Значи там сте на път да скочите в черна дупка. Какво би могло да ви очаква - при всички шансове - по някакъв начин да оцелеете? Къде бихте се озовали и с какви мъчителни приказки бихте могли да се забавлявате, ако успеете да се извикате обратно?
Простият отговор на всички тези въпроси е, както обяснява проф. Ричард Маси: "Кой знае?" Като научен сътрудник на Кралското общество в Института по компютърна космология към университета в Дърам, Маси е напълно наясно, че мистериите на черните дупки текат дълбоко. „Попадането през хоризонт на събитията буквално преминава отвъд завесата - щом някой падне покрай него, никой никога не може да изпрати съобщение обратно“, каза той. "Те биха били разкъсани на парчета от огромната гравитация, така че се съмнявам, че някой, който пропадне, ще стигне докъдето и да е."
Ако това звучи като разочароващ - и болезнен - отговор, тогава това може да се очаква. Откакто се смята, че общата теория на относителността на Алберт Айнщайн е предвидила черни дупки чрез свързване на пространството и времето с действието на гравитацията, е известно, че черните дупки са резултат от смъртта на масивна звезда, оставяща след себе си малко, плътно остатъчно ядро. Ако приемем, че това ядро има повече от приблизително три пъти по-голяма от масата на слънцето, гравитацията щеше да надвие до такава степен, че да попадне върху себе си в една-единствена точка или сингулярност, разбирана като безкрайно плътното ядро на черната дупка.
Получената необитаема черна дупка би имала толкова мощно гравитационно дърпане, че дори светлината не би могла да я избегне. И така, трябва ли след това да се озовете в хоризонта на събитията - точката, в която светлината и материята могат да преминат само навътре, както е предложено от германския астроном Карл Шварцшилд - няма измъкване. Според Маси, приливните сили биха намалили тялото ви в нишки от атоми (или „спагетизация“, както е известно също) и обектът в крайна сметка би се раздробял при сингулярността. Идеята, че бихте могли да изскочите някъде - може би от другата страна - изглежда напълно фантастична.
Ами червей?
Или е така? През годините учените разгледаха възможността черните дупки да могат да бъдат червейни дупки в други галактики. Те дори могат да бъдат, както някои предполагат, път към друга вселена.
Подобна идея се носи от известно време: Айнщайн си партнира с Нейтън Росен за теоретични мостове, които свързват две различни точки в пространството-времето през 1935 г. Но тя придоби нова световна основа през 80-те години на миналия век, когато физикът Кип Торн - един от световните водещи експерти по астрофизичните последици от общата теория на относителността на Айнщайн повдигнаха дискусия дали обектите могат физически да преминават през тях.
„Четенето на популярната книга на Кип Торн за червейни дупки е това, което първо ме развълнува от физиката като дете“, каза Маси. Но не изглежда вероятно да съществуват червейни дупки.
Всъщност Торн, който даде заръките си на експертния съвет на продуцентския екип за холивудския филм Interstellar, написа: „Не виждаме обекти в нашата Вселена, които биха могли да станат червееви дупки с напредване на възрастта“, в книгата си „Науката за междузвездието“ (WW Norton и компания, 2014). Торн каза пред Space.com, че пътуванията през тези теоретични тунели най-вероятно ще останат научна фантастика и със сигурност няма категорични доказателства, че една черна дупка би могла да позволи такова преминаване.
Но проблемът е, че не можем да се приближим, за да се убедим сами. Защо, ние дори не можем да правим снимки на нещо, което се случва в черна дупка - ако светлината не може да избяга от огромната им гравитация, тогава нищо не може да бъде щракнато от камера. Досега теорията предполага, че всичко, което надхвърля хоризонта на събитията, е просто добавено към черната дупка и освен това, защото времето се изкривява близо до тази граница, това ще изглежда невероятно бавно, така че отговорите няма да бъдат бързи предстоящо.
"Мисля, че стандартната история е, че те водят до края на времето", казва Дъглас Финкбейнер, професор по астрономия и физика в Харвардския университет. "Наблюдател далеч няма да види как техният приятел-астронавт пада в черната дупка. Те просто ще станат по-червени и по-бледи, когато се приближат до хоризонта на събитията. Но приятелят попада право, до място отвъд" завинаги ". Каквото и да означава това. "
Може би черна дупка води до бяла дупка
Със сигурност, ако черните дупки водят до друга част на галактика или друга вселена, би трябвало да има нещо противоположно на тях от другата страна. Може ли това да е бяла дупка - теория, изложена от руския космолог Игор Новиков през 1964 г.? Новиков предложи черната дупка да се свързва с бяла дупка, която съществува в миналото. За разлика от черна дупка, бяла дупка ще позволи на светлината и материята да напуснат, но светлината и материята няма да могат да влязат.
Учените продължават да изследват потенциалната връзка между черните и белите дупки. В своето проучване за 2014 г., публикувано в списанието Physical Review D, физиците Карло Ровели и Хал М. Хагард твърдят, че „съществува класическа метрика, удовлетворяваща уравненията на Айнщайн извън ограничен пространствено-времеви регион, където материята се срива в черна дупка и след това излиза от известно време дупка. " С други думи, целият материал, който черните дупки са погълнали, може да бъде издут, а черните дупки могат да станат бели дупки, когато умрат.
