Н ово проучване показва, че черните дупки може да не са безформени и безструктурни обекти, както ги предвижда общата теория на относителността на Айнщайн. Вместо това тези космически чудовища може да са странни квантови обекти, известни като „замразени звезди“.

Въпреки че имат някои сходства с черните дупки, хипотетичните небесни тела се различават по съществени начини, които потенциално биха могли да разрешат прословутия парадокс на лъчението на Хокинг (на името на покойния физик Стивън Хокинг, който предложи това явление). Този парадокс възниква, тъй като теоретичното лъчение, излъчвано от хоризонта на събитията на черна дупка, привидно не носи никаква информация за материята, която е образувала черната дупка, което противоречи на основния принцип на квантовата механика, според който информацията не може да бъде унищожена.

Освен това, за разлика от конвенционалните черни дупки, не се очаква замръзналите звезди да крият сингулярност - точка с безкрайна плътност в центровете си - което разрешава друго противоречие между класическата картина на черните дупки и общото правило във физиката, че в природата не могат да съществуват безкрайности. Когато в дадена теория се появят безкрайности, това обикновено е сигнал за ограниченията на теорията.

„Замръзналите звезди са вид имитатори на черни дупки: свръхкомпактни астрофизични обекти, които нямат сингулярности, нямат хоризонт, но въпреки това могат да имитират всички наблюдаеми свойства на черните дупки. Ако те действително съществуват, това би означавало, че е необходимо да се промени по значителен и фундаментален начин общата теория на относителността на Айнщайн“, казва в имейл за Live Science Рами Брущайн, професор по физика в университета Бен-Гурион в Израел. 

Брущайн е водещ автор на изследване, описващо теорията за замръзналите звезди, публикувано през юли в списание Physical Review D.

Разрешаване на парадокса

Класическият модел на черната дупка, описан за първи път от Карл Шварцшилд през 1916 г., представя черните дупки като притежаващи две основни характеристики: сингулярност, в която е концентрирана цялата маса, и хоризонт на събитията - граница, от която нищо, дори светлината, не може да избяга.

Този модел обаче се сблъсква със сериозен проблем при въвеждането на квантовата механика. През 70-те години на миналия век Стивън Хокинг открива, че квантовите ефекти в близост до хоризонта на събитията трябва да доведат до създаването на частици от вакуума на пространството - процес, известен като лъчение на Хокинг. Това излъчване би довело до постепенна загуба на маса на черната дупка и в крайна сметка до нейното пълно изпарение.

Парадоксът възниква, тъй като това лъчение изглежда не носи никаква информация за материята, която първоначално е образувала черната дупка. Ако черната дупка се изпари напълно, тази информация изглежда ще бъде загубена завинаги, което нарушава принципите на квантовата механика, според които информацията трябва да се запазва. Това противоречие е известно като парадокс на загубата на информация и е едно от най-сериозните предизвикателства в теоретичната физика.

В новото си изследване Брустейн и неговите съавтори А.Ж.М. Медвед от Университета Родос и Тамар Симхон от Университета Бен-Гурион извършват подробен теоретичен анализ на модела на замръзналите звезди и установяват, че той разрешава парадоксите на традиционния модел, тъй като в него липсват както хоризонт, така и сингулярност.

Авторите откриват, че ако черните дупки всъщност са много компактни обекти, съставени от свръхтвърда материя, чиито свойства са вдъхновени от теорията на струните - водещия кандидат за теория на квантовата гравитация, те не се свиват в безкрайно плътни точки и имат размер, малко по-голям от конвенционалния хоризонт на събитията, което не позволява формирането на последния.

„Показахме как замръзналите звезди се държат като (почти) съвършени абсорбатори, въпреки че нямат хоризонт и действат като източник на гравитационни вълни. Нещо повече, те са източник на същата външна геометрия като тази на конвенционалния модел на черни дупки и възпроизвеждат техните конвенционални термодинамични свойства“, казва Брустейн, отбелязвайки, че тези обекти могат да абсорбират почти всичко, което попада върху тях, подобно на черните дупки. 

Проверка на хипотезата за замръзнала звезда

Въпреки че моделът на замръзналата звезда представлява потенциално решение на парадоксите, свързани с традиционните черни дупки, учените все още трябва да го проверят експериментално.

Но за разлика от традиционните черни дупки се очаква замръзналите звезди да имат вътрешна структура, макар и със странни свойства, продиктувани от квантовата гравитация. Това проправя пътя към наблюдателно разграничаване на двете. Доказателство за това може да има в гравитационните вълни - пулсации в тъканта на пространство-времето - генерирани по време на сливане на черни дупки.

„Тогава различията ще бъдат най-ясно изразени“, обяснява Брустейн.

Екипът все още трябва да разработи как точно би изглеждала вътрешната структура на замръзнала звезда и как тя би се различавала от други екстремни космически обекти като неутронните звезди, но това е постижимо, каза Брущайн. Оттук нататък те биха могли да анализират данни от съществуващи и бъдещи обсерватории за гравитационни вълни, тъй като гравитационните вълни, излъчвани по време на сливанията, са изключително мощни и могат да носят информация за структурата на тези свръхкомпактни обекти.

