαίνεται επίπεδη σε κάποιον που στέκεται σε ένα χωράφι.

Ο πληθωρισμός εξηγεί επίσης πώς τα αντικείμενα που βρίσκονται μακριά θα μπορούσαν κάποτε να είναι αρκετά κοντά ώστε να αλληλεπιδρούν. Αλλά ακόμα κι αν υποθέσουμε ότι ο πληθωρισμός είναι πραγματικός, οι αστρονόμοι αγωνίζονται να εξηγήσουν τι τον προκάλεσε. Και εδώ έρχεται να σώσει η νέα θεωρία της σκουληκότρυπας.

Σύμφωνα με τον Poplavsky, ορισμένες πληθωριστικές θεωρίες λένε ότι το γεγονός προκλήθηκε από «εξωτική ύλη», μια θεωρητική ουσία που είναι διαφορετική από την κανονική ύλη εν μέρει επειδή απωθείται αντί να έλκεται από τη βαρύτητα. Με βάση αυτές τις εξισώσεις, ο Poplavsky κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τέτοια εξωτική ύλη θα μπορούσε να έχει προκύψει όταν μερικά από τα πρώτα τεράστια αστέρια κατέρρευσαν σε σκουληκότρυπες.

«Μπορεί να υπήρξε κάποια αλληλεπίδραση μεταξύ της εξωτικής ύλης που σχημάτισε τις σκουληκότρυπες και της εξωτικής ύλης που προκάλεσε τον πληθωρισμό», λέει.
Εξισώσεις σκουληκότρυπας - "μια καλή λύση"

Το νέο μοντέλο δεν είναι το πρώτο που προτείνει ότι υπάρχουν άλλα σύμπαντα μέσα στις μαύρες τρύπες. Ο Damien Isson, ένας θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, το είχε προτείνει στο παρελθόν.

«Τι νέο υπάρχει; Ότι η λύση για τις σκουληκότρυπες στη γενική σχετικότητα είναι μια μετάβαση από το εξωτερικό της μαύρης τρύπας στο εσωτερικό του νέου σύμπαντος», λέει ο Isson, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα του Poplavsky. «Απλώς υποθέσαμε ότι μια τέτοια λύση θα μπορούσε να υπάρξει, αλλά ο Ποπλάβσκι τη βρήκε».
Ωστόσο, η ιδέα φαίνεται πολύ αμφιλεγόμενη στον Isson.

«Είναι δυνατόν αυτό; Ναί. Είναι πιθανό ένα τέτοιο σενάριο; Δεν ξέρω καν. Αλλά είναι σίγουρα ενδιαφέρον».
Η μελλοντική εργασία στην κβαντική βαρύτητα -η μελέτη της βαρύτητας σε υποατομικό επίπεδο - θα βελτιώσει τις εξισώσεις και ενδεχομένως θα επιβεβαιώσει ή θα αντικρούσει τη θεωρία του Poplavsky.

Δεν υπάρχει τίποτα περίεργο στη θεωρία της σκουληκότρυπας

Συνολικά, η θεωρία της σκουληκότρυπας είναι ενδιαφέρουσα, αλλά όχι πρωτοποριακή και δεν ρίχνει φως στην προέλευση του σύμπαντος, είπε ο Andreas Albrecht, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Με τον ισχυρισμό ότι το σύμπαν μας δημιουργήθηκε από ένα κομμάτι ύλης από το μητρικό σύμπαν, η θεωρία απλώς μετατοπίζει το γεγονός της προέλευσης όλων των πραγμάτων σε μια εναλλακτική πραγματικότητα. Με άλλα λόγια, δεν εξηγεί πώς προέκυψε το μητρικό σύμπαν ή γιατί το δικό μας έχει τις ιδιότητες που έχει - επιπλέον, οι ιδιότητες πρέπει να κληρονομηθούν, πράγμα που σημαίνει ότι το μητρικό σύμπαν θα είναι το ίδιο.

«Υπάρχουν αρκετά πιεστικά προβλήματα που προσπαθούμε να λύσουμε και δεν είναι σαφές πού θα οδηγήσει όλο αυτό», λέει, σημειώνοντας την έρευνα του Ποπλάβσκι.
Ωστόσο, ο Άλμπρεχτ δεν βρίσκει την ιδέα των σκουληκότρυπων που συνδέουν σύμπαντα πιο περίεργη από την ιδέα των μοναδικοτήτων στις μαύρες τρύπες και δεν πρόκειται να απορρίψει τη νέα θεωρία μόνο και μόνο επειδή φαίνεται λίγο τρελή.

«Ό,τι κάνουν οι άνθρωποι σε αυτόν τον κλάδο είναι πολύ περίεργο», λέει. - «Δεν έχετε δικαίωμα να πείτε ότι η λιγότερο περίεργη ιδέα θα κερδίσει, γιατί αυτό δεν θα συμβεί σε καμία περίπτωση».

Παρά τα τεράστια επιτεύγματα στον τομέα της φυσικής και της αστρονομίας, υπάρχουν πολλά φαινόμενα των οποίων η ουσία δεν αποκαλύπτεται πλήρως. Τέτοια φαινόμενα περιλαμβάνουν μυστηριώδεις μαύρες τρύπες, όλες οι πληροφορίες για τις οποίες είναι μόνο θεωρητικές και δεν μπορούν να επαληθευτούν με πρακτικό τρόπο.

Υπάρχουν μαύρες τρύπες;

Ακόμη και πριν από την εμφάνιση της θεωρίας της σχετικότητας, οι αστρονόμοι πρότειναν μια θεωρία σχετικά με την ύπαρξη μαύρων χοανών. Μετά τη δημοσίευση της θεωρίας του Αϊνστάιν, το ζήτημα της βαρύτητας αναθεωρήθηκε και εμφανίστηκαν νέες υποθέσεις στο πρόβλημα των μαύρων τρυπών. Δεν είναι ρεαλιστικό να βλέπουμε αυτό το κοσμικό αντικείμενο, γιατί απορροφά όλο το φως που εισέρχεται στο χώρο του. Οι επιστήμονες αποδεικνύουν την παρουσία μαύρων τρυπών με βάση την ανάλυση της κίνησης του διαστρικού αερίου και τις τροχιές των αστεριών.

Ο σχηματισμός μαύρων οπών οδηγεί σε αλλαγές στα χωροχρονικά χαρακτηριστικά γύρω τους. Ο χρόνος φαίνεται να συμπιέζεται υπό την επίδραση της τεράστιας βαρύτητας και επιβραδύνεται. Τα αστέρια που βρίσκονται στο μονοπάτι μιας μαύρης χοάνης μπορούν να παρεκκλίνουν από τη διαδρομή τους και ακόμη και να αλλάξουν κατεύθυνση. Οι μαύρες τρύπες απορροφούν την ενέργεια του δίδυμου αστέρα τους, η οποία εκδηλώνεται επίσης.

