Чёрные дыры продолжают пленять учёных: это чисто гравитационные объекты, удивительно простые, но способные скрывать тайны, которые бросают вызов нашему пониманию законов природы. Большинство наблюдений до сих пор были сосредоточены на их внешних характеристиках и окружающей среде, оставляя их внутреннюю природу в значительной степени неизученной.
Новое исследование, проведенное в рамках сотрудничества между Университетом Южной Дании, Карловым университетом в Праге, Высшей международной школой передовых исследований (SISSA) в Триесте и Университетом Виктории в Веллингтоне в Новой Зеландии и опубликованное в журнале Physical Review Letters, рассматривает общий аспект самой внутренней области различных моделей пространства-времени, описывающих чёрные дыры, предполагая, что наше понимание этих загадочных объектов может потребовать дальнейшего изучения.
По словам автора-корреспондента, постдокторанта Рауля Карбальо-Рубио из исследовательского центра CP3-Origins при Университете Южной Дании, ключевой вывод этого исследования заключается в том, что «внутренняя динамика чёрных дыр, которая остается в значительной степени неизученной, может радикально изменить наше понимание этих объектов, даже с внешней точки зрения».
Решение Керра для уравнений общей теории относительности является наиболее точным представлением вращающихся чёрных дыр, наблюдаемых в гравитационной астрофизике. Оно изображает чёрную дыру как водоворот в пространстве-времени, характеризующийся двумя горизонтами: внешним, за пределами которого ничто не может избежать её гравитационного притяжения , и внутренним, который охватывает кольцевую сингулярность, область, где пространство-время, каким мы его знаем, перестает существовать. Эта модель хорошо согласуется с наблюдениями, поскольку отклонения от теории Эйнштейна за пределами чёрной дыры регулируются новыми физическими параметрами, которые управляют размером ядра и, как ожидается, будут довольно малыми.
Однако недавнее исследование, проведенное международной группой, выявило критически важную проблему, касающуюся внутренней части этих объектов: хотя было известно, что статический внутренний горизонт характеризуется бесконечным накоплением энергии, исследование показывает, что даже более реалистичные динамические чёрные дыры подвержены значительной нестабильности в относительно коротких временных масштабах. Эта нестабильность обусловлена накоплением энергии, которая экспоненциально растёт со временем, пока не достигнет конечного, но чрезвычайно большого значения, способного существенно повлиять на общую геометрию чёрной дыры и, таким образом, изменить её.
Конечный результат этого динамического процесса пока неясен, но исследование предполагает, что чёрная дыра не может стабилизироваться в геометрии Керра, по крайней мере, в течение длительных временных масштабов, хотя скорость и величина отклонений от пространства-времени Керра продолжают изучаться.
Как объясняет Стефано Либерати, профессор SISSA и один из авторов исследования, «Этот результат предполагает, что решение Керра — вопреки предыдущим предположениям — не может точно описывать наблюдаемые чёрные дыры, по крайней мере, в типичных временных масштабах их существования».
Понимание роли этой нестабильности, таким образом, необходимо для уточнения теоретических моделей внутренней части чёрных дыр и их связи с общей структурой этих объектов. В этом смысле это может обеспечить недостающее звено между теоретическими моделями и потенциальными наблюдениями физики за пределами общей теории относительности. В конечном счёте, эти результаты открывают новые перспективы для изучения чёрных дыр , предлагая возможность углубить наше понимание их внутренней природы и динамического поведения.
Её конек схемы в бизнесе, банковской и финансовой сфере.
