В центъра на всяка черна дупка има Планкова звезда?
Последно: 19 февруари 2014 г. в 06:10
Ако колапсът на остатъците от свръхнова в черна дупка наистина протича с участието на квантови процеси, то в центъра на последната няма място за сингулярност.
Затова пък може да съществува съвсем необичаен обект, чиито свойства може да обяснят много неща от съдбата на черните дупки.
Карло Ровели от университета в Тулон (Франция) и Франческа Видото от университета на Неймеген (Нидерландия) смятат, че в центъра на черната дупка се намира не сингулярност, а така наречената Планкова звезда. И това позволява да се реши парадоксът за загубата на информация от обекта в случай на неговото поглъщане от дупката.
Ако разглеждаме черната дупка в този вид, в който я представят днес, то всъщност „нацелваме“ само две части – хоризонт на събитията (вечен или привиден) и сингулярност зад него. От съществуването на втората част произлиза така нареченият информационен парадокс, според който информацията за обекта, попаднал в сингулярност, изглежда загубена, което е доста неприятно за физиците.
И така, авторите на изследването смятат, че в случай на колапс на звезда нейните останки, вместо преминаването им в сингулярност (с безкрайно висока плътност на материята), може да се наблюдава ефект, подобен на последствията от Голям колапс – един от алтернативните варианти на развитие на Вселената, когато общото количество маса в света е толкова голямо, че разширението някога ще се смени със свиване.
В този сценарий още при достигане на Планкова плътност на енергията, вместо свиване до безкрайна плътност, квантовото налягане започва толкова силно да противодейства на гравитацията, че по-нататъшното свиване и ръст на плътността стават невъзможни, с изключение на сингулярността. Размерът на такъв „недоколапсирал“ обект ще бъде от порядъка на една трилионна от метъра, но това далеч не е сингулярност, резонно отбелязват учените.
При такъв колапс звездата ще може за много кратко време да противостои на гравитационните сили, работещи за нейното свиване, с помощта на квантови гравитационни процеси, а след това да се проследи „отскокът“ – обратният процес на разширение, при който черната дупка изчезва за страничния наблюдател.
Според Ровели и Видото квантовата гравитация започва да проявява себе си не на Планкови размери, а според съвременните космологични оценки – на мащаби, които са 75 порядъка по-високи. Така вместо свиване в сингулярност колапсиращата звезда намалява до трилион метра и нейната плътност достига Планкова, макар размерът ѝ – все още не.
В същото време за външния наблюдател този много кратък период от живота на колапсиращата звезда (авторите я наричат Планкова) ще изглежда прекалено дълъг, тъй като гравитационното забавяне на времето ще се прояви много силно. Отвън обект на много милиарди години може да изглежда черна дупка, без да бъде такава, а само преживяваща преходната фаза „Планкова звезда“ – от свиването след стария взрив на свръхнова до бъдещото разширение.
И тогава според изпусканото от черната дупка Хокиново лъчение нейната маса за страничния наблюдател ще намалява, докато в същото време вътрешната същност на черната дупка – Планковата звезда, в която силите, насочени към свиване, се борят с противодействащите квантови – всъщност нараства. Колкото повече информация бъде погълната от черната дупка заедно с материята, толкова по-висок ще бъде скритият размер на Планковата звезда.
Рано или късно такова светило отвътре ще се докосне до хоризонта на събитията (по-бързо, ако черната дупка е малка, и по-бавно, ако е свръхмасивна) и в този момент черната дупка ще се „дематериализира“, а цялата някога погълната от нея заедно с материята информация веднага ще се върне във Вселената.
Физиците дори предлагат нелош начин за проверка на хипотезата си, според която това, което ни се струва черна дупка, всъщност е Планкова звезда. Първичните черни дупки, възникнали в ранната Вселена и имащи маса от порядъка на трилион килограма, трябва да са на около 14 млрд. години, тоест техният цикъл завършва в нашата ера.
Тъй като при смъртта на черната дупка трябва да се освобождава съществено количество енергия, параметрите на изчислените от учените Планкови звезди ни карат да очакваме мощни характерни сигнали с дължина на вълната от порядъка на 10–14 см.
С разглежданата работа на учените можете да се запознаете в arXiv.
