Kaip sunaikinti juodąją skylę

Kūno, tokio masyvaus, kad jo pabėgimo greitis viršija šviesos greitį, idėja kilo anglų geologui Johnui Micheliui, kuris pirmą kartą jį sugalvojo 1783 m. Pagal jo scenarijų šviesos spindulys nukeliautų nuo masyvaus kūno tol, kol jis pasiektų tam tikro aukščio ir tada grįžo į paviršių.

Šiuolaikinis mąstymas apie juodąsias skyles yra šiek tiek kitoks, ypač dėl to, kad specialioji reliatyvumo teorija mums sako, kad šviesos greitis yra universali konstanta. Kritinė koncepcija, į kurią šiandien daugiausia dėmesio skiria fizikai, yra įvykių horizontas: teorinė erdvė erdvėje, per kurią šviesa ir kiti objektai gali praeiti viena kryptimi, bet ne kita. Kadangi šviesa negali pabėgti, įvykių horizontas yra tai, kas juodąją skylę paverčia juoda.

Įvykių horizontas yra šiek tiek nusivylęs daugeliui astrofizikų, nes įdomi fizika, dalykai, viršijantys žinomus visatos dėsnius, vyksta jo viduje ir todėl yra paslėpti nuo mūsų.

Todėl fizikai norėtų, kad būtų galima atsikratyti įvykių horizonto ir tinkamai ištirti vidinį veikimą. Tai sunaikintų juodąją skylę, bet atskleistų ką nors keistesnio ir egzotiškesnio.

Šiandien Tedas Jacobsonas iš Merilendo universiteto ir Thomas Sotiriou bei Kembridžo universitetai paaiškina, kaip tai būtų galima padaryti, linksmai ir nepaprastai prieinamai pasakodami apie iššūkį.

Bendrojoje reliatyvumo teorijoje matematinė juodosios skylės su įvykių horizontu egzistavimo sąlyga yra paprasta. Jis gaunamas iš šios nelygybės: M^2 > (J/M)^2 + Q^2, kur M yra juodosios skylės masė, J yra jos kampinis momentas ir Q yra jos krūvis.

Atsikratyti įvykių horizonto yra tiesiog šio objekto kampinio impulso ir (arba) krūvio padidinimo, kol nelygybė bus pakeista. Kai tai atsitiks, įvykių horizontas išnyksta ir atsiranda egzotiškas objektas.

Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo paprasta. Nelygybė rodo, kad norint sunaikinti juodąją skylę, tereikia suteikti jai kampinį impulsą ir įkrauti.

Tačiau tai slepia daugybę problemų. Iš pradžių daiktai, turintys kampinį impulsą ir krūvį, taip pat paprastai turi masę. Ir bet kuriuo atveju aukščiau pateikta lygtis apibūdina pastovią būseną. Juodosios skylės padavimas sukuria dinaminę būseną ir nėra garantijos, kad objektas vėl nusistovi į pastovią būseną, nepraleisdamas kampinio impulso ir krūvio, kurį jis buvo paduodamas.

Tiesą sakant, skaičiavimai yra tokie velniški, kad jie atmetė visus bandymus juos sutramdyti. Šiuo metu niekas nežino, ką tai padarytų, sako Jacobsonas ir Sotiriou.

Ką atskleistų juodoji skylė be įvykių horizonto? Štai čia fizika virsta filosofine. Matematika čia rodo, kad erdvėlaikis tampa be galo išlenktas, sukurdamas tai, ką astrofizikai vadina singuliarumu.

Bet kuriam eiliniam fizikui singuliarumas yra požymis, kad teorija žlugo ir reikia naujos teorijos, kuri apibūdintų tai, kas vyksta. Tai yra principo reikalas, kad singuliarumai yra matematiniai, o ne fiziniai objektai, ir kad bet kokia „skylė“, kurią jie siūlo, egzistuoja ne Visatos struktūroje, o mūsų supratime apie ją.

Astrofizikai yra skirtingi. Jie taip nepaprastai tiki savo teorijomis, kad tiki, jog juodosiose skylėse iš tikrųjų egzistuoja ypatumai. Tokie kaip Rogeris Penrose'as ir Stephenas Hawkingas netgi įrodė, kad singuliarumai neišvengiami gravitacinio žlugimo metu.

Jiems, pašalinus įvykių horizontą aplink juodąją skylę, atsiranda jaudinanti perspektyva atskleisti išskirtinumą visoje jo nuogoje šlovėje. Kai tai atsitiks, galėsime žvelgti į begalybę.

Tai atrodo keista.

Tokiu būdu sunaikinus juodąją skylę, atsiras nauja fizika. Bet kas tai bebūtų, turi likti gerai paslėpta, kol neturėsime teorijos, kuri geriau apibūdina tai, kas vyksta tokiais kraštutinumais. Arba kol aptiksime vieną iš šių objektų kur nors naktiniame danguje.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1006.1764 : Juodųjų skylių naikinimas bandymų kūnais

paslėpti