ЧЁРНАЯ ДЫРА: объясняет суть параллельности миров
Теория о параллельных вселенных не нова, но конкретных объяснений этому феномену нет.
Многие учёные выдвигают разные теории о феномене чёрных дыр, и наверняка в ближайшем будущем они будут появляться ещё более прогрессивные. С каждым разом, новейшие достижения и открытия, в области космоса, открывают новые возможности объяснения феномена чёрных дыр.
Откровения о чёрных дырах.
Черные дыры являются источником всеобщих трудностей, когда речь идет о нашем понимании физики — они противоречат теории относительности Эйнштейна, а так же, в сущности, уничтожают информацию, которую мы имеем о квантовой механике.
Некоторые ученые в наше время, полагают, что гипотеза о параллельных мирах может быть объяснима именно благодаря чёрным дырам.
Гипотеза о параллельных мирах подразумевает, что каждый из множества возможных результатов квантового события распадается на отдельный мир.
Сейчас команда ученых из Калифорнийского технологического института во главе с Шоном Кэрроллом предполагают, что эта интерпретация может объяснить несоответствия, связанные с черными дырами.
Они говорят, что Общая теория относительности поддерживается в каждом из возможных отдельных миров, в то время как информация хранится в глобальной волновой функции, если не в отдельных событиях.
Параллельные вселенные.
ЭЙДАН ЧАТВИН — Дэвис, член команды КЭРОЛ, объясняет, что другие ученые уже предложили применить теорию параллельных миров к информационной проблематике черной дыры.
«Однако с космической точки зрения, мы первые используем именно эту точку зрения. В частности, мы хотели сделать некоторые конкретные вычисления, чтобы могли математически описать абстрактные идеи».
«Предыдущие попытки рассматривали возможность применения утверждений относительности и квантовой механики к одному и тому же миру», — сказал ЯСОНУРИ НОМУРА, профессор физики Калифорнийского университета.
«Однако мой подход разделяет две вещи: квантовая механика позволяет квантовому состоянию быть «суперпозицией» во многих классических мирах — требования квантовой механики применяются ко всему набору этих многих миров, в то время как теории относительности применимы только к каждому отдельному миру».
Эта линия мышления важна, потому что она потенциально может объяснить больше о природе гравитации и времени-пространства.
НОМУРА считает, что эти идеи могут иметь более широкое применение к тому, как работает квантовая гравитация на фундаментальном уровне, особенно в отношении происхождения Вселенной.
Мнение ЯСОНУРИ НОМУРЫ.
«Мы знаем, что нам нужны как общая теория относительности, так и квантовая механика для понимания черных дыр, и поэтому они являются хорошей отправной точкой для проверки идей о квантовой гравитации», — объясняет ЧАТВИН-Дэвис.
«Если бы мы действительно понимали, как описать черные дыры, то мы были бы намного ближе к возможности описать квантовую гравитацию в широком смысле».
Используя всемирную интерпретацию, ученые и астрономы находят новые пути к давним вопросам о черных дырах. Дальнейшие исследования могут также предоставить дополнительную информацию о самой природе вселенной, которая заполнит основные пробелы в наших знаниях.
Источник
В черных дырах могут быть вселенные. Рассказываем о новом открытии
Астрофизики показали, что в заряженных черных дырах теоретически могут существовать экзотические фрактальные объекты и множество других необычных вещей. Разбираемся, что мы вообще знаем о черных дырах теперь.
Что такое черные дыры?
Черные дыры — массивные космические объекты. Увидеть их почти невозможно, поскольку они не отражают свет, даже, наоборот, поглощают его в прямом смысле слова. Их сила притяжения настолько велика, что даже лучи света не могут устоять, и они попадают под влияние дыры. Поэтому вокруг нее «изображение» космоса нам кажется расплывчатым и искаженным. Это видно на картинке выше.
Черные дыры — не черные шары, какими мы привыкли видеть их. Они прозрачные, но оставляют черную тень. Это даже не дыра, а шарообразный поглотитель всего, что попадает под влияние его гравитации.
Как возникают черные дыры?
Звезды, превышающие массу и размеры нашего Солнца во много раз, в конце своей жизни взрываются и образуют либо нейтронную звезду, либо начинают сильно сжиматься, словно «падая» внутрь себя, стремительно уменьшая свои размеры при неизменной массе. Плотность материи в сжимаемой точке становится очень высокой, соответственно, гравитация сильно увеличивается. Когда размер звезды становится настолько мал и плотность настолько высока в одном месте, она «проваливается» внутрь себя, в результате чего появляется черная дыра.
Черная дыра, например, массой с одно Солнце будет по размеру меньше, чем наше светило.
Однако такие маленькие звезды, как наше Солнце, не превратятся в конце жизненного цикла в черную дыру — их масса недостаточна даже для взрыва и образования сверхновой. Взрыв, конечно, будет, однако на финальном этапе маленькие звезды превращаются в белых карликов — в очень маленькие и горячие звездочки, которые тоже вскоре затухнут.