Πώς μοιάζει μια μαύρη τρύπα;

Οι πληροφορίες σχετικά με τις μαύρες τρύπες είναι ως επί το πλείστον υποθετικές. Οι επιστήμονες τα μελετούν για την επίδρασή τους στο διάστημα και την ακτινοβολία. Δεν είναι δυνατό να δούμε μαύρες τρύπες στο σύμπαν, γιατί απορροφούν όλο το φως που εισέρχεται στο κοντινό διάστημα. Από ειδικούς δορυφόρους, λήφθηκε μια εικόνα ακτίνων Χ μαύρων αντικειμένων, η οποία δείχνει ένα φωτεινό κέντρο, που είναι η πηγή των ακτίνων.

Πώς σχηματίζονται οι μαύρες τρύπες;

Μια μαύρη τρύπα στο διάστημα είναι ένας ξεχωριστός κόσμος που έχει τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες. Οι ιδιότητες των κοσμικών οπών καθορίζονται από τους λόγους εμφάνισής τους. Όσον αφορά την εμφάνιση μαύρων αντικειμένων, υπάρχουν οι ακόλουθες θεωρίες:

1. Είναι το αποτέλεσμα των καταρρεύσεων που συμβαίνουν στο διάστημα. Αυτό θα μπορούσε να είναι μια σύγκρουση μεγάλων κοσμικών σωμάτων ή μια έκρηξη σουπερνόβα.
2. Προκύπτουν λόγω της στάθμισης των διαστημικών αντικειμένων διατηρώντας το μέγεθός τους. Η αιτία αυτού του φαινομένου δεν έχει προσδιοριστεί.

Μια μαύρη χοάνη είναι ένα αντικείμενο στο διάστημα που είναι σχετικά μικρό σε μέγεθος αλλά έχει τεράστια μάζα. Η θεωρία της μαύρης τρύπας λέει ότι κάθε κοσμικό αντικείμενο μπορεί δυνητικά να γίνει μια μαύρη χοάνη εάν, ως αποτέλεσμα κάποιων φαινομένων, χάσει το μέγεθός του αλλά διατηρήσει τη μάζα του. Οι επιστήμονες μιλούν ακόμη και για την ύπαρξη πολλών μαύρων μικροτρυπών - μικροσκοπικών διαστημικών αντικειμένων με σχετικά μεγάλη μάζα. Αυτή η ασυμφωνία μεταξύ μάζας και μεγέθους οδηγεί σε αύξηση του βαρυτικού πεδίου και στην εμφάνιση ισχυρής έλξης.

Τι υπάρχει σε μια μαύρη τρύπα;

Το μαύρο μυστηριώδες αντικείμενο μπορεί να ονομαστεί μόνο τρύπα με μεγάλη έκταση. Το κέντρο αυτού του φαινομένου είναι ένα κοσμικό σώμα με αυξημένη βαρύτητα. Το αποτέλεσμα μιας τέτοιας βαρύτητας είναι μια ισχυρή έλξη προς την επιφάνεια αυτού του κοσμικού σώματος. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται μια ροή δίνης στην οποία περιστρέφονται αέρια και κόκκοι κοσμικής σκόνης. Επομένως, είναι πιο σωστό να αποκαλούμε μια μαύρη τρύπα μαύρη χοάνη.

Είναι αδύνατο να ανακαλύψουμε στην πράξη τι υπάρχει μέσα σε μια μαύρη τρύπα, επειδή το επίπεδο βαρύτητας της κοσμικής δίνης δεν επιτρέπει σε κανένα αντικείμενο να ξεφύγει από τη ζώνη επιρροής της. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, υπάρχει απόλυτο σκοτάδι μέσα σε μια μαύρη τρύπα, επειδή τα κβάντα φωτός εξαφανίζονται αμετάκλητα μέσα σε αυτήν. Υποτίθεται ότι ο χώρος και ο χρόνος παραμορφώνονται μέσα στη μαύρη χοάνη οι νόμοι της φυσικής και της γεωμετρίας δεν ισχύουν σε αυτό το μέρος. Τέτοια χαρακτηριστικά των μαύρων τρυπών θα μπορούσαν πιθανώς να οδηγήσουν στο σχηματισμό αντιύλης, η οποία είναι προς το παρόν άγνωστη στους επιστήμονες.

Γιατί οι μαύρες τρύπες είναι επικίνδυνες;

Μερικές φορές οι μαύρες τρύπες περιγράφονται ως αντικείμενα που απορροφούν γύρω αντικείμενα, ακτινοβολία και σωματίδια. Αυτή η ιδέα είναι εσφαλμένη: οι ιδιότητες μιας μαύρης τρύπας της επιτρέπουν να απορροφά μόνο ό,τι εμπίπτει στη ζώνη επιρροής της. Μπορεί να απορροφήσει κοσμικά μικροσωματίδια και ακτινοβολία που προέρχονται από δίδυμα αστέρια. Ακόμα κι αν ένας πλανήτης βρίσκεται κοντά σε μια μαύρη τρύπα, δεν θα απορροφηθεί, αλλά θα συνεχίσει να κινείται στην τροχιά του.

Τι θα συμβεί αν πέσετε σε μια μαύρη τρύπα;

Οι ιδιότητες των μαύρων οπών εξαρτώνται από την ισχύ του βαρυτικού πεδίου. Οι μαύρες χοάνες προσελκύουν οτιδήποτε βρίσκεται στη ζώνη επιρροής τους. Σε αυτή την περίπτωση, τα χωροχρονικά χαρακτηριστικά αλλάζουν. Οι επιστήμονες που μελετούν όλα τα πράγματα για τις μαύρες τρύπες διαφωνούν σχετικά με το τι συμβαίνει με τα αντικείμενα σε αυτή τη δίνη:

• ορισμένοι επιστήμονες προτείνουν ότι όλα τα αντικείμενα που πέφτουν σε αυτές τις τρύπες τεντώνονται ή σχίζονται σε κομμάτια και δεν έχουν χρόνο να φτάσουν στην επιφάνεια του αντικειμένου που έλκει.
• άλλοι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι στις τρύπες όλα τα συνήθη χαρακτηριστικά παραμορφώνονται, έτσι τα αντικείμενα εκεί φαίνεται να εξαφανίζονται στο χρόνο και στο χώρο. Για το λόγο αυτό, μερικές φορές οι μαύρες τρύπες ονομάζονται πύλες προς άλλους κόσμους.

