Ученые считают, что черная дыра – это «пушистый клубок» из струн

Некоторые физики считают, что черная дыра по периметру окружена файерволом, сжигающем все, что попадает в ее гравитационное поле. Однако команда ученых из Университета штата Огайо провела новые расчеты того, что произойдет, если в типичную черную дыру, массой в одну солнечную массу, упадет электрон.

«Вероятность того, что электрон столкнется с фотоном излучения и сгорит – незначительна, и она становится еще меньше, если мы говорим о более крупных известных черных дырах», – говорит Самир Матур, профессор физики в Университете штата Огайо. Исследование было опубликовано в журнале Joyrnal of High Energy Physics.

Новое исследование основано на работе 2004 года, проведенной Матуром, в которой теоретизировалось, что черные дыры похожи на огромные, беспорядочные клубки ниток, набирающие все больше и больше веса, когда в них попадают новые объекты. Согласно Матуру, та теория разрешила знаменитый «информационный парадокс» черных дыр, описанный Стивеном Хокингом в 1975 году. В своем исследовании Хокинг пришел к заключению, что частицы, попадающие в черную дыру, больше никогда не смогут выбраться из нее. Но это шло вразрез с законами квантовой механики, что и создало парадокс.

Идея файервола появилась в 2012 году, когда четыре физика из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре спорили о том, что любой объект, похожий на клубок, был бы окружен огненным кольцом, которой будет сжигать любую материю еще до того, как она достигнет его поверхности.

«В новом исследовании мы показали недостаток в идее файервола», – говорит Матур.

Черные дыры – это точки в пространстве с такой мощной гравитацией, что даже свет не может выбраться из них. Это притяжение уплотняет любую материю, которую затягивают черные дыры. Несмотря на то, что эти объекты невидимы, ученые выяснили, что они отличаются по размеру, изучив поведение звезд и газа, окружающих их.

Спустя долгие месяцы после математических расчетов, команда Матура добилась объяснения, поддерживающего их теорию отсутствия файервола. Она построена на теории струн, научной концепции, предполагающей, что Вселенная состоит из субатомных струнно-подобных трубок энергии. Эта идея уходит корнями в попытку примирить квантовую механику и теорию относительности. Матур всегда считал себя одним из ученых, которые настроены скептически по отношению к файерволу.

«Вопрос состоит в том, в какой момент черная дыра вас захватывает? Мы считаем, что в процессе приближения человека к горизонту, поверхность клубка нарастает и захватывает его до того, как он достигнет самой горячей части излучения, и это ключевое обнаружение в этом физическом исследовании, упраздняющее доводы в пользу файервола, – говорит он. – Как только человек, падающий в черную дыру, запутывается в «струнах», сложно сказать наверняка, что он испытывает. Идея файервола была похожа на быстрое решение доказательства того, что предмет, падающий сквозь горизонт, сгорает. Но теперь мы видим, что здесь нельзя делать такие поспешные выводы; что бы ни происходило можно разрешить только детальными расчетами в теории струн».