Nimajo jasnega obzorja dogodkov. To izjavo je dal nihče drug kot Stephen Hawking (Stephen Hawking); Kaj torej pomeni, da črnih lukenj ni več? Odvisno je od tega, ali je Hawkingova nova ideja pravilna in kaj mislite s črno luknjo. Zahtevek temelji na nov članek Hawkinga, v katerem trdi, da horizont dogodkov črne luknje ne obstaja.

Obzorje dogodkov je v bistvu točka brez vrnitve, ko se približate črni luknji. V Einsteinovi splošni teoriji relativnosti je obzorje dogodkov tam, kjer sta prostor in čas tako ukrivljena zaradi gravitacije (privlačnost, univerzalna gravitacija), da nikoli ne morete pobegniti. Prestopite obzorje dogodkov in premikate se lahko samo naprej, ne nazaj. Težava z "enosmernim" obzorjem dogodkov je, da vodi do tega, kar je znano kot informacijski paradoks.

Profesor Stephen Hawking med letenjem v ničelni gravitaciji. Kredit: nič G.

Informacijski paradoks izvira iz termodinamike, in sicer drugega zakona termodinamike. V najpreprostejši obliki ga lahko navedemo kot "toplota teče od vročih predmetov do hladnih predmetov". Toda ta zakon je bolj uporaben, če ga izrazimo v smislu entropije. Na ta način se formulira kot "entropija sistema se nikoli ne more zmanjšati". Mnogi ljudje razlagajo entropijo kot merilo neurejenosti sistema ali "neuporabnega" dela sistema. Kar bi pomenilo, da bi sčasoma vse postalo manj uporabno. Toda entropija je pravzaprav raven informacij, ki jih potrebujete za opis sistema. Urejen sistem (kroglice, tako rekoč enakomerno razporejene v mreži) je enostavno opisati, ker imajo predmeti enostavne povezave med seboj. Po drugi strani pa neurejen sistem (kroglice, raztresene naključno) zahteva več informacij za opis, ker zanje ni preprostega vzorca (modela). Torej, ko drugi zakon pravi, da se entropija nikoli ne more zmanjšati, to pomeni fizične informacije sistema ni mogoče zmanjšati. Z drugimi besedami, informacij ni mogoče uničiti.

Težava z obzorjem dogodkov je, da lahko vržete predmet (z veliko entropije) v črno luknjo in entropija bi preprosto "izginila" ("nič ven"). Z drugimi besedami, entropija vesolja bi postala manjša, kar je v nasprotju z drugim zakonom termodinamike. Seveda ne upošteva kvantnih interakcij, in sicer tistega, kar je znano kot sevanje Hawking, ki Stephen Hawking prvič predlagan leta 1974.

Prvotna ideja sevanja Hawking izhaja iz načela negotovosti Heisenberg kvantna fizika. V kvantni fiziki (kvantni teoriji) obstajajo omejitve glede tega, kar je mogoče vedeti o predmetu. Na primer, ne morete vedeti natančne energije predmeta. Zaradi te negotovosti lahko energija sistema spontano niha toliko, da ostane v povprečju konstantna. hawking dokazali, da se lahko pari delcev pojavijo v bližini obzorja dogodkov, kjer se en delec ujame znotraj obzorja dogodkov (malo zmanjša maso črne luknje), medtem ko lahko drugi "uide" kot sevanje (odnese nekaj energije črne luknje). ).

Sevanje Hawking blizu obzorja dogodkov. Zasluge: NAU.

Ker se ti kvantni delci pojavljajo v parih, so "zapleteni" (kvantno vezani). Pravzaprav ni pomembno, dokler ne želite sevati Hawking oddajal informacije v črni luknji. V izvirnem besedilu Hawking, so se delci pojavljali naključno, tako da je bilo sevanje iz črne luknje čisto naključno. Zato sevanje Hawking vam ne dovoli vračanja zajetih podatkov.

Pustiti sevanje Hawking odnesel informacijo iz črne luknje, bi bilo treba prepleteno vez med pari delcev prekiniti na obzorju dogodkov, tako da bi se lahko ubežni delec namesto tega zapletel s snovjo, ki nosi informacije, znotraj črne luknje. Ta kršitev prvotne prepletenosti bi povzročila, da bi delci na površini obzorja dogodkov izgledali kot močan "požarni zid" (požarni zid, "ognjeni zid"). To bi pomenilo, da vse, kar je padlo v črno luknjo, ni proizvedlo v črni luknji. Namesto tega bi snov ob izpustu izhlapela Hawking ko doseže obzorje dogodkov. Potem se zdi, da se bodisi fizične informacije predmeta izgubijo, ko pade v črno luknjo (informacijski paradoks), bodisi predmeti izhlapijo, preden vstopijo v črno luknjo (paradoks požarnega zidu).

