Bez obzira na količinu dokaza o postojanju crnih rupa, oni ostaju u granicama teoretske fizike. Zbog svojih svojstava - strukture, nedostatka emitirane svjetlosti, položaja i načina rada - crne rupe ostaju u sjeni. Ali ne svi znanstvenici, uključujući Stephena Hawkinga, vjeruju da tradicionalne crne rupe moraju nužno ostati u okviru moderne fizike (međutim, mogu imati idealna matematička rješenja) - neki idu dalje i tvrde da bismo ih trebali zamijeniti jednim od mnogo alternativa.
Neke alternative uključuju gravastar, hibridne crvotočine i zvijezde kvarkove. Prošle su godine dvojica astrofizičara - Carlo Rovelli (Sveučilište u Toulonu, Francuska) i Francesca Vidotto (Sveučilište Redbound u Nizozemskoj) - predstavili još jedan: teorijski objekt nazvan Planckova zvijezda (Planckova zvijezda). Ne zamjenjuje standardizirani model crne rupe kao takav, već ga zamišlja.
Crna rupa obično ima dvije glavne komponente: horizont događaja i samu singularnost. Horizont događaja prilično je jednostavan: ovo je točka koja prelazeći crnu rupu ne može napustiti ništa. S druge strane, Singularnost (srce crne rupe) je puno teže razumjeti.
Zakrivljenost prostor-vremena u ovoj beskrajno gustoj točki postaje beskonačna. Kao rezultat, ne možemo logično shvatiti što se događa unutar singularnosti. Još gore: ono do čega dođemo krši nekoliko univerzalnih pravila ili zakona odjednom.
Najveći problem povezan je s načinom na koji crna rupa obrađuje informacije - informacije koje opisuju kvantna svojstva svega što je crna rupa progutala. Fizičari kažu da se informacije ne mogu - ne smiju - uništavati, ali čini se da se to događa kad ih usisa neizbježna singularnost. Ta je misterija, nazvana informacijskim paradoksom crne rupe, izuzetno važna, ali na nju ćemo se vratiti kasnije.
Što je Planckova zvijezda?
Promotivni video:
Planckova zvijezda oslanja se na ono što je poznato kao hipoteza o "velikom odskoku"; prema ovoj teoriji, svemir se prilagodio beskrajnom ciklusu smrti i ponovnog rađanja. Drugim riječima, Veliki prasak nije nužno bio početak svega - samo ova verzija svemira. Prije našeg postojao je još jedan svemir: nakon pretjeranog širenja, smanjio se, srušio se i započeo ponovno (nešto poput reinkarnacije, samo u kozmičkim razmjerima).
Vjeruje se da ovom oporavku prethodi kontrakcija, suprotna Velikom prasku, kada se širenje svemira zaustavi u određenoj točki - posebno kada prosječna gustoća prostora-vremena postane kritična. Nakon započinjanja kolapsa, sva postojeća materija trebala bi se stisnuti u super gusto stanje (možda nešto slično singularnosti crne rupe).
Oporavak će započeti čim se stvar stisne na Planckovu ljestvicu; barem tako kaže teorija. Znanstvenici vjeruju da, ako preispitamo posljedice moguće velike kompresije, u teoriji možemo preispitati ponašanje crnih rupa.
Što ako, umjesto da se jezgra supernove sruši u beskrajno gustu točku (singularnost) - prema našoj pretpostavci da tako nastaju crne rupe zvjezdane mase - ovaj kolaps suspendira "kvantni tlak", koji izgleda kao "sprečavanje pada elektrona na jezgru atom ".
Ova ideja sama po sebi nije toliko apsurdna. Napokon, poseban pritisak - neutronska degeneracija - može zaustaviti kolaps zvijezde na određenom pragu mase (ostavljajući neutronske zvijezde ili pulsare iza sebe), dok degeneracija elektrona obavlja isti zadatak za zvijezde koje teže težini našeg Sunca.
Uz to, kvantni učinak koji sprječava kolaps materije do beskonačne gustoće, vjeruju znanstvenici, u velikoj mjeri značio bi da se odskok „ne događa kad svemir dostigne Planckovu veličinu, kao što se prethodno očekivalo; javlja se kada gustoća energije materije dosegne Planckovu gustoću. Svemir "odskače" kad gustoća energije materije dosegne Planckovu ljestvicu, najmanju moguću veličinu u fizici."
"Drugim riječima, kvantna gravitacija može postati relevantna kada je obujam Svemira za 75 redova veličine veći od Planckova", pišu autori rada objavljenog u bloku arXiv.
U potrazi za Planckovom zvijezdom
Naravno, ako jedan od tih "predmeta" postoji, bit će nezamislivo malen (čak i u usporedbi s atomom), promjera 10 ^ -10 centimetara. Pa ipak, to će biti 30 redova veličine veće od Planckove duljine (što je 1,61619926 x 10 ^ -35 metara).
Što se tiče toga kako će Planckova zvijezda izgledati promatraču, a to je doista zanimljivo, čimbenik vremenskog širenja bit će posebno očit. Vrijeme dok se kreće ne ide isto za sve. Teče različito na površini Zemlje i u niskoj Zemljinoj orbiti, iako je učinak zanemariv. Brzina kojom krpelji trebaju dramatično varirati oko masivnih zvijezda i planeta, kao i oko crnih rupa.
Prije nego što svjetlost prijeđe horizont događaja, počinje osjećati vremensko širenje. Ne možemo biti sigurni u ovo - ne znamo ni što se događa unutar crnih rupa - ali neki od najboljih umova na svijetu sugeriraju da se vrijeme gotovo u potpunosti zaustavlja. Ali to ne možete vidjeti izvana.
Ako je to teško razumjeti i ako ste gledali film Međuzvjezdani, sjetite se epizode s vodenim svijetom. (Upozorenje o spojleru). Zbog blizine Gargantue - crne rupe, crvotočine kroz koju je tim prošao - sat vremena za ljude na površini planeta bio je jednak desecima godina drugdje. Zbog toga, i unatoč činjenici da je prvi čovjek sletio na ovaj planet deset godina ranije, moguće je da je ženska astronautka tamo ostala samo nekoliko sati dok nije došla druga skupina. Njezin je svjetionik bio aktivan, ali prijenosi nisu primljeni.
Čak i tako: bilo koja Planckova zvijezda može živjeti samo trenutak prije "odskoka": približno "duljine vremena koje je svjetlu potrebno da bi ga prevladalo." Ali za vanjskog promatrača živjet će milijunima ili čak milijardama godina … nastavljajući postojati uz samu crnu rupu.
Manje problema
U ovom trenutku počinjete shvaćati točno ono što fizičari vide u ovom čisto teoretskom modelu. U konačnici se vraća natrag u crnu rupu i paradoks informacija. Prema znanstvenicima, ako singularnost zamijenimo Planckovom zvijezdom, ovaj paradoks prestaje biti problem.
Oni tvrde da će se nakon vremena X crne rupe, koje polako gube masu tijekom svog života zbog postupne emisije Hawkingova zračenja, na kraju sudariti s širenjem Planckovih zvijezda u njihovim jezgrama: u jednom će trenutku biti objavljene sve informacije koje pohrani …
Što drugo? Znanstvenici kažu da Planckove zvijezde mogu "proizvesti detektabilni signal, kvantno-gravitacijskog podrijetla, s valnom duljinom reda veličine 10-14 cm". Drugim riječima, možda postoji način da ga se pronađe ili barem suzi područje pretraživanja gledajući određene potpise gama zraka. Možda smo takav potpis već pronašli, ali za njega jednostavno ne znamo.
Ilja Khel