Τύποι μαύρων τρυπών

Οι μαύρες χοάνες χωρίζονται σε τύπους με βάση τη μέθοδο σχηματισμού τους:

1. Μαύρα αντικείμενα αστρικής μάζας γεννιούνται στο τέλος της ζωής ορισμένων άστρων. Πλήρης καύση του αστεριού και το τέλος του θερμού πυρηνικές αντιδράσειςοδηγεί στη συμπίεση του αστεριού. Εάν το αστέρι υποστεί βαρυτική κατάρρευση, μπορεί να μετατραπεί σε μαύρο χωνί.
2. Υπερμεγέθη μαύρα χωνιά. Οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι ο πυρήνας κάθε γαλαξία είναι μια υπερμεγέθη χοάνη, ο σχηματισμός της οποίας είναι η αρχή της εμφάνισης ενός νέου γαλαξία.
3. Αρχέγονες μαύρες τρύπες. Αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν οπές ποικίλης μάζας, συμπεριλαμβανομένων των μικροοπών που σχηματίζονται λόγω αποκλίσεων στην πυκνότητα της ύλης και στην ισχύ της βαρύτητας. Τέτοιες τρύπες είναι χοάνες που σχηματίζονται στην αρχή του Σύμπαντος. Αυτό περιλαμβάνει επίσης αντικείμενα όπως μια τριχωτή μαύρη τρύπα. Αυτές οι τρύπες διακρίνονται από την παρουσία ακτίνων παρόμοιων με τις τρίχες. Υποτίθεται ότι αυτά τα φωτόνια και τα γκραβιτόνια διατηρούν κάποιες από τις πληροφορίες που πέφτουν στη μαύρη τρύπα.
4. Κβαντικές μαύρες τρύπες. Εμφανίζονται ως αποτέλεσμα πυρηνικών αντιδράσεων και ζουν για μικρό χρονικό διάστημα. Οι κβαντικές χοάνες παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον, καθώς η μελέτη τους μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση ερωτήσεων σχετικά με το πρόβλημα των μαύρων κοσμικών αντικειμένων.
5. Μερικοί επιστήμονες αναγνωρίζουν αυτόν τον τύπο διαστημικού αντικειμένου ως τριχωτής μαύρης τρύπας. Αυτές οι τρύπες διακρίνονται από την παρουσία ακτίνων παρόμοιων με τις τρίχες. Υποτίθεται ότι αυτά τα φωτόνια και τα γκραβιτόνια διατηρούν κάποιες από τις πληροφορίες που πέφτουν στη μαύρη τρύπα.

Η πιο κοντινή μαύρη τρύπα στη Γη

Η πλησιέστερη μαύρη τρύπα απέχει 3.000 έτη φωτός από τη Γη. Ονομάζεται V616 Monocerotis, ή V616 Mon. Το βάρος του φτάνει τις 9-13 ηλιακές μάζες. Ο δυαδικός συνεργάτης αυτής της τρύπας είναι ένα αστέρι της μισής μάζας του Ήλιου. Μια άλλη χοάνη σχετικά κοντά στη Γη είναι το Cygnus X-1. Βρίσκεται 6 χιλιάδες έτη φωτός από τη Γη και ζυγίζει 15 φορές περισσότερο από τον Ήλιο. Αυτή η κοσμική μαύρη τρύπα έχει επίσης το δικό της δυαδικό εταίρο, η κίνηση του οποίου βοηθά στην ανίχνευση της επιρροής του Cygnus X-1.

Μαύρες τρύπες - ενδιαφέροντα γεγονότα

Οι επιστήμονες λένε τα ακόλουθα ενδιαφέροντα γεγονότα για τα μαύρα αντικείμενα:

1. Αν λάβουμε υπόψη ότι αυτά τα αντικείμενα είναι το κέντρο των γαλαξιών, τότε για να βρούμε τη μεγαλύτερη χοάνη, πρέπει να ανιχνεύσουμε τον μεγαλύτερο γαλαξία. Επομένως, η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα στο σύμπαν είναι η χοάνη που βρίσκεται στον γαλαξία IC 1101 στο κέντρο του σμήνους Abell 2029.
2. Τα μαύρα αντικείμενα στην πραγματικότητα μοιάζουν με πολύχρωμα αντικείμενα. Ο λόγος για αυτό έγκειται στη ραδιομαγνητική ακτινοβολία τους.
3. Δεν υπάρχουν μόνιμοι φυσικοί ή μαθηματικοί νόμοι στη μέση μιας μαύρης τρύπας. Όλα εξαρτώνται από τη μάζα της τρύπας και το βαρυτικό της πεδίο.
4. Τα μαύρα χωνιά εξατμίζονται σταδιακά.
5. Το βάρος των μαύρων χωνιών μπορεί να φτάσει σε απίστευτα μεγέθη. Η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα έχει μάζα ίση με 30 εκατομμύρια ηλιακές μάζες.

Τόσο για τους επιστήμονες των περασμένων αιώνων όσο και για τους ερευνητές της εποχής μας, το μεγαλύτερο μυστήριο του σύμπαντος είναι η μαύρη τρύπα. Τι υπάρχει μέσα σε αυτό το εντελώς άγνωστο στη φυσική σύστημα; Τι νόμοι ισχύουν εκεί; Πώς περνάει ο χρόνος σε μια μαύρη τρύπα και γιατί δεν μπορούν καν να ξεφύγουν τα κβάντα φωτός από εκεί; Τώρα θα προσπαθήσουμε, φυσικά, από τη σκοπιά της θεωρίας και όχι της πράξης, να καταλάβουμε τι υπάρχει μέσα σε μια μαύρη τρύπα, γιατί, καταρχήν, σχηματίστηκε και υπάρχει, πώς έλκει τα αντικείμενα που την περιβάλλουν.

Αρχικά, ας περιγράψουμε αυτό το αντικείμενο

Έτσι, μια μαύρη τρύπα είναι μια συγκεκριμένη περιοχή του διαστήματος στο Σύμπαν. Είναι αδύνατο να το ξεχωρίσουμε ως ξεχωριστό αστέρι ή πλανήτη, αφού δεν είναι ούτε στερεό ούτε αέριο σώμα. Χωρίς μια βασική κατανόηση του τι είναι ο χωροχρόνος και πώς μπορούν να αλλάξουν αυτές οι διαστάσεις, είναι αδύνατο να κατανοήσουμε τι υπάρχει μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Το θέμα είναι ότι αυτή η περιοχή δεν είναι απλώς μια χωρική ενότητα. που παραμορφώνει τόσο τις τρεις διαστάσεις που γνωρίζουμε (μήκος, πλάτος και ύψος) όσο και το χρονοδιάγραμμα. Οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι στην περιοχή του ορίζοντα (τη λεγόμενη περιοχή που περιβάλλει την τρύπα), ο χρόνος αποκτά χωρική σημασία και μπορεί να κινηθεί τόσο προς τα εμπρός όσο και προς τα πίσω.

Ας μάθουμε τα μυστικά της βαρύτητας

Αν θέλουμε να καταλάβουμε τι υπάρχει μέσα σε μια μαύρη τρύπα, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο τι είναι η βαρύτητα. Αυτό το φαινόμενο είναι το κλειδί για την κατανόηση της φύσης των λεγόμενων «σκουληκότρυπων», από τις οποίες ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει. Η βαρύτητα είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ όλων των σωμάτων που έχουν υλική βάση. Η ισχύς μιας τέτοιας βαρύτητας εξαρτάται από τη μοριακή σύνθεση των σωμάτων, από τη συγκέντρωση των ατόμων, καθώς και από τη σύνθεσή τους. Όσο περισσότερα σωματίδια καταρρέουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή του διαστήματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική δύναμη. Αυτό είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με τη Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, όταν το Σύμπαν μας είχε το μέγεθος ενός μπιζελιού. Αυτή ήταν μια κατάσταση μέγιστης μοναδικότητας και ως αποτέλεσμα μιας λάμψης κβαντών φωτός, ο χώρος άρχισε να διαστέλλεται λόγω του γεγονότος ότι τα σωματίδια απωθούνταν το ένα το άλλο. Οι επιστήμονες περιγράφουν μια μαύρη τρύπα ακριβώς το αντίθετο. Τι υπάρχει μέσα σε κάτι τέτοιο σύμφωνα με το TBZ; Μια μοναδικότητα που είναι ίση με τους δείκτες που είναι εγγενείς στο Σύμπαν μας τη στιγμή της γέννησής του.