V tem novem članku hawking ponuja drugačen pristop. Namesto da bi gravitacija ukrivila prostor in čas v obzorju dogodkov, trdi, da so kvantna nihanja v sevanju boljša Hawking ustvariti plast turbulence na tem področju. Torej bi črna luknja imela namesto jasnega obzorja dogodkov vidno obzorje, ki je videti kot obzorje dogodkov, vendar omogoča uhajanje informacij. hawking trdi, da bi bila turbulenca tako velika, da bi bile informacije, ki bi zapustile črno luknjo, tako zmešane, da jih ni bilo mogoče več obnoviti.

Če Stephen Hawking prav, potem bi rešil paradoks informacij/požarni zid, ki pesti teoretično fiziko. Črne luknje bi v astrofiziki še vedno obstajale (tista v središču naše galaksije ne gre nikamor), vendar bi izgubile obzorje dogodkov. Poudariti je treba, da članek ni recenziran in mu manjkajo podrobnosti. To je bolj predstavitev ideje kot podrobna rešitev paradoksa. Potrebne bodo nadaljnje raziskave, da ugotovimo, ali je ta ideja rešitev, ki jo iščemo.

Črne luknje so izraz, ki ga je leta 1967 skoval ameriški teoretični fizik John Wheeler. Tako je imenoval območje v vesolju, katerega gravitacijska privlačnost je tako velika, da ga niti predmeti, ki se premikajo s svetlobno hitrostjo, ne morejo zapustiti. Obstoj črnih lukenj je osnova številnih teorij, ki opisujejo evolucijo galaksij in zvezd, čeprav je vprašanje njihovega resničnega obstoja povezano s tem, kako pravilna je teorija gravitacije. Kljub temu, da večina znanstvenikov ne dvomi o njihovem obstoju, se formalno ti predmeti štejejo za hipotetične.

Ker črne luknje ne oddajajo svetlobe in je ne odbijajo, je njihovo prisotnost mogoče zaznati le s teoretičnimi metodami – znanstveniki na primer opozarjajo na hitro vrtenje zvezd in odklon svetlobnih žarkov v bližini središč galaksij. Glavna značilnost črne luknje je velikost njenega obzorja dogodkov – meje, čez katero se nič ne more vrniti.

Leta 1974 je slavni znanstvenik Stephen Hawking postavil hipotezo, da bi črne luknje morale izginiti. Mersini-Houghton opisuje povsem nov scenarij: njeni izračuni so pokazali, da ob kolapsu zvezde pride do tako imenovanega Hawkingovega sevanja, zaradi katerega zvezda pod vplivom lastne gravitacije hitro izgubi svojo maso. In tako hitro, da ne postane črna luknja, ampak preprosto eksplodira, ne da bi oblikovala obzorja dogodkov.

"Ta problem preučujemo že več kot 50 let, vendar nam ta odločitev daje veliko za razmišljanje," pravi Mersini-Houghton. Številni astrofiziki menijo, da je naše vesolje nastalo iz singularnosti, ki se je začela širiti od velikega poka, če pa črne luknje ne obstajajo, bodo očitno morali premisliti svoje ideje.

MOSKVA, 24. januarja - RIA Novosti. Britanski teoretični fizik Stephen Hawking, eden od ustanoviteljev sodobne teorije črnih lukenj, predlaga ponovno preučitev ene od glavnih določb te teorije - obstoja "dogodkovnega horizonta" črne luknje, zaradi katerega ne snov ne energija. se lahko vrne v zunanji svet; ta "zapor" je le začasen, kar pomeni, da črne luknje v običajnem pomenu ne obstajajo, piše fizik v članku, objavljenem v elektronski knjižnici univerze Cornell.

"V klasični teoriji ni mogoče ubežati črni luknji<…>(Kvantna teorija) pa omogoča, da energija in informacije "pobegnejo" iz črne luknje," pravi Hawking, citiran na spletni strani Nature.

Določene so nove masne meje za hipotetične črne luknje v LHCFiziki, ki so delali pri detektorju CMS velikega hadronskega trkalnika, so analizirali podatke o trkih protonov, zbrane v letu 2012, in spet niso našli znakov rojstva mikroskopskih črnih lukenj v pospeševalniku, vendar so postavili nove meje mase za te objekte.

