Пять теорий о черных дырах, которые поразят вас

Черные дыры — одни из самых противоречивых объектов во Вселенной.

Они привлекали внимание публики на протяжении десятилетий, отчасти благодаря покойному Стивену Хокингу, который превратил их из трудной для понимания научной теории в источник мистических чудес.

Они также проникли в массовую культуру через научную фантастику, «Звездный путь» и голливудские журналы.

Но каковы пять самых причудливых и увлекательных теорий о черных дырах, которые настолько непонятны, что уму непостижимы?

Здесь MailOnline смотрит.

1. Они окружены «огненным кольцом».

В 2019 году астрономы сделали первое изображение черной дыры, расположенной в далекой галактике.

Описанный учеными как «монстр», он в три миллиона раз больше Земли.

На изображении видно очень яркое «огненное кольцо», как его описывают исследователи, окружающее идеально круглую темную дыру.

«Это все равно, что заглянуть во врата ада», — сказал Хейно Фальк из Университета Радбауд в Неймегене, Нидерланды.

Когда черные дыры поглощают рассеянную материю слишком близко, они сжимают ее в сверхгорячий диск светящегося газа.

На изображении сверхмассивной черной дыры в центре соседней галактики Мессье 87 (M87) нижняя часть кольца кажется яркой, потому что газы оттуда устремляются к Земле.

Черная дыра также преломляет свет вокруг себя, что создает круглую тень.

2. У них есть «волосы»

В 2015 году покойный физик профессор Стивен Хокинг предположил, что черные дыры не были «вечными тюрьмами», как многие думали, добавив, что, возможно, данные соскользнули с обрыва.

Год спустя он расширил теорию, заявив, что ответ лежит в частицах с нулевой энергией, или «тонких волосках», обнаруженных на горизонте черной дыры.

Он предполагает, что частицы на горизонте событий, границе черной дыры, будут состоять из фотонов и гравитонов, которые представляют собой субатомные пакеты света и гравитационной энергии.

Эти очень низкоэнергетические или даже нулевые квантовые частицы, осажденные на краю черной дыры, могут захватывать и хранить информацию, которая была удалена из частиц, падающих в черную дыру.

Фактически это означает, что, хотя частицы, попавшие в черную дыру, могут исчезнуть, их информация все еще остается на грани забвения в этих «тонких волосках» квантовых частиц.

Физик-теоретик сравнил возврат информации с горящей энциклопедией, где технически информация не будет потеряна, но будет чрезвычайно трудно расшифровать.

Гипотеза не доказана, но она может помочь решить давний парадокс о том, что происходит с газом и пылью, упавшими в черную дыру.

3. Излучает газовые фонтаны

Сильная гравитационная хватка черной дыры означает, что ничто не сможет ускользнуть, если окажется слишком близко к краю дыры.

Но многие из этих загадочных объектов на самом деле окружены скоплениями газа и пыли, которые окружают черные дыры, как вода, стекающая в канализацию.

Согласно исследованию 2018 года, это накопление материала представляет собой трехэтапный процесс.

Сначала холодный газ образует диск вблизи плоскости вращения, который нагревается до тех пор, пока частицы не распадаются.

Некоторые из этих частиц выбрасываются выше и ниже диска, а затем падают обратно, образуя структуру, похожую на фонтан.

Альтернативные наблюдения также предполагают, что это движение создает дугообразные кольца, окружающие внутренние стержни материи, которые выбрасываются прямо в воздух и очень похожи на фонтаны.

4. Они являются источником темной энергии

Буквально в прошлом месяце ученые из Имперского колледжа Лондона сделали интересное заявление о черных дырах.

Они показали, что этот материал на самом деле может быть источником неизвестной энергии, известной как темная энергия.

По сути, теория создания нашей Вселенной Большого взрыва изначально предсказывала, что ее расширение замедлится — или даже начнет сжиматься — из-за гравитационного притяжения.

Но в 1998 году астрономы с удивлением обнаружили, что Вселенная не только расширяется, но и ускоряется.

Чтобы объяснить это открытие, было высказано предположение, что «темная энергия» отвечает за отталкивание вещей с силой, превышающей гравитацию.

Это было связано с концепцией, предложенной Эйнштейном, но позже отвергнутой, — «космологической постоянной», противодействующей гравитации и предотвращающей коллапс Вселенной.

Черные дыры, однако, представляли собой проблему — их сильную гравитацию трудно противопоставить, особенно в их центрах, где все, кажется, коллапсирует в явление, называемое «сингулярностью».

Чтобы глубже погрузиться в проблему, A.J. Группа из 17 исследователей из девяти стран изучила девять миллиардов лет эволюции черной дыры.

Они наблюдали древние спящие галактики и обнаружили, что черные дыры набирают массу таким образом, что они содержат энергию вакуума или темную энергию.

Действительно, размер Вселенной в разные моменты времени прямо пропорционален массе сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик.

Другими словами, количество темной энергии во Вселенной можно рассчитать по энергии вакуума черной дыры, а это значит, что черные дыры являются источником темной энергии.

5. Они могут быть «черным ходом» в другие части вселенной.

Глубоко внутри черной дыры находится гравитационная сингулярность, где пространство-время изгибается к бесконечности, и любая материя, прошедшая через нее, может выжить.

Или так он всегда думал.

Однако в недавнем исследовании исследователи предположили, что на самом деле может быть выход через червоточину в центре черной дыры, которая действует как «черный ход».

Согласно этой теории, все, что проходит через черную дыру, будет «грязным» или растянутым до предела, но вернется к своему нормальному размеру, когда появится в другом регионе Вселенной.

Хотя маловероятно, что человек выживет в этом процессе, исследователи говорят, что материя внутри черной дыры не будет потеряна навсегда, как считалось ранее, а вместо этого будет изгнана в другой регион Вселенной.

Исследователи говорят, что для создания червоточины не потребуется «инопланетной» энергии, как предполагает теория гравитации Эйнштейна.