П’ять теорій про чорні діри, які вразять вас

Чорні діри є одними з найбільш суперечливих об’єктів у Всесвіті.

Вони десятиліттями захоплювали уяву громадськості, частково завдяки покійному Стівену Гокінгу, який перетворив їх із важкозрозумілої наукової теорії на джерело містичних див.

Вони також проникли в масову культуру через наукову фантастику, Star Trek і голлівудські журнали.

Але які п’ять найбільш дивних і захоплюючих теорій про чорні діри настільки незрозумілі, що вражають розум?

Ось MailOnline дивиться.

1. Вони оточені «вогняним кільцем».

У 2019 році астрономи зробили перше зображення чорної діри, розташованої у далекій галактиці.

Описаний вченими як “монстр”, він у три мільйони разів більший за Землю.

На зображенні видно дуже яскраве «вогняне кільце», як його описують дослідники, що оточує темну діру ідеальної форми.

«Це все одно, що дивитися у ворота пекла», — сказав Хейно Фальк з університету Радбауд у Неймегені, Нідерланди.

Коли чорні діри поглинають розсіяну речовину, яка знаходиться надто близько, вони стискають її в надгарячий диск сяючого газу.

На зображенні надмасивної чорної діри в центрі сусідньої галактики Мессьє 87 (M87) нижня частина кільця виглядає яскравою, оскільки гази звідти мчать до Землі.

Чорна діра також огинає світло навколо себе, що створює круглу тінь.

2. Вони мають “волосся”

У 2015 році покійний фізик, професор Стівен Гокінг, припустив, що чорні діри не є «вічними в’язницями», як багато хто вважав їх собою, додавши, що цілком можливо, що дані зісковзнули зі скелі.

Через рік він розширив теорію, сказавши, що відповідь полягає в частинках нульової енергії, або «тонких волосках», знайдених на горизонті чорної діри.

Він припускає, що частинки на горизонті подій, межі чорної діри, складатимуться з фотонів і гравітонів, які є субатомними пакетами світла та гравітаційної енергії.

Ці квантові частинки з дуже низькою або навіть нульовою енергією, що осідають на краю чорної діри, можуть захоплювати та зберігати інформацію, яка була знята з частинок, що впали в чорну діру.

Фактично це означає, що хоча частинки, які потрапляють у чорну діру, можуть зникнути, інформація про них все ще залишається на межі забуття в цьому «тонкому волосі» квантових частинок.

Фізик-теоретик порівняв повернення інформації з палаючою енциклопедією, де технічно інформація не буде втрачена, але її буде надзвичайно важко розшифрувати.

Ця гіпотеза не була доведена, але вона може допомогти вирішити давній парадокс про те, що відбувається з газом і пилом, які впали в чорну діру.

3. Виділяє газ фонтанами

Сильне гравітаційне зчеплення чорної діри означає, що ніщо не може вирватися, якщо воно підійде занадто близько до краю діри.

Але багато з цих таємничих об’єктів насправді оточені скупченнями газу та пилу, які оточують чорні діри, як вода, що стікає в каналізацію.

Згідно з дослідженням 2018 року, це накопичення матеріалу є триетапним процесом.

Спочатку холодний газ утворює біля площини обертання диск, який нагрівається до розпаду частинок.

Деякі з цих частинок викидаються над і під диском, а потім падають назад, утворюючи структуру, схожу на фонтан.

Альтернативні спостереження також свідчать про те, що цей рух створює дугоподібні кільця, що оточують внутрішні стовбури матерії, які вилітають прямо в повітря і дуже схожі на фонтани.

4. Вони є джерелом темної енергії

Минулого місяця вчені з Імперського коледжу Лондона зробили захоплюючу заяву про чорні діри.

Вони різко показали, що ця речовина насправді може бути джерелом невідомої енергії, відомої як темна енергія.

По суті, теорія Великого вибуху про створення нашого Всесвіту спочатку передбачала, що його розширення сповільниться — або навіть почне стискатися — через силу тяжіння.

Але в 1998 році астрономи з подивом виявили, що Всесвіт не тільки розширюється, але це розширення також прискорюється.

Щоб пояснити це відкриття, було припущено, що «темна енергія» відповідає за відштовхування предметів із силою, більшою за силу тяжіння.

Це було пов’язано з концепцією, запропонованою Ейнштейном, але пізніше відкинутою – «космологічна константа», яка протистоїть гравітації та запобігає колапсу Всесвіту.

Однак чорні діри створили проблему — важко протистояти їх інтенсивній гравітації, особливо в їхніх центрах, де все, здається, згортається у явище, яке називається «сингулярність».

Щоб заглибитися в проблему, A.J Команда з 17 дослідників з дев’яти країн вивчала дев’ять мільярдів років еволюції чорної діри.

Вони спостерігали за стародавніми сплячими галактиками та виявили, що чорні діри набирають масу відповідно до того, що вони містять енергію вакууму, або темну енергію.

Дійсно, розмір Всесвіту в різні моменти часу дуже пропорційний масі надмасивних чорних дір у ядрах галактик.

Іншими словами, кількість темної енергії у Всесвіті можна розрахувати за енергією вакууму чорної діри – це означає, що чорні діри є джерелом темної енергії.

5. Вони можуть бути «чорними дверима» в інші частини Всесвіту

Глибоко всередині чорної діри є гравітаційна сингулярність, де простір-час вигинається до нескінченності, і будь-яка матерія, яка проходить крізь неї, може вижити.

Принаймні так він завжди думав.

Однак у недавньому дослідженні дослідники припустили, що насправді може бути вихід через червоточину в центрі чорної діри, яка діє як «чорний дорік».

Згідно з цією теорією, все, що проходить через чорну діру, буде «каламутним» або розтягнутим до крайності, але повернеться до свого нормального розміру, коли з’явиться в іншій частині Всесвіту.

Хоча малоймовірно, що людина переживе цей процес, дослідники кажуть, що матерія всередині чорної діри не буде втрачена назавжди, як вважалося раніше, а натомість буде вислана в інший регіон Всесвіту.

Дослідники кажуть, що для створення червоточини не знадобиться «чужа» енергія, як це передбачає теорія гравітації Ейнштейна.