В настоящее время мы знаем о четырех разных способах образования черных дыр
- Лучше всего изучен тот, что связан со звездным коллапсом. Достаточно большая звезда образует черную дыру после того, как ее ядерный синтез прекращается, потому что все, что уже можно было синтезировать, было синтезировано. Когда давление, создаваемое синтезом, прекращается, вещество начинает проваливаться к собственному гравитационному центру, становясь все более плотным. В конце концов оно настолько уплотняется, что ничто не может преодолеть гравитационное воздействие на поверхность звезды: так рождается черная дыра. Эти черные дыры называются «черными дырами солнечной массы», и они наиболее распространены.
- Следующим распространенным типом черных дыр являются «сверхмассивные черные дыры», которые можно найти в центрах многих галактик и которые имеют массы примерно в миллиард раз больше, чем черные дыры солнечной массы. Пока доподлинно неизвестно, как именно они формируются. Считается, что когда-то они начинались как черные дыры солнечной массы, которые в густонаселенных галактических центрах поглощали множество других звезд и росли. Тем не менее, они, похоже, поглощают вещество быстрее, чем предполагает эта простая идея, и как именно они это делают — все еще остается предметом исследований.
- Более спорной идеей стали первичные черные дыры, которые могли быть сформированы практически любой массой в крупных флуктуациях плотности в ранней Вселенной. Хотя это возможно, достаточно трудно найти модель, которая производит их, при этом не создавая чрезмерное их количество.
- Наконец, есть идея о том, что на Большом адронном коллайдере могут образовываться крошечные черные дыры с массами, близкими массе бозона Хиггса. Это работает только в том случае, если у нашей Вселенной имеются дополнительные измерения. Пока не было никаких подтверждений в пользу этой теории.
Насколько большие черные дыры?
Можно представить горизонт черной дыры как сферу, и ее диаметр будет прямо пропорциональным массе черной дыры. Поэтому чем больше массы падает в черную дыру, тем больше становится черная дыра.
По сравнению со звездными объектами, черные дыры крошечные, потому что масса сжимается в очень малые объемы под действием непреодолимого гравитационного давления. Радиус черной дыры массой с планету Земля, например, всего несколько миллиметров. Это в 10 000 000 000 раз меньше настоящего радиуса Земли.
Радиус черной дыры называется радиусом Шварцшильда в честь Карла Шварцшильда, который впервые вывел черные дыры как решение для общей теории относительности Эйнштейна.
Где находятся черные дыры?
Чаще всего они расположены в центре галактик. Они имеют большую силу притяжения, благодаря чему им удается удерживать звездные системы на очень большом расстоянии, образуя галактики, известные нам сейчас.
В центре нашего Млечного пути тоже есть сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А*. Она тяжелее Солнца в 4.02 млн раза, а радиус ее ≈ 45 астрономическим единицам (одна астрономическая единица = одному расстоянию от Земли до Солнца).
Помимо сверхмассивных черных дыр в центрах галактики есть и «локальные», образующиеся после кончины массивных звезд.
Что внутри черной дыры?
Никто не знает наверняка. Общая теория относительности прогнозирует, что в черной дыре сингулярность, место, в котором приливные силы становятся бесконечно большими, и как только вы преодолеваете горизонт событий, то уже не можете попасть куда-либо еще, кроме как в сингулярность. Соответственно, общую теорию относительности лучше не использовать в этих местах — она попросту не работает. Чтобы сказать, что происходит внутри черной дыры, нам нужна теория квантовой гравитации. Общепризнано, что эта теория заменит сингулярность чем-то другим.
Почему внутри черной дыры могут быть вселенные?
Существует множество гипотетических черных дыр — с электрическим зарядом или без него, вращающиеся или неподвижные, окруженные материей или плавающие в пустом пространстве. Некоторые из этих гипотетических черных дыр наверняка существуют в нашей Вселенной. Например, вращающаяся черная дыра, окруженная падающей материей — довольно распространенный тип этих объектов.
Но некоторые другие виды черных дыр являются чисто теоретическими. Описать их поведение и свойства можно, полагаясь только на математические методы. Одним из таких объектов является электрически заряженная черная дыра, окруженная антидеситтеровским пространством. Этот вид пространства имеет постоянную отрицательную геометрическую кривизну и похож по форме на седло.
Такого пространства в нашей Вселенной не существует, но его существование в теории открывает множество интересных эффектов, которые можно исследовать. Одна из причин, по которой это стоит исследовать, заключается в том, что заряженные черные дыры имеют много общего с вращающимися черными дырами, существующими в нашей Вселенной.
Авторы нового исследования обнаружили, что когда такие черные дыры становятся относительно холодными, они создают «туман» из квантовых полей вокруг своей поверхности. На поверхности объекта этот туман поддерживает гравитация черной дыры, но выталкивает наружу электрическое поле. В результате в таком тумане формируется сверхпроводящая среда. У таких черных дыр помимо обычного горизонта событий есть еще и внутренний горизонт. Благодаря этому в заряженные черные дыры можно проникнуть и не разорваться на атомы.
