|
Черные дыры бросают вызов предположениям Керра
|
|
|
|
Черные дыры продолжают привлекать ученых: это чисто гравитационные объекты, удивительно простые, но способные скрывать тайны, которые бросают вызов нашему пониманию законов природы. Большинство наблюдений до сих пор были сосредоточены на их внешних характеристиках и окружающей среде, оставляя их внутреннюю природу в значительной степени неизученной.
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное в сотрудничестве между Университетом Южной Дании, Карловым университетом в Праге, Международной высшей школой Аванзати (SISSA) в Триесте и Университетом Виктории в Веллингтоне в Новой Зеландии и опубликованное в Physical Review Letters, исследует общий аспект внутренней области различных моделей пространства-времени описывая черные дыры, ученые предполагают, что наше понимание этих загадочных объектов может потребовать дальнейших исследований.
|
|
|
|
По словам автора, постдока Рауля Карбальо-Рубио из исследовательского центра CP3-Origins при Университете Южной Дании, ключевым выводом из этого исследования является то, что "внутренняя динамика черных дыр, которая остается в значительной степени неизученной, может радикально изменить наше понимание этих объектов, даже с внешней точки зрения".
|
|
|
|
|
|
|
Решение Керра для уравнений общей теории относительности является наиболее точным представлением вращающихся черных дыр, наблюдаемых в гравитационной астрофизике. На нем черная дыра изображена как водоворот в пространстве-времени, характеризующийся двумя горизонтами: внешним, за пределами которого ничто не может избежать ее гравитационного притяжения, и внутренним, который окружает кольцевую сингулярность, область, где пространство-время, каким мы его знаем, перестает существовать. Эта модель хорошо согласуется с наблюдениями, поскольку отклонения от теории Эйнштейна за пределами черной дыры регулируются новыми физическими параметрами, которые определяют размер ядра и, как ожидается, будут довольно малыми.
|
|
|
|
Однако недавнее исследование, проведенное международной командой, выявило критическую проблему, касающуюся внутренней части этих объектов: хотя было известно, что статичный внутренний горизонт характеризуется бесконечным накоплением энергии, исследование демонстрирует, что даже более реалистичные динамические черные дыры подвержены значительной нестабильности в течение относительно коротких периодов времени. Эта нестабильность обусловлена накоплением энергии, которая со временем растет экспоненциально, пока не достигнет конечного, но чрезвычайно большого значения, способного существенно повлиять на общую геометрию черной дыры и, таким образом, изменить ее.
|
|
|
|
Конечный результат этого динамического процесса все еще неясен, но исследование подразумевает, что черная дыра не может стабилизироваться в геометрии Керра, по крайней мере, в течение длительного времени, хотя скорость и величина отклонений от пространства-времени Керра остаются предметом изучения.
|
|
|
|
Как объясняет Стефано Либерати, профессор SISSA и один из авторов исследования, "этот результат говорит о том, что решение Керра — вопреки предыдущим предположениям — не может точно описать наблюдаемые черные дыры, по крайней мере, в типичных временных рамках их существования".
|
|
|
|
Таким образом, понимание роли этой нестабильности имеет важное значение для уточнения теоретических моделей внутренней части черных дыр и их взаимосвязи с общей структурой этих объектов. В этом смысле это может обеспечить недостающее звено между теоретическими моделями и потенциальными наблюдениями в физике, выходящими за рамки общей теории относительности. В конечном счете, эти результаты открывают новые перспективы для изучения черных дыр, предоставляя возможность углубить наше понимание их внутренней природы и динамического поведения.
|
|
|
|
Источник
|