Πώς μπαίνει η ύλη σε μια σκουληκότρυπα;

Υπάρχει η άποψη ότι ένα άτομο δεν θα μπορέσει ποτέ να καταλάβει τι συμβαίνει μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Γιατί από τη στιγμή που θα βρεθεί εκεί, θα συντριβεί κυριολεκτικά από τη βαρύτητα και τη δύναμη της βαρύτητας. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια. Ναι, πράγματι, μια μαύρη τρύπα είναι μια περιοχή μοναδικότητας όπου τα πάντα συμπιέζονται στο μέγιστο. Αλλά αυτό δεν είναι καθόλου μια «διαστημική ηλεκτρική σκούπα» που μπορεί να ρουφήξει όλους τους πλανήτες και τα αστέρια. Οποιοδήποτε υλικό αντικείμενο βρίσκεται στον ορίζοντα γεγονότων θα παρατηρήσει μια ισχυρή παραμόρφωση του χώρου και του χρόνου (προς το παρόν, αυτές οι μονάδες στέκονται χωριστά). Το ευκλείδειο σύστημα γεωμετρίας θα αρχίσει να δυσλειτουργεί, με άλλα λόγια, θα τέμνονται και τα περιγράμματα των στερεομετρικών μορφών δεν θα είναι πλέον οικεία. Όσον αφορά τον χρόνο, σταδιακά θα επιβραδυνθεί. Όσο πιο κοντά πλησιάζετε στην τρύπα, τόσο πιο αργά θα πάει το ρολόι σε σχέση με την ώρα της Γης, αλλά δεν θα το παρατηρήσετε. Όταν πέφτει σε μια σκουληκότρυπα, το σώμα θα πέσει με μηδενική ταχύτητα, αλλά αυτή η μονάδα θα είναι ίση με το άπειρο. καμπυλότητα, που εξισώνει το άπειρο με το μηδέν, το οποίο τελικά σταματά τον χρόνο στην περιοχή της μοναδικότητας.

Αντίδραση στο εκπεμπόμενο φως

Το μόνο αντικείμενο στο διάστημα που προσελκύει φως είναι μια μαύρη τρύπα. Το τι είναι μέσα σε αυτό και σε ποια μορφή είναι εκεί είναι άγνωστο, αλλά πιστεύεται ότι είναι σκοτάδι, το οποίο είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς. Τα ελαφριά κβάντα, φτάνοντας εκεί, δεν εξαφανίζονται απλά. Η μάζα τους πολλαπλασιάζεται με τη μάζα της ιδιαιτερότητας, γεγονός που την κάνει ακόμα μεγαλύτερη και την αυξάνει. Έτσι, εάν μέσα στη σκουληκότρυπα ανάψετε έναν φακό για να κοιτάξετε τριγύρω, δεν θα λάμπει. Τα εκπεμπόμενα κβάντα θα πολλαπλασιάζονται συνεχώς με τη μάζα της τρύπας και εσείς, χοντρικά μιλώντας, μόνο θα επιδεινώσετε την κατάστασή σας.

Μαύρες τρύπες σε κάθε βήμα

Όπως έχουμε ήδη καταλάβει, η βάση του σχηματισμού είναι η βαρύτητα, το μέγεθος της οποίας είναι εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από ό,τι στη Γη. Μια ακριβής ιδέα για το τι είναι μια μαύρη τρύπα δόθηκε στον κόσμο από τον Karl Schwarzschild, ο οποίος, στην πραγματικότητα, ανακάλυψε τον ίδιο τον ορίζοντα γεγονότων και το σημείο χωρίς επιστροφή και επίσης διαπίστωσε ότι το μηδέν σε μια κατάσταση μοναδικότητας ισούται με άπειρο. Κατά τη γνώμη του, μια μαύρη τρύπα μπορεί να σχηματιστεί σε οποιοδήποτε σημείο του διαστήματος. Σε αυτή την περίπτωση, ένα συγκεκριμένο υλικό αντικείμενο που έχει σφαιρικό σχήμα πρέπει να φτάσει στην ακτίνα βαρύτητας. Για παράδειγμα, η μάζα του πλανήτη μας πρέπει να χωρέσει στον όγκο ενός μπιζελιού για να γίνει μαύρη τρύπα. Και ο Ήλιος θα πρέπει να έχει διάμετρο 5 χιλιομέτρων με τη μάζα του - τότε η κατάστασή του θα γίνει μοναδική.

Ο ορίζοντας για τη διαμόρφωση ενός νέου κόσμου

Οι νόμοι της φυσικής και της γεωμετρίας λειτουργούν τέλεια στη γη και μέσα απώτερο διάστημα, όπου ο χώρος πλησιάζει το κενό. Αλλά χάνουν εντελώς τη σημασία τους στον ορίζοντα γεγονότων. Αυτός είναι ο λόγος που, από μαθηματική άποψη, είναι αδύνατο να υπολογίσουμε τι βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Οι εικόνες που μπορείτε να δημιουργήσετε εάν λυγίσετε το διάστημα σύμφωνα με τις ιδέες μας για τον κόσμο είναι πιθανώς μακριά από την αλήθεια. Έχει διαπιστωθεί μόνο ότι ο χρόνος εδώ μετατρέπεται σε χωρική ενότητα και, πιθανότατα, προστίθενται μερικές ακόμη στις υπάρχουσες διαστάσεις. Αυτό καθιστά δυνατό να πιστέψουμε ότι μέσα σε μια μαύρη τρύπα (μια φωτογραφία, όπως γνωρίζετε, δεν θα το δείξει αυτό, αφού το φως εκεί τρώει τον εαυτό του) σχηματίζονται εντελώς διαφορετικοί κόσμοι. Αυτά τα σύμπαντα μπορεί να αποτελούνται από αντιύλη, η οποία είναι προς το παρόν άγνωστη στους επιστήμονες. Υπάρχουν επίσης εκδοχές ότι η σφαίρα χωρίς επιστροφή είναι απλώς μια πύλη που οδηγεί είτε σε έναν άλλο κόσμο είτε σε άλλα σημεία στο Σύμπαν μας.