Ena od glavnih lastnosti črnih lukenj - tako "navadnih", ki nastanejo med gravitacijskim kolapsom v pozni fazi evolucije masivnih zvezd, kot supermasivnih v središčih galaksij - je prisotnost obzorja dogodkov ali Schwarzschildove krogle. , meja, preko katere gravitacija črne luknje postane tako velika, da je edini izhod preseči svetlobno hitrost. Ker je hitrost svetlobe mejna hitrost, potem po prevladujočih zamislih nič ne more zapustiti črne luknje.

Po Einsteinovi teoriji astronavt, ki leti skozi obzorje dogodkov, ne bo čutil ničesar – šele kasneje, ko se bo približal središču črne luknje in bo gravitacijski gradient (razlika v sili gravitacije na različnih točkah) narastel, bo njegovo telo raztegnite, dokler se ne spremeni v "špagete" in udarite v singularnost v središču.

2014: katere znanstvene ideje naj se upokojijoZnani znanstveniki so sestavili svoj seznam poljudnoznanstvenih idej, ki so v luči najnovejših raziskav in sodobnih pogledov izgubile pomen.

Leta 2012 je ameriški fizik Joseph Polchinski na podlagi kvantne teorije prišel do zaključka, da bi se moral na obzorju dogodkov pojaviti "ognjeni zid" iz visokoenergetskih delcev in sevalnih tokov. Vendar je to v nasprotju z Einsteinovimi idejami. Hawking je predlagal, da se ta paradoks reši z "odstranjevanjem" obzorja dogodkov.

Po njegovih domnevah kvantni učinki v bližini črne luknje tako močno izkrivljajo prostor-čas, da jasne meje obzorja dogodkov preprosto ne more obstajati. Po Hawkingu obstaja "navidezni horizont" (apparent horizon) - površina, na kateri se sevanje, ki zapusti središče črne luknje, le zakasni. Za razliko od klasičnega obzorja dogodkov lahko »navidezni« na neki točki izgine in kar je bilo v črni luknji, lahko pride ven.

"Odsotnost obzorja dogodkov pomeni, da ni črnih lukenj kot objektov, iz katerih sevanje nikoli ne more uiti," piše Hawking.

Sam znanstvenik ni opisal razlogov, zakaj bi navidezno obzorje lahko izginilo, vendar Don Page (Don Page) s kanadske univerze v Alberti meni, da se to lahko zgodi, ko črna luknja zaradi Hawkingovega sevanja postane tako majhna, da postanejo gravitacijski in kvantni učinki neločljivo.

Črne luknje ne obstajajo? 29. september 2014

In kot da vse to ni dovolj: zdaj obstajajo informacije, da sploh ne obstajajo. Ženska matematično dokazano da takšni astrofizični objekti, kot so črne luknje, preprosto ne morejo obstajati v naravi.

Ugotovimo podrobneje, kakšna različica je v znanosti ...

Laura Mersini-Houghton, profesorica fizike na Visoki šoli za znanost in umetnost Univerze v Severni Karolini, je z združevanjem dveh navidezno nasprotujočih si teorij matematično dokazala, da črne luknje sploh ne morejo obstajati. Njene raziskave znanstvenike ne silijo le k ponovnemu premisleku o strukturi prostora-časa, ampak tudi k ponovnemu premisleku o izvoru vesolja.

Črne luknje – izraz, ki ga je pred pol stoletja populariziral ameriški teoretik John Wheeler – so supermasivni relativistični objekti, katerih obstoj je osnova številnih astrofizičnih teorij, ki opisujejo evolucijo galaksij, zvezd, kvazarjev. In čeprav danes večina astronomov ne dvomi o njihovem obstoju, se formalno ti objekti štejejo za hipotetične.

Ker ti predmeti niti ne oddajajo lastne svetlobe niti ne odbijajo tuje svetlobe, je njihovo prisotnost mogoče določiti le s posrednimi metodami. Tako so znanstveniki o njihovem obstoju prepričani s hitrim vrtenjem zvezd v bližini središč galaksij in odklonom svetlobnih žarkov (lečiranjem), ki ga opazimo v bližini teh močno gravitacijskih objektov.

Astronomi poznajo dve vrsti črnih lukenj – zvezdne mase in supermasivne črne luknje z maso milijard sončnih mas.

Obstaja razprava o obstoju črnih lukenj vmesnih mas. Verjame se, da prvi tip nastane med kolapsom masivnih zvezd, ko zvezda, ko nabrekne, odvrže svoje zunanje plasti in se zruši navznoter pod vplivom lastne gravitacije. Izvor supermasivnih črnih lukenj povzroča polemiko med astronomi: ali so nastale sočasno z Vesoljem v strdkih temne snovi ali med propadom velikih plinskih oblakov.

Enako se bo zgodilo, če bo Zemlja stisnjena na velikost oreha: njena gostota se bo tako povečala, da se nobeno telo ne bo moglo odtrgati od njene površine, tudi če se premika s svetlobno hitrostjo.

Glavna značilnost črne luknje je velikost njenega obzorja dogodkov – namišljene površine, preko katere ne telo niti informacije ne morejo priti nazaj. Lepota črnih lukenj je v tem, da si nasprotujejo dve temeljni fizikalni teoriji – Einsteinovo teorijo gravitacije, iz katere izhaja možnost njihovega obstoja, in kvantno teorijo, ki domneva, da nobena informacija v Vesolju ne more nikamor izginiti.

Leta 1974 je slavni britanski znanstvenik Stephen Hawking napovedal, da bi morale črne luknje izhlapeti. Kvantna teorija pravi, da se v fizičnem vakuumu nenehno rojevajo pari delec-antidelec. Hkrati rojstvo takšnih parov v bližini obzorja dogodkov dopušča možnost, da bo en delec padel v črno luknjo, drugi pa ne. Tako lahko ubežni delci odnesejo veliko lukenj zaradi tako imenovanega Hawkingovega sevanja.

Omeniti velja, da je Hawking svojo teorijo predstavil kmalu po tem, ko se je leta 1973 v Moskvi srečal s sovjetskima fizikoma Jakovom Zeldovičem in Aleksejem Starobinskim.

Prepričali so Hawkinga, da lahko vrteča se črna luknja oddaja elektromagnetne valove in delce.

Marcini-Houghton je matematično opisal proces kolapsa masivnih zvezd in prišel do paradoksa. Njeni izračuni so pokazali, da ob kolapsu zvezde pride do Hawkingovega sevanja, zaradi česar zvezda hitro izgubi svojo maso.

In tako hitro, da gostota notranjih predelov preneha naraščati in nastajanje črne luknje se ustavi.

»Sam si ne morem opomoči od šoka. Ta problem preučujemo že več kot 50 let in ta odločitev nam daje veliko za razmišljanje,« je povedala raziskovalka.

Študija, ki je bila poslana v ArXiv, spletno skladišče nerecenziranih fizičnih raziskav, vsebuje natančne matematične rešitve tega problema in je bila pripravljena v sodelovanju s Haraldom Peifferjem, strokovnjakom za matematično relativnost z Univerze v Torontu (Kanada ). Prejšnja študija Mersini-Houston, ki je bila prav tako predložena ArXiv junija, je bila objavljena v Physics Letters B in vsebuje grobo rešitev problema, ki se preučuje.

Eksperimentalni podatki bodo morda nekega dne zagotovili fizični dokaz, da v vesolju obstajajo črne luknje. Vendar pa so na tej točki po besedah ​​Mersini-Houstona matematični sklepi dokončni.

Mnogi fiziki in astronomi verjamejo, da je naše vesolje nastalo iz singularnosti, ki se je začela širiti po velikem poku. Če pa singularnosti ne obstajajo, bodo morali znanstveniki ponovno razmisliti o teoriji velikega poka in celo o vprašanju, ali se je to dejansko zgodilo.

"Fiziki že desetletja poskušajo združiti ti dve teoriji - Einsteinovo teorijo gravitacije in kvantno mehaniko - in ta scenarij te teorije pripelje v harmonijo," pravi Mersini-Houston. - To je zelo pomembno."

Kaj dejansko ostane namesto masivnih zvezd, je mogoče razkriti z nadaljnjimi opazovanji. Eksplozije masivnih zvezd so že opazili v novejši zgodovini, zato so astronomi leta 1987 opazili najsvetlejšo supernovo SN 1987A. Vendar na njenem mestu še niso odkrili niti črne luknje niti nevtronske zvezde.

viri

http://www.gazeta.ru/science/2014/09/26_a_6235185.shtml

http://arxiv.org/abs/arXiv:1409.1837

http://www.newsfiber.com/p/s/h?v=EYb27xuC%2FrUc%3D+ABi3NuZBMb0%3D

http://nauka21vek.ru/archives/58918

In spomnil vas bom na nekaj drugega: ali poglejte, na primer, kako se to zgodi Originalni članek je na spletni strani InfoGlaz.rf Povezava do članka, iz katerega je narejena ta kopija -

Ameriški znanstvenik je predlagal, da črne luknje - eden od "temelnih kamnov" sodobne fizike - ne in ne morejo obstajati. Teorija, ki jo je predlagal, pojasnjuje pojav temne energije v vesolju.

