21:59
Мини-фрактальная Вселенная может находиться внутри заряженных черных дыр (если они существуют)

Черные дыры, пожалуй, самые странные и малоизученные объекты в нашей Вселенной. С таким огромным потенциалом-будучи связанными со всем, от червоточин до новых младенческих вселенных-они засасывали физиков в течение десятилетий.

Но какими бы странными ни были эти известные объекты, можно было бы придумать еще более странные типы черных дыр. В одной перевернутой гипотетической версии вселенной может существовать причудливый тип черной дыры, более странный, чем эскиз М. К. Эшера. Теперь команда исследователей погрузилась в математическое сердце так называемых заряженных черных дыр и обнаружила множество сюрпризов, включая ад пространства-времени и экзотический фрактальный ландшафт ... и потенциально больше.

Добро пожаловать в голографический сверхпроводник

Существуют всевозможные потенциальные, гипотетические черные дыры: с электрическим зарядом или без него, вращающиеся или неподвижные, окруженные материей или плавающие в пустом пространстве. Некоторые из этих гипотетических черных дыр наверняка существуют в нашей Вселенной; например, вращающаяся черная дыра, окруженная падающей материей, является довольно распространенным явлением. Мы даже сфотографировали одного из них .

Но некоторые другие виды черных дыр являются чисто теоретическими. Тем не менее, физики все еще заинтересованы в их изучении — погружаясь в их математические основы, мы можем реализовать новые отношения и следствия наших физических теорий, которые могут иметь реальные последствия.

Одной из таких теоретических черных дыр является электрически заряженная черная дыра, окруженная определенным видом пространства, известным как анти-де Ситтер. Не вдаваясь слишком глубоко в детали, этот вид пространства имеет постоянную отрицательную геометрическую кривизну, как лошадиное седло, которое, как мы знаем, не является хорошим описанием нашей Вселенной. (Космос с анти-де-Ситтеровским пространством, при прочих равных условиях, будет иметь отрицательную космологическую постоянную, что означает, что любая материя будет стремиться сгуститься в черную дыру, в отличие от известного ускоряющегося расширения, которое раздвигает вселенную.

Такого пространства в нашей Вселенной не существует, но это нормально: оказывается, что эти экзотические черные дыры все еще имеют удивительно сложные структуры, которые стоит исследовать.

Одна из причин, по которой это стоит исследовать, заключается в том, что заряженные черные дыры имеют много общего с вращающимися черными дырами, которые, безусловно, существуют в нашей Вселенной, но с заряженными черными дырами математически проще бороться. Таким образом, изучая заряженные черные дыры, мы можем получить некоторое представление о реальных вращающихся черных дырах.

Кроме того, физики обнаружили, что когда эти черные дыры становятся относительно холодными, они создают "дымку" квантовых полей вокруг своей поверхности. Эта дымка прилипает к поверхности, втягиваемая внутрь никогда не уставающей гравитацией самой черной дыры, но выталкиваемой наружу электрическим отталкиванием той же самой черной дыры. Туман квантовых полей, работающих в стабильности на поверхности, также известен как сверхпроводник. Сверхпроводники имеют реальные приложения (а именно, они могут передавать электрический ток без сопротивления), поэтому наблюдение за тем, как сверхпроводники играют в этих экзотических сценариях, помогает нам понять их математические структуры, которые потенциально могут привести к новым открытиям с реальными приложениями.

В исследовании, опубликованном в августе. 28 для препринтной базы данных arXiv команда исследователей недавно использовала язык сверхпроводимости, чтобы обнаружить, что лежит дальше под поверхностью этих гипотетических черных дыр.

Почти-червоточина

"Нормальные" заряженные черные дыры-те, что окружены типичным разнообразным пространством-временем, которое вы можете найти в нашей Вселенной, — имеют несколько причуд внутри. Во-первых, за горизонтом событий (границей каждой черной дыры, куда, упав, уже не выбраться) лежит нечто, называемое внутренним горизонтом, область интенсивных квантовых энергий. За ней находится червоточина, мост к белой дыре в каком-то другом уединенном участке Вселенной (по крайней мере, согласно математике).

Здесь я должен отметить, что мы действительно не знаем, существуют ли такие червоточины в реальной жизни, потому что математика заряженных черных дыр разрушается на внутреннем горизонте, и больше ничего нельзя узнать, Пока мы не разработаем новую физику. К счастью, заряженные черные дыры, окруженные анти-де-Ситтеровским пространством, которое мы пока будем называть сверхпроводящими черными дырами, избегают этой проблемы.

Хорошая новость заключается в том, что внутренний горизонт сверхпроводящей черной дыры разрушается, позволяя вам плавно проплыть мимо нее, не спагеттируясь, как вы сделали бы в обычной неподвижной черной дыре. Плохая новость заключается в том, что мост-червоточина внутри сверхпроводящей черной дыры также разрывается на части, поэтому вы не можете транспортировать себя к далеким звездам.

Но это не значит, что с вами не происходит ничего интересного. Как раз внутри того, что было бы внутренним горизонтом, внутренняя часть сверхпроводящей черной дыры становится немного пенистой.

Обычно частицы в реальных сверхпроводниках могут колебаться, поддерживая волны, плещущиеся взад и вперед в эффекте, известном как джозефсоновские колебания. И глубоко внутри этих черных дыр само пространство вибрирует взад и вперед. Если бы вы физически упали в одного из этих зверей, вы бы попали в ухабистую поездку.

Неужели жевание черной дыры спровоцировало "Коровий" взрыв в космосе?

Взрыв в космосе, названный AT2018cow и прозванный "коровой", возможно, был результатом того, что черная дыра разорвала на части белую карликовую звезду. Кредит: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

Странная Вселенная

Но как только вы преодолели вибрирующее пространство-время, то, что происходит дальше, становится поистине загадочным. Исследователи обнаружили, что самые внутренние области сверхпроводящей черной дыры могут представлять собой расширяющуюся Вселенную в гротескной миниатюре, место, где пространство может растягиваться и деформироваться с разной скоростью в разных направлениях.

Более того, в зависимости от температуры черной дыры некоторые из этих областей пространства могут вызвать новый виток колебаний, который затем создаст новый участок расширяющегося пространства, который вызовет новый виток колебаний, который затем создаст новый участок расширяющегося пространства, и так далее, и так далее во все меньших масштабах.

Это будет мини-фрактальная Вселенная, бесконечно повторяющаяся от больших масштабов к малым. Совершенно невозможно описать, каково было бы пересечь такой ландшафт, но это, несомненно, было бы странно.

В центре этого странного фрактального хаотического беспорядка находится сингулярность: точка бесконечной плотности, место, где находится каждый кусочек материи, когда-либо попадавший в черную дыру.

К сожалению, даже с их сверхзаряженными сверхпроводящими математическими методами исследователи не могут описать, что происходит в сингулярности. Вся известная физика рушится, требуя полного описания новых теорий гравитации.

Кто знает, что вы найдете в центре сверхпроводящей черной дыры, но, по крайней мере, вы будете наслаждаться поездкой вниз.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Ураганы, тайфуны и циклоны: тропические штормы Земли


Исследователи создают высокоточный чертеж протеома человека


Венера: может ли она действительно содержать жизнь? Новое исследование рождает сюрприз

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 68 | Добавил: admin | Теги: расширяющееся пространство, сверхпроводящая черная дыра, Черная дыра, самая черная дыра, виток колебаний, дыра, крайняя мера, внутренний горизонт, черный, вид пространства, заряженный черный дыр, вселенная, заряженные черные дыры, физик | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar