Kā iznīcināt melno caurumu

Ideja par ķermeni, kas ir tik masīvs, ka tā bēgšanas ātrums pārsniedz gaismas ātrumu, aizsākās angļu ģeologam Džonam Mišelam, kurš to pirmo reizi apsvēra 1783. gadā. Pēc viņa scenārija gaismas stars virzītos prom no masīvā ķermeņa, līdz tas sasniegtu noteiktu augstumu un pēc tam atgriezās uz virsmas.

Mūsdienu domāšana par melnajiem caurumiem ir nedaudz atšķirīga, jo īpaši tāpēc, ka īpašā relativitāte mums saka, ka gaismas ātrums ir universāla konstante. Kritiskā koncepcija, uz kuru šodien koncentrējas fiziķi, ir notikumu horizonts: teorētiska robeža telpā, caur kuru gaisma un citi objekti var iziet vienā virzienā, bet ne otrā. Tā kā gaisma nevar aizbēgt, notikumu horizonts padara melno caurumu melnu.

Notikumu horizonts ir zināmā mērā vilšanās daudziem astrofiziķiem, jo ​​interesantā fizika, lietas, kas pārsniedz zināmos Visuma likumus, viss notiek tā iekšienē un tāpēc ir paslēptas no mums.

Tāpēc fiziķi vēlētos veidu, kā atbrīvoties no notikumu horizonta un pakļaut iekšējo darbību pienācīgai pārbaudei. Tas iznīcinātu melno caurumu, bet atklātu kaut ko daudz dīvaināku un eksotiskāku.

Šodien Teds Džeikobsons no Merilendas universitātes un Tomass Sotiriou un Kembridžas Universitātē izklaidējošā un ļoti pieejamā izaicinājuma izklāstā paskaidro, kā to varētu izdarīt.

Vispārējā relativitātes teorijā matemātiskais nosacījums melnā cauruma pastāvēšanai ar notikumu horizontu ir vienkāršs. To nosaka šāda nevienādība: M^2 > (J/M)^2 + Q^2, kur M ir melnā cauruma masa, J ir tā leņķiskais impulss un Q ir tā lādiņš.

Atbrīvošanās no notikumu horizonta ir vienkārši jautājums par šī objekta leņķiskā impulsa un / vai lādiņa palielināšanu, līdz nevienlīdzība tiek mainīta. Kad tas notiek, notikumu horizonts pazūd un parādās eksotiskais objekts.

No pirmā acu uzmetiena tas šķiet vienkārši. Nevienlīdzība liek domāt, ka, lai iznīcinātu melno caurumu, viss, kas jums jādara, ir dot tam leņķisko impulsu un uzlādēt.

Bet tas slēpj daudzas problēmas. Sākumā arī lietām ar leņķisko impulsu un lādiņu mēdz būt masa. Un jebkurā gadījumā iepriekš minētais vienādojums apraksta līdzsvara stāvokli. Melnā cauruma padeve rada dinamisku stāvokli, un nav garantijas, ka objekts atkal nonāks līdzsvara stāvoklī, neizlaižot leņķisko impulsu un lādiņu, kas tam ir padots.

Patiesībā aprēķini ir tik velnišķīgi, ka viņi ir izaicinājuši visus mēģinājumus tos pieradināt. Pašlaik neviens nezina, ko tas darītu, saka Džeikobsons un Sotiriu.

Ko atklātu melnais caurums bez notikumu horizonta? Šeit fizika kļūst par filozofisku. Šeit redzamā matemātika norāda, ka telpas laiks kļūst bezgalīgi izliekts, radot to, ko astrofiziķi sauc par singularitāti.

Jebkuram parastam fiziķim singularitāte ir norāde, ka teorija ir sabojājusies un ir nepieciešama jauna teorija, lai aprakstītu notiekošo. Tas ir principiāls jautājums, ka singularitātes ir matemātiski objekti, nevis fiziski objekti, un jebkurš “caurums”, ko tās liek domāt, pastāv nevis Visuma struktūrā, bet gan mūsu izpratnē par to.

Astrofiziķi ir dažādi. Viņiem ir tik neparasti ticība savām teorijām, ka viņi uzskata, ka melnajos caurumos patiešām pastāv singularitātes. Tādi kā Rodžers Penrouzs un Stīvens Hokings ir pat pierādījuši, ka gravitācijas sabrukuma gadījumā singularitātes ir neizbēgamas.

Viņiem notikumu horizonta noņemšana ap melno caurumu rada aizraujošas izredzes atklāt savdabību visā tās kailā krāšņumā. Kad tas notiks, mēs varēsim skatīties bezgalībā.

Tas šķiet dīvaini.

Iznīcinot melno caurumu šādā veidā, noteikti tiks atklāta jauna fizika. Bet lai kas tas arī būtu, tas noteikti paliks labi slēpts, līdz mums būs teorija, kas labāk apraksta to, kas notiek šādās galējībās. Vai arī līdz brīdim, kad mēs pamanām kādu no šiem objektiem kaut kur nakts debesīs.

Atsauce: arxiv.org/abs/1006.1764 : Melno caurumu iznīcināšana ar testa korpusiem

paslēpties