Черные дыры остаются одними из самых загадочных объектов во Вселенной. Еще полвека назад они казались едва ли не фантастикой, но сегодня ученые не только фиксируют их существование, но и открывают тайны, которые ставят под сомнение привычные законы физики. Главный вопрос, который волнует исследователей и любителей космоса: могут ли черные дыры служить своеобразными туннелями в другие части Вселенной? Или это — лишь мираж нашего воображения, подпитанного фантастикой и гипотезами смелых физиков?
Тайна, которая не отпускает: парадокс информации
Одна из главных загадок черных дыр заключается в так называемом парадоксе информации. Согласно общей теории относительности, ничего не может покинуть пределы горизонта событий черной дыры, даже свет. Это означает, что все данные о поглощённой материи должны исчезать бесследно. Но квантовая механика утверждает обратное: информация не может быть полностью уничтожена.
Черная дыра.PicLumen
Именно этот парадокс пытался разгадать Стивен Хокинг — один из самых известных исследователей черных дыр. Его работы показали, что черные дыры могут постепенно испаряться, излучая так называемое «излучение Хокинга». Но каким образом при этом сохраняется информация — остается одним из самых острых и нерешённых вопросов современной теоретической физики.
Червоточины: любимая гипотеза фантастов
В популярной культуре черные дыры часто изображают в виде порталов, соединяющих далекие уголки космоса. В научной среде подобные гипотетические объекты называют червоточинами. Эта идея родилась из решений уравнений Эйнштейна: теоретически в пространстве-времени могут существовать туннели, связывающие разные его области.
Но у этой красивой гипотезы множество слабых мест. Прежде всего, пока не найдено ни одного убедительного доказательства существования червоточин. Более того, физические модели их устойчивости крайне спорны: подобные конструкции, если они вдруг появляются, тут же должны схлопываться, не позволяя использовать их как «космические тоннели».
Теория струн и «космические комки»
Современные физики ищут новые объяснения природы черных дыр. Одной из наиболее смелых идей стала теория струн, согласно которой весь мир состоит не из частиц, а из крохотных вибрирующих струн.
На основе этой теории профессор Самир Матхур из Университета штата Огайо предложил гипотезу «фаззболов» (от англ. fuzzball — «пушистый комок»). В отличие от привычного представления о черной дыре как о пустоте с сингулярностью в центре, фаззбол — это сложная вибрирующая структура, которая целиком заполняет объем черной дыры и способна излучать информацию.
Концепт червоточины.PicLumen
По сути, в этой модели черные дыры оказываются не порталами куда-то ещё, а колоссальными «энергетическими клубками» из струн. Это объяснение может снять парадокс информации, если информация не исчезает, а «распределяется» по этим струнам и постепенно излучается обратно во Вселенную.
Конец гипотезы червоточин?
В недавнем исследовании, опубликованном в Turkish Journal of Physics, Матхур и его коллеги проверили обе гипотезы — и червоточин, и фаззболов. Результаты оказались неожиданными: теория «туннелей» не выдержала проверки. Вычисления показали, что в существующих вариантах модели червоточины попросту не согласуются с законами физики.
Иными словами, черные дыры не могут быть пустотами с массой, спрятанной в центре, а потому их нельзя рассматривать как порталы во времени и пространстве.
Зато модель «пушистых комков» показала гораздо больше согласия с физическими теориями. Если этот подход окажется правильным, то нам предстоит радикально пересмотреть наше понимание черных дыр: вместо «воронок» в неведомое они окажутся «комками Вселенной», в которых сливаются квантовые вибрации и гравитация.
Черные дыры — больше, чем мы думаем
Новые данные не разрушают романтическую мечту о путешествиях через Вселенную, но напоминают: реальность зачастую удивительнее фантазий. Если черные дыры действительно являются фаззболами, то это значит, что мы стоим на пороге объединения квантовой механики и гравитационной теории.
Фаззбол — пушистая черная дыраPicLumen
Это объединение — своего рода «святой Грааль» физики, ведь оно обещает раскрыть подлинную структуру реальности. Быть может, черные дыры не ведут в другие миры, но они содержат ключ к тому, чтобы понять, что такое Вселенная на самом фундаментальном уровне.
И всё же…
Возможно, романтическая теория о черных дырах-порталах никогда не подтвердится. Но не стоит забывать, что менее ста лет назад многие физики считали сами черные дыры «математической фантазией». Сегодня они — сфотографированы, изучаются, и даже стали своеобразными символами космоса.
Кто знает, возможно, завтра окажется, что «пушистые клубки» тоже — лишь временная гипотеза, и будущее подарит нам еще более странные открытия.