„Откриването на което и да е от предсказанията на модела на замръзналата звезда ще има революционно въздействие“, каза Брустейн.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Учените откриха множество тежки заболявания и старо увреждане на ръката на цар Самуил

Учените откриха множество тежки заболявания и старо увреждане на ръката на цар Самуил

България Преди 4 минути

Учени от БАН представиха първите резултати от антропологичния анализ на останките на българския владетел и погребаните в базиликата на остров „Св. Ахил“

Имотите няма да поевтинеят, но ще поскъпват по-бавно

Имотите няма да поевтинеят, но ще поскъпват по-бавно

Парите ни Преди 5 минути

Полина Стойкова очаква годишният ръст на цените да падне до около и под 10% в следващите тримесечия, защото купувачите вече не бързат, а жилищното кредитиране се успокоява

Омбудсманът: Родители не трябва да доказват ваксини, които вече са отчетени

Омбудсманът: Родители не трябва да доказват ваксини, които вече са отчетени

България Преди 24 минути

Велислава Делчева настоява липсващите данни за имунизациите да се прехвърлят служебно в електронното здравно досие на детето

Как бърз кредит от 100 хил. евро става дълг от 250 хил. за година, а човек остава без дом

Как бърз кредит от 100 хил. евро става дълг от 250 хил. за година, а човек остава без дом

Парите ни Преди 25 минути

Адвокати са внесли в парламента предложения, с които потребителят да връща само главницата, ако фирмата не е проверила дали може да плаща, а при забава да дължи само законната лихва

Кървав ужас в Полша: 15-годишен уби служител в училище, учители го обезвредиха

Кървав ужас в Полша: 15-годишен уби служител в училище, учители го обезвредиха

Свят Преди 27 минути

15-годишен младеж намушка смъртоносно 37-годишен служител и рани директора и учител в начално училище в Полша. Това е второто кърваво нападение с нож в страната за последните 24 часа, а полицията вече задържа и трети заподозрян

Четирима арестувани при наркосделка в София: Задържани са близо 9 кг марихуана

Четирима арестувани при наркосделка в София: Задържани са близо 9 кг марихуана

България Преди 33 минути

Дрогата е била разпределена в три обекта, а един от задържаните вече е осъждан за разпространение на наркотици

Мария Мачадо

Къде изчезна носителката на Нобелова награда за мир? 7 неуспешни опита на Мария Мачадо за завръщане у дома

Свят Преди 39 минути

Година след спечелването на Нобеловата награда за мир и месеци след свалянето на Николас Мадуро, опозиционната лидерка Мария Корина Мачадо остава блокирана в чужбина. Въпреки подкрепата на народа, седем нейни опита за завръщане у дома пропаднаха

Момче на 6 г. простреля учителката си, крещи: „Не ми пука дали ще отида в затвора“

Момче на 6 г. простреля учителката си, крещи: „Не ми пука дали ще отида в затвора“

Свят Преди 55 минути

Обезпокоителни кадри от полицейска камера, заснети веднага след нападението, които излизат на бял свят чак сега, а инцидентът е станал на 6 януари 2023 г., показват как момчето заплашва полицаите и псува вулгарно

<p>Работите на два договора? Важните правила за ползването на отпуск</p>

Работите на две места? Отпускът трябва да се плаща по двата договора

Парите ни Преди 55 минути

Съдът на ЕС постанови, че заплащането за годишния отпуск и надбавките за храна на хората с втори, почасов договор трябва да отчитат реално отработеното и по двата договора

Калин Стоянов съобщи за случай на полицейско насилие в Кърджали

Калин Стоянов съобщи за случай на полицейско насилие в Кърджали

България Преди 1 час

Депутатът заяви, че по нареждане на директора на областното управление е задържан младеж, на когото е нанесен побой от униформени

Криста Пайк

Шокиращо: Жената, която не успяха да екзекутират с две инжекции, вече е на крака

Свят Преди 1 час

50-годишната Пайк, която беше осъдена на смърт за убийството на Колийн Слемър заедно с тогавашния си приятел през 1995 г., оцеля след две смъртоносни инжекции на 30 септември. Експерти описват случая като безпрецедентен

Закъснял полет? Авиокомпаниите губят удобното си оправдание

Закъснял полет? Авиокомпаниите губят удобното си оправдание

Парите ни Преди 1 час

Съдът на ЕС постанови, че превозвачът не може да откаже обезщетение само защото е имало решение на въздушния контрол

Велислава Петрова: Коридор 8 вече е много повече от инфраструктурен проект

Велислава Петрова: Коридор 8 вече е много повече от инфраструктурен проект

България Преди 1 час

Външният министър определи коридора като стратегическа ос между Черно и Адриатическо море, свързана с икономиката, сигурността и геополитиката на Европа

Морско чудовище: Извадиха исторически 500-килограмов тон след изтощителна битка

Морско чудовище: Извадиха исторически 500-килограмов тон след изтощителна битка

Любопитно Преди 1 час

Чудовищният улов от 506 кг е с над 68 кг по-тежък от досегашното най-добро постижение за щата Ню Хемпшър

Борисов: Путин няма да удари България, докато „Балкански поток“ работи

Борисов: Путин няма да удари България, докато „Балкански поток“ работи

България Преди 2 часа

Той призова президентът Йотова да разсекрети част от стенограмата от КСНС