Γέννηση και θάνατος

Πολύ περισσότερο από την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας είναι η δημιουργία ή η εξαφάνισή της. Μια σφαίρα που παραμορφώνει τον χωροχρόνο, όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει, σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της κατάρρευσης. Αυτό θα μπορούσε να είναι η έκρηξη ενός μεγάλου άστρου, μια σύγκρουση δύο ή περισσότερων σωμάτων στο διάστημα, και ούτω καθεξής. Πώς όμως η ύλη που θεωρητικά μπορούσε να αγγίξει έγινε πεδίο παραμόρφωσης του χρόνου; Το παζλ είναι ένα έργο σε εξέλιξη. Ακολουθεί όμως ένα δεύτερο ερώτημα - γιατί εξαφανίζονται τέτοιες σφαίρες χωρίς επιστροφή; Και αν οι μαύρες τρύπες εξατμίζονται, τότε γιατί δεν βγαίνει αυτό το φως και όλη η κοσμική ύλη που ρουφούσαν από αυτές; Όταν η ύλη στη ζώνη της μοναδικότητας αρχίζει να διαστέλλεται, η βαρύτητα σταδιακά μειώνεται. Ως αποτέλεσμα, η μαύρη τρύπα απλά διαλύεται και το συνηθισμένο κενό διάστημα παραμένει στη θέση της. Ένα άλλο μυστήριο απορρέει από αυτό - πού πήγαν όλα όσα μπήκαν σε αυτό;

Είναι η βαρύτητα το κλειδί μας για ένα ευτυχισμένο μέλλον;

Οι ερευνητές είναι βέβαιοι ότι το ενεργειακό μέλλον της ανθρωπότητας μπορεί να διαμορφωθεί από μια μαύρη τρύπα. Το τι βρίσκεται μέσα σε αυτό το σύστημα είναι ακόμα άγνωστο, αλλά έχει διαπιστωθεί ότι στον ορίζοντα γεγονότων οποιαδήποτε ύλη μετατρέπεται σε ενέργεια, αλλά, φυσικά, εν μέρει. Για παράδειγμα, ένα άτομο, που βρίσκεται κοντά στο σημείο χωρίς επιστροφή, θα αφήσει το 10 τοις εκατό της ύλης του για επεξεργασία σε ενέργεια. Αυτή η φιγούρα είναι απλά κολοσσιαία και έγινε αίσθηση μεταξύ των αστρονόμων. Το γεγονός είναι ότι στη Γη, μόνο το 0,7 τοις εκατό της ύλης μετατρέπεται σε ενέργεια.

Ως μέρος μιας κοσμικής κούκλας φωλιάς, το σύμπαν μας μπορεί να βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα, η οποία από μόνη της είναι μέρος του μεγαλύτερου σύμπαντος. Όλες οι μαύρες τρύπες που ανακαλύφθηκαν στο Σύμπαν μας - από μικροσκοπικές έως υπερμεγέθεις - μπορεί να είναι πόρτες σε εναλλακτικές πραγματικότητες.

Μια από τις τελευταίες «παραισθησιογόνες» θεωρίες λέει ότι μια μαύρη τρύπα είναι μια σήραγγα ανάμεσα στα σύμπαντα - κάτι σαν σκουληκότρυπα. Η μαύρη τρύπα δεν καταρρέει σε ένα σημείο, όπως αναμενόταν, αλλά γίνεται «λευκή τρύπα» στο άλλο άκρο της μαύρης τρύπας.

Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physics Letters B, ο φυσικός του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα, Nikodem Poplavsky παρουσίασε ένα νέο μαθηματικό μοντέλο για τη σπειροειδή κίνηση της ύλης που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα. Οι εξισώσεις του δείχνουν ότι τέτοιες σκουληκότρυπες είναι βιώσιμες εναλλακτικές στις χωροχρονικές ιδιομορφίες που υπέθεσε ο Albert Einstein ότι βρίσκονται στο κέντρο των μαύρων τρυπών.

Σύμφωνα με τις εξισώσεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν, οι ιδιομορφίες δημιουργούνται όταν η ύλη σε μια περιοχή γίνεται πολύ πυκνή, όπως στην υπερπυκνή καρδιά μιας μαύρης τρύπας.

Η θεωρία του Αϊνστάιν προτείνει ότι οι ιδιομορφίες δεν καταλαμβάνουν χώρο, είναι απείρως πυκνές και απείρως καυτές - κάτι που, κατ' αρχήν, υποστηρίζεται από πολλά έμμεσα στοιχεία, αλλά παραμένει δύσκολο να γίνει κατανοητό για πολλούς επιστήμονες.

Αν ο Ποπλάβσκι έχει δίκιο, ίσως να μην χρειάζεται να το καταλάβει.

Σύμφωνα με τις νέες εξισώσεις, η ύλη που απορροφά και προφανώς καταστρέφει η μαύρη τρύπα γίνεται το δομικό υλικό για γαλαξίες, αστέρια και πλανήτες σε μια άλλη πραγματικότητα.

Μπορούν οι σκουληκότρυπες να λύσουν το μυστήριο της Μεγάλης Έκρηξης;

Ο Poplavsky λέει ότι η κατανόηση των μαύρων τρυπών ως σκουληκότρυπων θα μπορούσε να εξηγήσει ορισμένα μυστήρια στη σύγχρονη κοσμολογία. Για παράδειγμα, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης δηλώνει ότι το σύμπαν ξεκίνησε με μια μοναδικότητα. Αλλά οι επιστήμονες δεν είναι ικανοποιημένοι με την εξήγηση του πώς θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί εξ αρχής μια τέτοια ιδιομορφία. Αν το σύμπαν μας γεννήθηκε από μια λευκή τρύπα και όχι από μια ιδιομορφία, «αυτό λύνει το πρόβλημα της ιδιομορφίας της μαύρης τρύπας και της ιδιομορφίας της μεγάλης έκρηξης».

Οι σκουληκότρυπες μπορεί επίσης να εξηγήσουν τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα, τις δεύτερες πιο ισχυρές εκρήξεις στο σύμπαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα συμβαίνουν στην περιφέρεια του γνωστού σύμπαντος. Έχουν συνδεθεί με σουπερνόβα, ή θανάτους αστέρων, σε μακρινούς γαλαξίες, αλλά οι ακριβείς πηγές τους είναι ένα μυστήριο. Ο Poplavsky προτείνει ότι οι εκρήξεις μπορεί να είναι εκτοξεύσεις ύλης από εναλλακτικά σύμπαντα. Η ύλη εισέρχεται στο σύμπαν μας μέσα από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - σκουληκότρυπες - στις καρδιές των γαλαξιών, αν και δεν είναι σαφές πώς αυτό είναι δυνατό.

«Η ιδέα είναι τρελή, αλλά ποιος ξέρει;» λέει ο επιστήμονας.
Υπάρχει τουλάχιστον ένας τρόπος για να δοκιμαστεί η θεωρία του Poplavsky. Μερικές από τις μαύρες τρύπες στο σύμπαν μας περιστρέφονται, και αν το σύμπαν μας γεννήθηκε μέσα στην ίδια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, τότε θα πρέπει να κληρονομήσει την περιστροφή του μητρικού του αντικειμένου. Εάν μελλοντικά πειράματα δείξουν ότι το σύμπαν μας περιστρέφεται προς την αναμενόμενη κατεύθυνση, αυτό θα μπορούσε να είναι έμμεση απόδειξη της θεωρίας της σκουληκότρυπας.