Ученые показали, что по ту сторону заряженной черной дыры вас могут ждать загадочные эффекты. Исследователи обнаружили, что самые внутренние области сверхпроводящей черной дыры могут представлять собой расширяющуюся Вселенную — место, где пространство может растягиваться и деформироваться с разной скоростью в разных направлениях.
Более того, в зависимости от температуры черной дыры в некоторых из этих областей пространства может произойти новый виток колебаний, который затем создаст еще один участок расширяющегося пространства, он вызовет новый виток колебаний, который затем создаст новый участок расширяющегося пространства, и так далее до бесконечности. Это будет фрактальная мини-Вселенная, бесконечно повторяющаяся с уменьшением размеров.
Источник
Черные дыры могут оказаться порталами для путешествий сквозь пространство и время
Наш мир место довольно странное. Физики уже довольно давно предполагают, что наша Вселенная может быть лишь одной из многих, а одни из самых загадочных объектов во Вселенной – черные дыры – могут оказаться порталами в другие миры. Но что если черные дыры – это порталы не в другие миры, а порталы для путешествий сквозь пространство и время? И действительно – черные дыры балансируют на грани между научной фантастикой и научным фактом. С одной стороны, ученые видели как черные дыры поглощают звезды, которые оказывались к ним слишком близко. С другой, на краю черной дыры место, известное как горизонт событий, откуда не может вырваться ничего, даже свет. Но что произойдет с космическим кораблем, если он попадет туда?
Не исключено, что попав внутрь черной дыры можно оказаться в другой галактике
Что происходит внутри черной дыры?
Учитывая все имеющиеся у нас данные о черных дырах, ученые считали, что внутри этих массивных объектов ничего хорошего нас не ждет. Однако последнее компьютерное моделирование показало, что попав внутрь черной дыры можно переместиться в отдаленную часть Млечного Пути или в другую галактику. При этом одним из самых безопасных порталов может оказаться сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики – Стрелец А*. Об этом пишет Business Insider со ссылкой на исследователей из NASA.
Как вы думаете, что происходит внутри черных дыр? Поделитесь своим мнением в комментариях и с участниками нашего Telegram-чата
Мы не знаем что происходит за горизонтом событий внутри черной дыры. Ученые сходятся во мнении, что если зайти достаточно далеко в черную дыру, гравитация станет настолько сильной, что уничтожит все на своем пути. Но научно-фантастические фильмы более оптимистичны – в них черные дыры являются порталами для путешествий сквозь пространство и время или порталами для путешествий в другие миры. На самом же деле в центре каждой черной дыры находится точка бесконечной плотности, называемая сингулярностью. Именно сингулярность придает черным дырам сильное гравитационное притяжение. На протяжении десятилетий ученые считали, что сингулярности всех черных одинаковы, поэтому все, что проходит через горизонт событий, будет уничтожено одним и тем же способом: все растянется и вытянется, словно бесконечно длинные спагетти.
Сингулярность — точка бесконечной плотности внутри черной дыры.
Горизонт событий — край черной дыры, из которой не может вырваться ничего, даже свет.
Перед вами первая в истории фотография черной дыры
Но все это изменилось в начале 1990-х годов, когда различные исследовательские группы в Канаде и США обнаружили вторую сингулярность, названную «сингулярностью массовой инфляции». Это открытие предполагает, что теоретически пережить путешествие сквозь черную дыру можно. Вас растянет но в конечном итоге не убьет, то есть путешествие через черную дыру можно пережить. Точнее, через большую вращающуюся черную дыру, в которой существуют сингулярности такого типа. Теперь астрономам нужно найти подходящую черную дыру, чтобы проверить эту теорию. А лучшим местом для проверки как раз является Стрелец А* – сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики, которая находится от нас на расстоянии 27 000 световых лет.
Учитывая что попасть туда нет никакой возможности, проверка этой теории возможна лишь с помощью компьютерного моделирования. Именно так и поступили ученые из университета Умасса Дартмута и колледжа Джорджии. Согласно полученным результатам, попав внутрь Стрельца А* с нужной скоростью и в нужное время вы можете вообще ничего не почувствовать.
Еще больше статей о нашей удивительной Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
По ту сторону черной дыры
Черные дыры — одни из самых загадочных объектов во вселенной
Что же касается того, что произойдет, когда вы попадете на другую сторону то тут нельзя практически ничего сказать. Но у авторов исследования есть свои собственные идеи. По мнению исследователей, существует вероятность, что вы попадете в какую-то отдаленную часть нашей галактики – потенциально удаленную от любых планет или звезд, а согласно второй вероятности вы и вовсе можете оказаться в другой галактике. Все зависит от того, как далеко в черную дыру вам удастся пройти. Тем не менее ученые полагают, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы приблизимся к успешному путешествию через черную дыру. Но когда мы будем готовы, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути может оказаться нашим счастливым билетом в другую галактику.
Источник