Согласно новому исследованию, коллапсирующие звезды могут превращаться не в сингулярности внутри нашей Вселенной, а в расширяющиеся «мини-вселенные» в более высоких измерениях.
Революционная гипотеза, предложенная физиками из Копенгагенского университета и Барселонского института космологии, предполагает, что черные дыры на самом деле могут быть «трубопроводами» между нашей Вселенной и другими областями пространства-времени.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Традиционная модель физики сталкивается с так называемой «проблемой сингулярности»: уравнения Альберта Эйнштейна предсказывают, что когда массивные звезды коллапсируют в конце своего жизненного цикла, вся их материя сжимается в бесконечно плотную точку, называемую сингулярностью, где законы физики перестают работать.
Вот уже несколько десятилетий физики пытаются разрешить эту проблему, и новая работа предлагает интересную альтернативу, которая устраняет сингулярность, заменяя ее «кротовой норой», соединяющей нашу Вселенную с дочерней вселенной.
Авторы описывают гипотетический механизм, при котором коллапсирующая звезда, вместо того чтобы образовывать сингулярность, продавливает саму ткань пространства-времени, создавая туннель в новую, расширяющуюся область.
Этот процесс определяется квантовыми эффектами в гравитации, которые становятся доминирующими в экстремальных условиях внутри коллапсирующей звезды. Команда использовала подход, известный как «квантовый эффективный потенциал», который позволил им включить квантовые поправки в эйнштейновскую модель коллапсирующей звезды без необходимости полагаться на полную теорию квантовой гравитации.
«Мы утверждаем, что наша Вселенная может быть не единственной», — сказал доктор Франческо Борджи, соавтор исследования из Копенгагенского университета. «Коллапсирующая звезда не исчезает в бесконечно малой точке. Вместо этого она проходит сквозь пространство-время и надувает новую вселенную, причинно отрезанную от нашей собственной».
Эти дочерние вселенные будут отделены от нашей горизонтом событий — границей, за которую не может выйти никакая информация. Таким образом, хотя эти мини-вселенные и могут существовать, но они останутся навсегда ненаблюдаемыми для нас.
Модель также дает потенциально проверяемое предсказание. Расчеты команды показывают, что квантовые эффекты могут оставлять слабые отпечатки на гравитационных волнах, испускаемых во время коллапса звезды. Детекторы следующего поколения, такие как космическая обсерватория LISA, возможно, смогут обнаружить эти сигналы.
«Если эта картина верна, реальный коллапс звезды будет звучать иначе в гравитационных волнах, чем предсказывает классическая общая теория относительности», — объяснил доктор Борджи. «Мы можем услышать эхо квантовой гравитации».
Исследователи подчеркивают, что их работа — это шаг к пониманию одного из самых глубоких вопросов физики: что происходит в центре черной дыры?
«Наши результаты показывают, что квантовые эффекты не просто вносят небольшие поправки; они могут радикально изменить конечную судьбу гравитационного коллапса», — добавил профессор Роберто Касадио из Барселонского института космологии. «Вместо точки бесконечной плотности вы получаете врата в новую вселенную».
FAQ: Часто задаваемые вопросы
1. Что предлагает новая гипотеза вместо сингулярности в центре черной дыры?
Вместо бесконечно плотной точки, где ломаются законы физики, коллапсирующая звезда продавливает пространство-время и образует «кротовую нору» — туннель, ведущий в новую, расширяющуюся мини-вселенную. Эта дочерняя вселенная причинно отрезана от нашей горизонтом событий.
2. Можно ли будет когда-нибудь наблюдать эти мини-вселенные?
Нет, напрямую наблюдать их невозможно. Они навсегда отделены от нас горизонтом событий, за который не может выйти никакая информация.
3. Можно ли проверить эту гипотезу экспериментально?
Потенциально да. Расчёты показывают, что квантовые эффекты могут оставить следы в гравитационных волнах, испускаемых при коллапсе звезды. Будущие детекторы, такие как космическая обсерватория LISA, возможно, смогут уловить эти отличия от предсказаний классической теории относительности — своего рода «эхо квантовой гравитации».
4. Как учёные смоделировали этот процесс без готовой теории квантовой гравитации?
Они использовали подход под названием «квантовый эффективный потенциал». Этот метод позволяет включить квантовые поправки в уравнения Эйнштейна, описывающие коллапс звезды, не требуя полной и пока не созданной теории, объединяющей гравитацию и квантовую механику.
Источник: Formation of gravastars, Physical Review D.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Реальны ли параллельные вселенные и мультивселенная?