Μπορούν οι σκουληκότρυπες να παράγουν «εξωτική ύλη»;

Η θεωρία της σκουληκότρυπας μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί ορισμένα χαρακτηριστικά του σύμπαντός μας αποκλίνουν από αυτά που προβλέπει η θεωρία, σύμφωνα με τους φυσικούς. Με βάση το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η καμπυλότητα του Σύμπαντος θα πρέπει να αυξάνεται με τον χρόνο, άρα μετά από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή σήμερα, θα πρέπει να καθόμαστε στην επιφάνεια ενός κλειστού σφαιρικού Σύμπαντος.

Ωστόσο, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι το Σύμπαν είναι επίπεδο προς όλες τις κατευθύνσεις. Επιπλέον, δεδομένα φωτός από το νεαρό Σύμπαν δείχνουν ότι η θερμοκρασία μετά τη μεγάλη έκρηξη ήταν περίπου η ίδια παντού. Αυτό σημαίνει ότι τα πιο μακρινά αντικείμενα που βλέπουμε στο απέναντι άκρο του σύμπαντος ήταν αρκετά κοντά το ένα στο άλλο ώστε να βρίσκονται σε ισορροπία, όπως τα μόρια αερίου σε έναν σφραγισμένο θάλαμο.

Και πάλι, οι παρατηρήσεις δεν ταιριάζουν με τις προβλέψεις επειδή τα αντίθετα αντικείμενα στο γνωστό σύμπαν απέχουν τόσο πολύ μεταξύ τους που ο χρόνος που θα χρειαζόταν για να ταξιδέψει μεταξύ τους με την ταχύτητα του φωτός υπερβαίνει την ηλικία του σύμπαντος.

Για να εξηγήσουν τις αποκλίσεις, οι αστρονόμοι ανέπτυξαν την πληθωριστική θεωρία.

Ο πληθωρισμός υποδηλώνει ότι λίγο μετά τη δημιουργία του σύμπαντος, γνώρισε μια ταχεία ανάπτυξη κατά την οποία το ίδιο το διάστημα επεκτάθηκε με ταχύτερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός. Το σύμπαν εκτεινόταν από το μέγεθος ενός ατόμου σε αστρονομικές αναλογίες σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Το σύμπαν λοιπόν φαίνεται επίπεδο επειδή βρισκόμαστε σε μια σφαίρα η οποία είναι εξαιρετικά μεγάλη από την άποψή μας. έτσι η Γη φαίνεται επίπεδη σε κάποιον που στέκεται σε ένα χωράφι.

Ο πληθωρισμός εξηγεί επίσης πώς τα αντικείμενα που βρίσκονται μακριά θα μπορούσαν κάποτε να είναι αρκετά κοντά ώστε να αλληλεπιδρούν. Αλλά ακόμα κι αν υποθέσουμε ότι ο πληθωρισμός είναι πραγματικός, οι αστρονόμοι αγωνίζονται να εξηγήσουν τι τον προκάλεσε. Και εδώ έρχεται να σώσει η νέα θεωρία της σκουληκότρυπας.

Σύμφωνα με τον Poplavsky, ορισμένες πληθωριστικές θεωρίες λένε ότι το γεγονός προκλήθηκε από «εξωτική ύλη», μια θεωρητική ουσία που είναι διαφορετική από την κανονική ύλη εν μέρει επειδή απωθείται αντί να έλκεται από τη βαρύτητα. Με βάση αυτές τις εξισώσεις, ο Poplavsky κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τέτοια εξωτική ύλη θα μπορούσε να έχει προκύψει όταν μερικά από τα πρώτα τεράστια αστέρια κατέρρευσαν σε σκουληκότρυπες.

«Μπορεί να υπήρξε κάποια αλληλεπίδραση μεταξύ της εξωτικής ύλης που σχημάτισε τις σκουληκότρυπες και της εξωτικής ύλης που προκάλεσε τον πληθωρισμό», λέει.
Εξισώσεις σκουληκότρυπας - "μια καλή λύση"

Το νέο μοντέλο δεν είναι το πρώτο που προτείνει ότι υπάρχουν άλλα σύμπαντα μέσα στις μαύρες τρύπες. Ο Damien Isson, ένας θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, το είχε προτείνει στο παρελθόν.

«Τι νέο υπάρχει; Ότι η λύση για τις σκουληκότρυπες στη γενική σχετικότητα είναι μια μετάβαση από το εξωτερικό της μαύρης τρύπας στο εσωτερικό του νέου σύμπαντος», λέει ο Isson, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα του Poplavsky. «Απλώς υποθέσαμε ότι μια τέτοια λύση θα μπορούσε να υπάρξει, αλλά ο Ποπλάβσκι τη βρήκε».
Ωστόσο, η ιδέα φαίνεται πολύ αμφιλεγόμενη στον Isson.

«Είναι δυνατόν αυτό; Ναί. Είναι πιθανό ένα τέτοιο σενάριο; Δεν ξέρω καν. Αλλά είναι σίγουρα ενδιαφέρον».
Η μελλοντική εργασία στην κβαντική βαρύτητα -η μελέτη της βαρύτητας σε υποατομικό επίπεδο - θα βελτιώσει τις εξισώσεις και ενδεχομένως θα επιβεβαιώσει ή θα αντικρούσει τη θεωρία του Poplavsky.

Δεν υπάρχει τίποτα περίεργο στη θεωρία της σκουληκότρυπας

Συνολικά, η θεωρία της σκουληκότρυπας είναι ενδιαφέρουσα, αλλά όχι πρωτοποριακή και δεν ρίχνει φως στην προέλευση του σύμπαντος, είπε ο Andreas Albrecht, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Με τον ισχυρισμό ότι το σύμπαν μας δημιουργήθηκε από ένα κομμάτι ύλης από το μητρικό σύμπαν, η θεωρία απλώς μετατοπίζει το γεγονός της προέλευσης όλων των πραγμάτων σε μια εναλλακτική πραγματικότητα. Με άλλα λόγια, δεν εξηγεί πώς προέκυψε το μητρικό σύμπαν ή γιατί το δικό μας έχει τις ιδιότητες που έχει - επιπλέον, οι ιδιότητες πρέπει να κληρονομηθούν, πράγμα που σημαίνει ότι το μητρικό σύμπαν θα είναι το ίδιο.

«Υπάρχουν αρκετά πιεστικά προβλήματα που προσπαθούμε να λύσουμε και δεν είναι σαφές πού θα οδηγήσει όλο αυτό», λέει, σημειώνοντας την έρευνα του Ποπλάβσκι.
Ωστόσο, ο Άλμπρεχτ δεν βρίσκει την ιδέα των σκουληκότρυπων που συνδέουν σύμπαντα πιο περίεργη από την ιδέα των μοναδικοτήτων στις μαύρες τρύπες και δεν πρόκειται να απορρίψει τη νέα θεωρία μόνο και μόνο επειδή φαίνεται λίγο τρελή.