Glede na opazovanja gibanja galaksij, ki so bila izvedena v zadnjih letih, je vesolje v 70 % sestavljeno iz tako imenovane "temne" ali nevidne energije, zaradi katere se širi z nenehno naraščajočo hitrostjo.

Po Nature, George Chaplin (George Chapline) iz nacionalnega laboratorija. Lawrence v Livermoru je predlagal, da propad masivnih zvezd vodi v nastanek ne črnih lukenj, kot verjame sodobna astrofizika, temveč posebnih zvezd, ki vsebujejo temno energijo. "Črne luknje skoraj zagotovo ne obstajajo," pravi.

Do zdaj je veljalo, da so črne luknje ena najbolj prepričljivih potrditev pravilnosti Einsteinove splošne teorije relativnosti, po kateri gravitacija ni nič drugega kot lastnost prostor-časa, ki ga deformirajo masivna telesa. Po teoretičnih načelih se pri nenadzorovanem stiskanju zvezde z maso, ki presega določeno mejno vrednost, ta kolaps nadaljuje, dokler se ne "zruši" do točke, iz katere "pasti", iz katere ne more uiti niti elektromagnetno sevanje.

Res je, da sam Einstein, poudarja George Chaplin, ni verjel v obstoj črnih lukenj. »Na žalost ni natančno pojasnil, zakaj,« pravi gospod Chaplin. Korenina problema je očitno v kvantni mehaniki, drugi revolucionarni teoriji dvajsetega stoletja, pri oblikovanju katere je neposredno sodeloval tudi Einstein.

Z vidika splošne teorije relativnosti v vesolju ni "univerzalnega časa". Poleg tega hitrost ure na splošno ni konstantna in je odvisna od tega, kje so. Hkrati je kvantna mehanika, kot poudarja George Chaplin, smiselna le, če obstaja univerzalni čas, sicer je njen aparat preprosto neuporaben.

Zlasti očitno razhajanje obeh teorij se kaže, ko poskušajo opisati fiziko dogodkov, ki se dogajajo blizu tako imenovanega "obzorja dogodkov" hipotetične črne luknje. Oddaljenemu opazovalcu se bo zdelo, da se je čas tukaj praktično ustavil. Toda za posadko zvezdne ladje, ki pade v "miselnem eksperimentu" v črno luknjo, bo čas minil kot običajno. »Splošna teorija relativnosti napoveduje, da se v obzorju dogodkov ne bo nič zgodilo,« pravi gospod Chaplin.

Kljub temu so teoretiki že pred tremi desetletji opozarjali, da bi morala po zakonih kvantne mehanike snov postati »preobčutljiva« na najmanjše motnje blizu obzorja dogodkov. »Ta rezultat je bil hitro pozabljen,« pravi gospod Chaplin, »ker se ne ujema z napovedmi splošne relativnosti. Toda v resnici je rezultat popolnoma pravilen."

Čudno obnašanje snovi, poudarja, je značilen znak kvalitativnega »faznega prehoda« prostorsko-časovnega kontinuuma. V tem primeru kolaps masivne zvezde ne vodi do nastanka črne luknje, temveč do pojava predmeta (»zvezde«), sestavljenega iz temne energije, zaradi česar nastanejo zanimivi in ​​skrivnostni gravitacijski učinki.

Zunaj bo takšna zvezda podobna črni luknji z močnim gravitacijskim poljem. Toda znotraj nje lahko "negativna" gravitacija temne energije privede do dejstva, da se bo snov "odbila" od nje. Če je zvezda dovolj velika, v svojem članku poudarja gospod Chaplin, se bodo od nje "odbili" elektroni spremenili v lastne antidelce - pozitrone -, ki bodo ob izničenju z elektroni privedli do nastanka značilnega gama sevanja. V tem primeru se spekter sevanja hipotetičnega objekta z maso 1 milijon sončnih mas v območju enot MeV dobro ujema z razporeditvijo anihilacijskega sevanja 511 keV, ki prihaja iz osrednjega območja Galaksije. Tudi ta spekter je zelo podoben spektru izbruhov gama žarkov, zaradi česar jih je mogoče interpretirati kot posledico padca snovi, vendar ne na črne luknje, temveč na zvezde s temno energijo. Po besedah ​​Georgea Chaplina je vesolje polno "primordialnih" zvezd s temno energijo, ki so nastale ob zori vesolja ne kot posledica propada zvezd, ampak kot posledica deformacije prostor-časa.