Инновационное исследование, проведенное в Университете Шеффилда, может привести к существенному пересмотру наших взглядов на время, черные дыры и темную энергию. Полученные данные указывают на то, что черные дыры способны к эволюции в «белые дыры» – теоретическая модель, которая ставит под сомнение современные представления о космической физике и устройстве времени.
Черные дыры — это объекты, обладающие настолько мощной гравитацией, что даже свету не под силу вырваться из ее власти. В соответствии с Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, материя, пересекающая горизонт событий черной дыры, необратимо притягивается к ее центру, где располагается сингулярность — область бесконечной плотности, в которой привычные законы физики теряют свою действенность.
На протяжении многих лет ученые стремились выяснить, какие процессы происходят внутри этих гравитационных гигантов. Тем не менее, согласование общей теории относительности и квантовой механики по-прежнему представляет собой одну из самых сложных задач в современной физике.
Исследование, в журнале Physical Review Letters, предполагает, что вместо того, чтобы исчезнуть в точке бесконечной плотности, материя и время внутри черной дыры могут претерпевать процесс трансформации, переходя в новую фазу, называемую белой дырой.
Белая дыра, в теории, представляет собой антипод черной дыры: она не поглощает, а выбрасывает материю и энергию. В то время как черные дыры захватывают все, что пересекает горизонт событий, белые дыры, наоборот, выбрасывают материю и время обратно во Вселенную.
Используя принципы квантовой механики, исследовательская группа во главе с доктором Штеффеном Гиленом из Шеффилдского университета и Лусией Менендес-Пидаль из Мадридского университета Комплутенсе провела пересмотр природы сингулярностей, расположенных внутри черных дыр. Для исследования была применена упрощенная модель, называемая плоской черной дырой, характеризующейся плоской поверхностью в качестве границы, в отличие от классической сферической формы. Результаты, полученные в ходе работы, указывают на возможность применения аналогичного механизма и к обычным черным дырам.
В квантовой механике время непрерывно течет, и системы постоянно изменяются и развиваются. Таким образом, сингулярность в черной дыре возможно не является концом времени, а скорее переходом в иное состояние, где черная дыра трансформируется в белую.
Ключевым нововведением исследования является установление взаимосвязи между темной энергией и временем. Темная энергия – это загадочная сила, предположительно являющаяся причиной ускоренного расширения Вселенной. В рамках разработанной теории, эта энергия может выступать в качестве базовой шкалы для измерения времени в космических масштабах.
«В стандартной физике время рассматривается как величина, зависящая от системы отсчета. Однако в рамках данного исследования мы исходим из того, что время является следствием темной энергии, пронизывающей всю Вселенную и определяющей ее расширение », — пояснил доктор Гилен.
Предположение о том, что сингулярность — это лишь отправная точка, привлекает внимание, намекая на возможность существования некой еще более таинственной реальности за пределами белой дыры.
«Теоретически, наблюдатель способен пересечь черную дыру, преодолеть сингулярность и появиться на другой стороне, подобно прохождению через белую дыру », — добавил Гилен. Несмотря на то, что эта концепция пока носит скорее гипотетический характер, она способна проложить новые направления для исследования таких явлений, как червоточины и путешествия между измерениями.