«Ό,τι κάνουν οι άνθρωποι σε αυτόν τον κλάδο είναι πολύ περίεργο», λέει. - «Δεν έχετε δικαίωμα να πείτε ότι η λιγότερο περίεργη ιδέα θα κερδίσει, γιατί αυτό δεν θα συμβεί σε καμία περίπτωση».

Στη διάσημη ταινία επιστημονικής φαντασίας Interstellar, η πλοκή περιστρέφεται γύρω από μια κολοσσιαία «μαύρη τρύπα». Η ύπαρξη αυτών των κοσμικών αντικειμένων παραμένει πραγματικά ένα από τα πιο ενδιαφέροντα μυστήρια του Σύμπαντος. Και ίσως, έχοντας καταλάβει πώς λειτουργούν, η ανθρωπότητα θα αποκτήσει πρόσβαση σε κόσμους που ούτε καν γνωρίζει ακόμα.

Θάνατος ενός αστεριού

Η ανακάλυψη των «μαύρων τρυπών» σχετίζεται άμεσα με το νέο όραμα της φυσικής δομής του Σύμπαντος, το οποίο προτάθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1915, δείχνοντας ότι ογκώδη σώματα λυγίζουν τον χρόνο και τον χώρο. Στη συνέχεια, η θεωρία του έλαβε πολυάριθμες πειραματικές επιβεβαιώσεις. Δεν είναι εύκολο να εξηγήσουμε πώς μοιάζει μια τέτοια καμπυλότητα, έτσι οι φυσικοί καταφεύγουν σε μια αναλογία, φανταζόμενοι τον χώρο ως ένα είδος ελαστικής επιφάνειας πάνω στην οποία πιέζουν μεταλλικές μπάλες. Επιπλέον, όσο πιο μεγάλη είναι η μπάλα, τόσο μεγαλύτερο είναι το βαθούλωμα κάτω από αυτήν. Στον πραγματικό τετραδιάστατο χώρο, το «βούλωμα» αντιμετωπίζει την πέμπτη διάσταση, την παρουσία της οποίας προσδιορίζουμε μόνο έμμεσα - από την παραμόρφωση της δέσμης ή την καθυστέρηση του ραδιοφωνικού σήματος που περνά κοντά στον Ήλιο ή τα αστέρια.

Είναι σαφές ότι το «τρύπωμα» που δημιουργείται από τον Ήλιο είναι σχετικά μικρό (η ακτίνα του είναι μόλις 50 χιλιόμετρα μεγαλύτερη από την ακτίνα του άστρου μας), ωστόσο, σχεδόν αμέσως μετά τη διατύπωση των αξιώσεων της επαναστατικής θεωρίας του Αϊνστάιν, ο Γερμανός αστροφυσικός Karl Schwarzschild μαθηματικά απέδειξε ότι κάπου τότε στο Σύμπαν μπορεί να υπάρχουν αντικείμενα με μάζα που λυγίζει το διάστημα τόσο πολύ που ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από αυτό. Τέτοια αντικείμενα άρχισαν τελικά να αποκαλούνται «μαύρες τρύπες». ελαφρύ χέριΑμερικανός John Wheeler.

Για πολύ καιρό, οι «μαύρες τρύπες» παρέμειναν μια όμορφη υπόθεση στα μάτια των επιστημόνων. Το 1939, ο νεαρός φυσικός Robert Oppenheimer, ο μελλοντικός «πατέρας» της αμερικανικής ατομικής βόμβας, έδειξε ότι υπό ορισμένες συνθήκες ένα αστέρι μπορεί να μετατραπεί σε μια πραγματική «μαύρη τρύπα». Πράγματι, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν σύντομα ότι προς το τέλος της «ζωής» τους τα αστέρια συμπεριφέρονται διαφορετικά. Για παράδειγμα, ο Ήλιος, που σταδιακά καίγεται, θα αρχίσει να διαστέλλεται και στη συνέχεια θα μετατραπεί σε έναν λευκό νάνο στο μέγεθος της Γης, ο οποίος θα κρυώσει σε δισεκατομμύρια χρόνια, μετατρέποντας σε μια σκοτεινή πυκνή συστάδα ύλης. Αυτά τα αστέρια των οποίων η μάζα είναι πολύ μεγαλύτερη από τον Ήλιο καίνε τα καύσιμα τους πολύ πιο γρήγορα και στη συνέχεια καταρρέουν (κατάρρευση), σχηματίζοντας ένα αστέρι νετρονίων ή «μαύρη τρύπα». Τα αστέρια νετρονίων αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από ατομικούς πυρήνες και οι «μαύρες τρύπες» αποτελούνται από καμπύλο χώρο και καμπύλο χρόνο. Αν και μια «μαύρη τρύπα» δεν περιέχει ύλη, έχει μια επιφάνεια - ονομάζεται «ορίζοντας γεγονότων», από τον οποίο τίποτα δεν μπορεί να διαφύγει.

Με τον καιρό, έμαθαν να εντοπίζουν τις «μαύρες τρύπες» από την επιρροή που ασκούν στον περιβάλλοντα χώρο. Έχουν βρεθεί περίπου χίλια τέτοια αντικείμενα, αλλά οι αστρονόμοι λένε ότι υπάρχουν εκατοντάδες εκατομμύρια από αυτά. Αποδείχθηκε ότι στα κέντρα των γαλαξιών υπάρχουν επίσης γιγάντιες «μαύρες τρύπες», οι οποίες μπορεί να εμφανίστηκαν ως αποτέλεσμα της κατάρρευσης τεράστιων νεφών αερίου.

Η ανακάλυψη του Χόκινγκ

Πολλοί φυσικοί έχουν προσπαθήσει να καταλάβουν πώς λειτουργούν οι «μαύρες τρύπες». Τη μεγαλύτερη επιτυχία στον τομέα αυτό πέτυχε ο Άγγλος Στίβεν Χόκινγκ. Το 1975, όχι μόνο κατάφερε να συνδέσει την ύπαρξη «μαύρων τρυπών» με τη μοντέρνα κβαντομηχανική, αλλά έδειξε επίσης πώς πρέπει να αλληλεπιδρά με τον έξω κόσμο.

Πριν από τον Χόκινγκ, πίστευαν ότι μια «μαύρη τρύπα» απορροφά μόνο την ύλη χωρίς να δίνει τίποτα πίσω. Μελετώντας τη συμπεριφορά των κβαντικών πεδίων κοντά σε μια «μαύρη τρύπα», ο Χόκινγκ πρότεινε ότι αναγκαστικά ακτινοβολεί σωματίδια στο διάστημα και έτσι χάνει μάζα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται τώρα «ακτινοβολία Hawking» (ή «εξάτμιση Hawking»). Ο Χόκινγκ υπολόγισε ότι μια τέτοια ακτινοβολία θα είχε ένα θερμικό φάσμα - κατά συνέπεια, θα μπορούσε να ανιχνευθεί από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ωστόσο, αυτή η θερμοκρασία είναι τόσο χαμηλή που οι αστρονόμοι δεν μπορούν να την εντοπίσουν για παρατηρούμενες «μαύρες τρύπες», επομένως η υπόθεση του Χόκινγκ δεν επιβεβαιώνεται από παρατηρήσεις.

