Могут ли черные дыры быть созданы из чистого света? Теория новых бумажных вызовов.
Если сжать достаточное количество материала в одну точку, само пространство-время сморщится в сладком космическом поцелуе, известном как черная дыра.
Что касается сумм Эйнштейна, этот «вещество» включает в себя безмассовое свечение электромагнитного излучения. Учитывая E = mc2, который описывает эквивалентность между массой и энергией, сама энергия света теоретически должна быть способна создать черную дыру, если ее достаточное количество сконцентрировано в одном месте.
Прежде чем вы выключите большие лазеры и проделаете дыры в половицах Вселенной, есть одна вещь, которую исследователи из Мадридского университета Комплутенсе в Испании и Университета Ватерлоо в Канаде хотят, чтобы вы знали.
Прежде чем вы выключите большие лазеры и проделаете дыры в половицах Вселенной, есть одна вещь, которую исследователи из Мадридского университета Комплутенсе в Испании и Университета Ватерлоо в Канаде хотят, чтобы вы знали.
Прежде чем вы выключите большие лазеры и проделаете дыры в половицах Вселенной, есть одна вещь, которую исследователи из Мадридского университета Комплутенсе в Испании и Университета Ватерлоо в Канаде хотят, чтобы вы знали. p>
Нечто, называемое эффектом Швингера, может сделать все это невозможным еще до того, как вы начнете.
Общая теория относительности Эйнштейна представляет собой описание искажения пространства и времени в зависимости от присутствия энергии, например, содержащийся в массе. Поместите достаточно массы в одно место, и искажение станет настолько сильным, что ничто, даже свет, не ускользнет.
Еще в середине 1950-х годов американский физик-теоретик Джон Уиллер обнаружил, что в теории Эйнштейна нет ничего, что можно было бы исключить возможность того, что энергия в достаточной концентрации гравитационных или электромагнитных волн может исказить пространство-время настолько, чтобы удерживать те же самые волны на месте.
Он назвал этот экзотический объект геоном и считал его своего рода гипотетическая, крайне нестабильная частица.
Сегодня геоны — это пережиток эпохи научных размышлений, которые также подарили нам червоточины и белые дыры; теоретические игрушки, которые говорят нам больше о пределах математических моделей, чем о физической реальности.
Тем не менее, форма геона, которую Уилер назвал «кугельблиц», время от времени всплывает в научной фантастике, как фантастический источник энергии. По-немецки «шаровая молния». Предполагалось, что эти крошечные черные дыры размером с протон образуются в интенсивном фокусе невероятно энергичных лучей света, таких как футуристический мощный лазер.
В то время как общая теория относительности дает зеленый свет кугельблицу, у квантовой физики есть сомнения. Поэтому физик-теоретик Альваро Альварес-Домингес из Мадридского университета Комплутенсе и его команда подсчитали поведение электромагнитных полей, когда их энергия достигает экстремальных уровней.
Квантовый ландшафт похож на казино, где волны возможность постоянно пульсировать, как безостановочное колесо рулетки. Небольшие ставки редко приносят прибыль, но если положить на любой стол достаточно денег, выигрыш вам почти гарантирован.
Аналогично, сильное электромагнитное поле в пустом пространстве почти гарантирует появление пар электронов и позитронов. квантовый шквал бесконечных возможностей.
В статье, которая еще не прошла рецензирование, Альварес-Домингес и его команда показали, что это явление, известное как эффект Швингера, предотвращает образование кугельблица размером от почти в два раза больше Юпитера, вплоть до долей размера протона.
Фактически, накопление всего этого света в одном месте обеспечит необходимую энергию для возникновения пар заряженных частиц и летят со скоростью, близкой к скорости света, не позволяя растущей ямке в пространстве-времени когда-либо создать горизонт событий, определяющий черную дыру.
«Наш анализ убедительно свидетельствует о том, что образование черных дыр исключительно из-за электромагнитного излучения невозможно ни путем концентрации света в гипотетических лабораторных условиях, ни в результате естественных астрофизических явлений», — пишет команда в своем анализе.
Это не означает, что такая возможность полностью исключена. Исследователи признают, что в «исключительно экстремальных условиях» ранней Вселенной все могло быть по-другому.
Другие формы геона, например, основанные на гравитационных волнах, остаются диковинкой, которая также могла существовать в ранней Вселенной. зарождавшийся космос миллиарды лет назад.
Однако тем, кто сейчас рассчитывает на космический корабль с двигателем «кугельблиц», который доставит их к звездам, возможно, придется вернуться к чертежной доске.
Эта статья доступна на сервере препринтов arXiv.
