Прохід в інший світ: чорні діри поводяться дивовижним чином у Всесвіті, що розширюється

Згідно з дослідженням, опублікованим на сервері препринтів arXiv, фізики з'ясували, що у Всесвіті, що розширюється, рівняння Ейнштейна вимагають, щоб швидкість розширення космосу на горизонті подій чорної діри була постійною і однаковою для всіх чорних дір. Це означає, що на горизонті подій чорної діри існує тільки темна енергія, тобто космологічна постійна, яка прискорює розширення космосу. Автори вважають, що інакше тиск матерії та викривлення простору-часу мали б бути нескінченними на горизонті подій, а цього не може бути, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Чорні діри — що вони собою являють?

Чорні діри — це надщільні об'єкти, що виникають унаслідок загибелі масивних зірок. У них є нефізична поверхня, що оточує чорну діру, під назвою горизонт подій. Усе, що знаходиться за цим горизонтом, назавжди зникає в чорній дірі.

Уперше існування чорних дір передбачив фізик Карлом Шварцшильд у 1916 році. Він використовував рівняння Альберта Ейнштейна і заявив про те, що існують масивні, ідеально круглі об'єкти в статичному Всесвіті. Він же і припустив існування горизонту подій у чорних дір. Його радіус пропорційний масі чорної діри. Шварцшильд також припустив, що всередині чорної діри знаходиться точка сингулярності, тобто точка нескінченної щільності, де перестають працювати закони гравітації Ейнштейна.

Розв'язання рівнянь Ейнштейна про структуру простору-часу навколо маси було вперше запропоновано астрономом Джорджем МакВітті в 1933 році. Він виявив, що поблизу маси простір-час схожий на простір-час Шварцшильда з горизонтом подій, але далеко від маси Всесвіт розширюється, як це робить він і зараз. Швидкість розширення Всесвіту визначається постійною Габбла.

Розширення Всесвіту і чорні діри

Але автори нового дослідження зосередили свою увагу на чорній дірі, масивному симетричному об'єкті, який існує саме у Всесвіті, що розширюється. Науковці використали рішення МакВітті та виявили, що швидкість розширення простору на горизонті подій має бути постійною, пов'язаною лише з космологічною постійною, яку можна уявити як щільність енергії вакууму простору-часу. Зараз це відомо, як щільність темної енергії. Тобто єдиною енергією на горизонті подій є темна енергія. Фізики зробили висновок, що через це різні частини Всесвіту розширюються з різною швидкістю.

Проблема Хаббла

Наразі астрофізики намагаються розв'язати так звану проблему Габбла, яка полягає в тому, що різні виміри сталої Габбла дають різні значення. Автори нового дослідження вважають, що невідповідність є природним наслідком правильного аналізу простору-часу чорної діри у Всесвіті, що розширюється, в рамках загальної теорії відносності Ейнштейна.

Рівняння фізиків показують, що наслідком розширення Всесвіту з різною швидкістю є те, що космологічна стала має бути позитивною. Інакше Всесвіт зазнав би коливань і не створював космічні порожнечі. Вчені вважають свої висновки найпростішим поясненням спостережуваного поточного прискорення Всесвіту.

Прохід в інший Всесвіт

Фізики пояснюють, що, наприклад, для зірки Всесвіт також розширюється на межі її поверхні, але сама зірка не розширюється, оскільки її утримує гравітація. Але горизонт подій є абстрактною поверхнею, яка складається не з матерії чи енергії, а просто з точок простору, тому постійна швидкість розширення простору тут не є дивною. Сам горизонт подій і чорна діра не розширюються. Просто точки простору за горизонтом подій віддаляються геть.

Але виміряти сталу Габбла на горизонті подій наразі неможливо, якщо не будуть розроблені нові методи. Також автори вважають, що кожна чорна діра насправді є червоточиною або кротовою норою, тобто переходом в інший Всесвіт за горизонтом подій. Фізики вважають, що цей прохід не збільшується з розширенням Всесвіту.

Також Фокус писав про те, що сталося з китайським модулем на зворотному боці Місяця. Хоча китайські вчені вже отримали перші в історії зразки породи з темного боку Місяця, залишається питання про долю модуля "Чан'е-6", який їх зібрав.