Η θεωρία των «μαύρων τρυπών», που δημιουργήθηκε από τον Στίβεν Χόκινγκ, αμφισβητείται από αρκετούς επιστήμονες. Το γεγονός είναι ότι κατά την κλασική άποψη, μια «μαύρη τρύπα» μπορεί μόνο να αναπτυχθεί, απορροφώντας όλο και περισσότερες μάζες ύλης. Από αυτό προκύπτει ότι οι πληροφορίες, ως ένα από τα χαρακτηριστικά της ύλης μέσα σε μια «μαύρη τρύπα», δεν καταστρέφονται, αλλά αποθηκεύονται για πάντα ή μεταφέρονται από το Σύμπαν μας σε κάποιο άλλο. Ο Χόκινγκ υποστηρίζει ότι η «τρύπα» παραμένει πάντα στην αρχική της κατάσταση, καταστρέφοντας πληροφορίες και απορρίπτοντας την υπερβολική μάζα με τη μορφή ακτινοβολίας. Έτσι, τα δύο μοντέλα έρχονται σε σύγκρουση και η κατασκευή ενός μοντέλου κβαντικής βαρύτητας εξαρτάται από το ποιος έχει δίκιο, κάτι που οδηγεί άμεσα στη δημιουργία της περιβόητης «θεωρίας των πάντων», που κάποια μέρα θα φέρει επανάσταση στην κατανόησή μας για το Σύμπαν.

Το 2004, ο Stephen Hawking ισχυρίστηκε ότι είχε επιλύσει τη διαφορά μεταξύ των μοντέλων. Η νέα του ανακάλυψη βασίζεται στο γεγονός ότι σε πραγματικές διαδικασίες σχηματισμού και εξάτμισης «μαύρων τρυπών» οι πληροφορίες δεν καταστρέφονται. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτές οι «τρύπες» που περιγράφονται στο πλαίσιο πολλών θεωριών απλά δεν υπάρχουν στη φύση. Αυτό που παρατηρούν οι αστρονόμοι στα κέντρα των γαλαξιών είναι «φαινομενικές μαύρες τρύπες», δηλαδή αντικείμενα που είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με τα μοντέλα που εφευρέθηκαν από τους φυσικούς, αλλά δεν έχουν πραγματικό «ορίζοντα γεγονότων». Σε γενικές γραμμές, σύμφωνα με την παλιά θεωρία (που ονομάζεται επίσης «έννοια του τοίχου της φωτιάς»), ένας αστροναύτης που πέφτει σε μια «μαύρη τρύπα» θα εξατμιστεί αμέσως στον «ορίζοντα γεγονότων» και σύμφωνα με τη νέα θα διεισδύσει στο εσωτερικό, αλλά θα αποκτήσει κάποιες ειδικές φυσικές ιδιότητες.

Ωστόσο, η νέα ανακάλυψη προκάλεσε επίσης έντονη κριτική από συναδέλφους. Αποδεικνύεται ότι ο Χόκινγκ θεώρησε δεδομένες ορισμένες υποθέσεις που οι ίδιοι πρέπει ακόμα να δικαιολογηθούν, επομένως είναι πρόωρο να πούμε ότι το θέμα έχει κλείσει εντελώς.

Πόρτα σε έναν άλλο κόσμο

Η αναγνωρισμένη ταινία επιστημονικής φαντασίας Interstellar του Christopher Nolan δείχνει ξεκάθαρα πώς η είσοδος σε μια μαύρη τρύπα και η μελέτη των εσωτερικών της ιδιοτήτων θα επηρεάσει τη σύγχρονη φυσική. Στην πραγματικότητα, μιλάμε για τεχνολογίες ελέγχου βαρύτητας και υπερφωτεινή πτήση. Επιπλέον, η ταινία δείχνει ακόμη και ανθρώπους του μέλλοντος - πλάσματα που έχουν κατακτήσει το χώρο με περισσότερες διαστάσεις από το δικό μας.

Όλες αυτές οι ιδέες εισήχθησαν στην ταινία από τον διάσημο φυσικό Kip Thorne (παρεμπιπτόντως, είναι ένας από αυτούς που κατάφεραν να τεκμηριώσουν τη θεωρητική δυνατότητα κατασκευής μιας «μηχανής του χρόνου»). Το 1991, έβαλε στοίχημα με τον Stephen Hawking για την ύπαρξη «γυμνών ιδιομορφιών», δηλαδή αντικειμένων που έχουν όλες τις ιδιότητες του κέντρου μιας «μαύρης τρύπας», αλλά δεν έχουν «ορίζοντα γεγονότων». Επιπλέον, ο Thorne υποστήριξε ότι τέτοια αντικείμενα θα μπορούσαν να υπάρχουν στην πραγματικότητα, αλλά ο Hawking τα θεωρούσε φαντασία. Και μόλις πέντε χρόνια αργότερα, η διαμάχη επιλύθηκε υπέρ του Thorne: ο Τεξανός Matthew Choptyuk, χρησιμοποιώντας μαθηματική μοντελοποίηση, απέδειξε ότι όταν ένα βαρυτικό κύμα καταρρέει, είναι δυνατό να επιτευχθεί μια κατάσταση όπου προκύπτει κάτι σαν βρασμός χώρου και χρόνου. Δημιουργεί νέα βαρυτικά κύματα μέχρι να σχηματιστεί τελικά μια απειροελάχιστη «γυμνή ιδιομορφία».

Ο Kip Thorne διευκρινίζει ότι δεν υπάρχουν «γυμνές ιδιομορφίες» στη φύση: οι νόμοι της φυσικής απαγορεύουν την αυθόρμητη εμφάνισή τους. Ωστόσο, κάποιος ισχυρός πολιτισμός που έχει μελετήσει τις «μαύρες τρύπες» και κατάφερε να κατασκευάσει μια τεχνολογία γενιάς βαρυτικά κύματα, μπορεί κάλλιστα να δημιουργήσει μια τεχνητή «γυμνή μοναδικότητα». Και τότε ένας τέτοιος πολιτισμός όχι μόνο θα έχει την ευκαιρία να ταξιδέψει στο Σύμπαν μας πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός, αλλά θα διεισδύσει και σε άλλα σύμπαντα. Ίσως, αναφέρει περαιτέρω ο Thorne, ένας τέτοιος πολιτισμός ήδη λειτουργεί στον χώρο μας, μας παρακολουθεί και είναι έτοιμος να παρέμβει αν κάτι πάει στραβά μαζί μας. Η ιδέα του ακούγεται σαν φαντασία, αλλά ποιος μπορεί να ξέρει με βεβαιότητα;..

Anton Pervushin