Черные дыры могут быть не такими «простыми», как мы думали, предполагает новая статья

Черные дыры — это двигатели хаоса, разносящие радиацию по космосу и забрасывающие размазанные внутренности мертвых звезд в свои бездонные животы. Но когда дело доходит до этого, даже самые большие черные дыры кажутся относительно простыми существами.

В отличие от любой другой звезды, планеты и камня во Вселенной, все, что вам нужно знать о тихой, Одинокую черную дыру можно описать тремя точками: массой, угловым моментом и зарядом – по крайней мере, в соответствии с метафорически названной «теоремой об отсутствии волос».

Как только светящаяся масса звездной пыли появилась Коллапсировав в точку невообразимой плотности, некогда сложная смесь элементов исчезает в яме невозврата, фактически превращая каждую черную дыру в одно и то же. Фактически, все они могут быть описаны одним коротким и простым уравнением, называемым решением Керра.

Под «волосами» подразумевается вся остальная информация о материи, которая сформировала черную дыру или засасывается в нее – согласно нашему пониманию, все это должно течь по улице с односторонним движением мимо горизонта событий черной дыры, не оставляя волосков, соединяющих внутренности черной дыры с внешней Вселенной.

Но, возможно, мы являемся немного поспешил. Группа исследователей из Саутгемптонского и Кембриджского университетов в Великобритании и Института космических наук Барселонского университета (ICCUB) в Испании выявила обстоятельства, при которых черные дыры могут стать немного… волосатыми.

Теорема об отсутствии волос опирается на несколько основных предположений об их изоляции в космосе и, основываясь на наблюдениях за гравитационными волнами, распространяющимися в результате их столкновений, пока что кажется верной.

Но это новое В статье описаны некоторые сценарии, в которых эта уникальность может быть нарушена.

Характерное «облысение» черной дыры в некоторой степени является признаком ее доминирования над ближайшими соседями.

Ключевое предположение здесь заключается в том, что пространство вокруг черной дыры «пустое», и никакая энергия не влияет на черную дыру или засасываемую в нее материю.

Даже в присутствии окружающих звезд или других черных дыр система будет кружиться и выходить из равновесия в течение нескольких тысячелетий, прежде чем осядет в одну и ту же простую ямку в пространстве-времени.

Тем не менее, исследователи предполагают, что если каждый член двойной системы черных дыр проглотит достаточно материала с определенным зарядом, они теоретически должны сами стать достаточно заряженными, чтобы оттолкнуть своего партнера.

Как пишет команда в своей статье, если отталкивание уравновесит притяжение, они смогут оказаться в стабильном равновесии, создав одного могучего зверя с множеством горизонтов, не нарушая при этом общую теорию относительности.

>С нашей точки зрения здесь, на Земле, это идеальное сочетание притяжения и отталкивания заставило бы две черные дыры выглядеть как одна. Подобно тому, как похожие яйца, выстроенные в один ряд в картонной упаковке, могут скрывать двойные желтки, одиночные черные дыры, которые мы сейчас изучаем, могут иметь немного более сложную структуру.

Вселенная может иметь еще одну силу в виде космологической силы. согласно этому последнему анализу, постоянна. Таинственного «толчка», стоящего за этим расширяющимся пространством, которое мы называем темной энергией, также может быть достаточно, чтобы удержать от слияния некоторые черные дыры определенной массы, мало чем отличающиеся от пар черных дыр с соответствующим зарядом.

Хотя это звучит просто, орбитальные черные дыры, идеально сбалансированные в потоках текущего пространства-времени, на первый взгляд кажутся невозможными, по крайней мере, согласно текущим теоремам.

Тем не менее, по мнению исследователей, эти теоремы не лишены некоторых ограничений.

Чтобы достаточно глубоко погрузиться в математику и по-настоящему проверить эту концепцию, математики, стоящие за исследованием, основываются на интуитивном применении физики старой школы, примененной к двум идентичным, невращающимся , незаряженных масс, которые они затем решают с помощью теоретизирования Эйнштейна, прежде чем анализировать свойства гипотетической пары.

Они обнаружили, что термодинамические свойства такого партнерства действительно сделают две вращающиеся по орбите черные дыры нестабильными, что звучит как плохие новости для поиска реальных примеров этих особых двойных систем.

Но, обобщив уравнения, включив в них черные дыры, вращающиеся в противоположных направлениях, они показали, что такие экзотические «волосатые» черные дыры могут оставаться повсюду, маскирующийся под одинокого, скучного старика.

Это исследование было опубликовано в Physical Review Letters.