Далеч от унищожаването на информацията, която поглъща, сривът на черна дупка щеше да бъде спрян. Вместо това би изпитал квантов отскок, позволяващ на информацията да избяга. Ако случаят е такъв, той би хвърлил малко светлина по предложение на бившия космолог и теоретичен физик от университета в Кеймбридж Стивън Хокинг, който през 70-те години изследва възможността черните дупки да отделят частици и радиация - топлинна топлина - в резултат на квантовите колебания ,
"Хокинг каза, че черната дупка не трае вечно", каза Финкбейнер. Хокинг изчисли, че радиацията ще доведе до загуба на енергия от черната дупка, ще се свие и изчезне, както е описано в неговия документ от 1976 г., публикуван в Physical Review D. Като се има предвид твърденията му, че излъчваното лъчение би било случайно и не съдържа информация за това, което е паднало, при експлозията си черната дупка би изтрила много информация.
Това означаваше, че идеята на Хокинг противоречи на квантовата теория, която казва, че информацията не може да бъде унищожена. Физиката заявява, че информацията просто става по-трудна за намиране, защото ако тя се загуби, става невъзможно да се знае миналото или бъдещето. Идеята на Хокинг доведе до парадокса на информацията за черната дупка и отдавна озадачи учените. Някои казват, че Хокинг просто е сгрешил, а самият мъж дори заяви, че е направил грешка по време на научна конференция в Дъблин през 2004 г.
И така, връщаме ли се към концепцията за черните дупки, които излъчват запазена информация и я изхвърлят обратно през бяла дупка? Може би. В своето проучване от 2013 г., публикувано в Physical Review Letters, Хорхе Пулин от Университета на Луизиана и Родолфо Гамбини от Университета на Републиката в Монтевидео, Уругвай, прилагат квантова гравитация на контура към черна дупка и установяват, че гравитацията се увеличава към ядрото, но намалява и се разгражда каквото навлизаше в друг регион на Вселената. Резултатите придадоха допълнителна достоверност на идеята черните дупки да служат като портал. В това изследване сингулярността не съществува и затова тя не образува непроницаема бариера, която в крайна сметка разрушава каквото и да срещне. Това също означава, че информацията не изчезва.
Може би черните дупки не отиват никъде
И все пак физиците Ахмед Алмейри, Доналд Маролф, Джоузеф Полчински и Джеймс Съли все още вярваха, че Хокинг може да е намерен за нещо. Те работеха върху теория, станала известна като защитна стена AMPS или хипотеза за защитна стена с черна дупка. По техните изчисления квантовата механика би могла да превърне хоризонта на събитията в гигантска огнена стена и всичко, което влиза в контакт, ще изгори за миг. В този смисъл черните дупки не водят до никъде, защото нищо не може да влезе вътре.
Това обаче нарушава общата теория на относителността на Айнщайн. Някой, пресичащ хоризонта на събитията, всъщност не би трябвало да изпитва големи трудности, тъй като обектът би бил в свободно падане и въз основа на принципа на еквивалентност този обект - или човек - няма да почувства екстремните ефекти на гравитацията. Тя може да следва законите на физиката, присъстващи другаде във Вселената, но дори и да не противоречи на принципа на Айнщайн, това би подкопало теорията на квантовото поле или предполага, че информацията може да бъде загубена.
Черна дупка на несигурност
Стъпка напред Хокинг още веднъж. През 2014 г. той публикува проучване, в което избягва съществуването на хоризонт на събитията - което означава, че няма какво да се изгори - казвайки, че гравитационният срив ще създаде вместо това „очевиден хоризонт“.
Този хоризонт би спрял светлинните лъчи, опитвайки се да се отдалечат от сърцевината на черната дупка, и ще се запази за "период от време". При преосмислянето му, привидните хоризонти временно задържат материята и енергията, преди да ги разтворят и пуснат по-късно по линията. Това обяснение се вписва най-добре с квантовата теория - която казва, че информацията не може да бъде унищожена - и ако някога е доказана, предполага, че всичко може да избяга от черна дупка.
Хокинг стигна дотам, че черни дупки може дори да не съществуват. "Черните дупки трябва да бъдат предефинирани като метастабилно свързани състояния на гравитационното поле", написа той. Няма да има сингулярност и макар видимото поле да се придвижва навътре поради гравитацията, то никога няма да достигне центъра и да се консолидира в плътна маса.
И все пак нищо, което се излъчва, няма да бъде под формата на погълната информация. Би било невъзможно да разберем какво се е случило, като се погледне какво излиза, което създава собствени проблеми - не на последно място за, да речем, човек, който се оказа в такова тревожно положение. Никога повече няма да се чувстват същото!
Едно е сигурно, тази конкретна мистерия ще преглътне още много научни часове за дълго време. Неотдавна Ровели и Франческа Видото предположиха, че компонент от тъмна материя може да се образува от остатъци от изпарени черни дупки, а хартията на Хокинг за черни дупки и „мека коса“ беше пусната през 2018 г. и описва как частиците с нулева енергия се оставят около точката без връщане, хоризонтът на събитията - идея, която предполага информация не се губи, а се улавя.
Това се сблъска с лицето на теоремата за без косъм, която беше изразена от физика Джон Арчибалд Уилър и работеше въз основа на това, че две черни дупки не могат да бъдат разграничими за наблюдателя, тъй като никоя от псевдозарядите на специалната физика на частиците няма да бъде запазена. Това е идея, която кара учените да говорят, но има някакъв начин, преди да се възприеме като отговор на това, докъде водят черните дупки. Ако само успяхме да намерим начин да скочим в едно.
