Številske simulacije so fizike usmerile v območje črnih lukenj, kjer je treba kršiti predvidljivost fizikalnih zakonov. V takšnem območju naslednja stanja sistema morda niso posledica trenutnih, kar je v newtonski mehaniki in klasični elektrodinamiki nemogoče. Članek z rezultati je bil objavljen v reviji Physical Review Letters.
Običajno fizične teorije govorijo o determinizmu sveta, predvidljivosti prihodnosti: če so začetni pogoji znani, potem lahko s poznavanjem fizikalnih zakonov stanje izračunamo vsak trenutek v prihodnosti. Takšna teorija je na primer newtonska mehanika. Enako velja za klasično elektrodinamiko: če natančno poznate porazdelitev električnih in magnetnih polj v prostoru, lahko določite njihovo stanje kadar koli z uporabo Maxwellovih enačb. Tudi v kvantni mehaniki Schrödingerjeva enačba ne omogoča naključnosti: če natančno poznamo valovno funkcijo v začetnem trenutku, potem nedvoumno govori o njeni evoluciji časa v katerem koli časovnem intervalu.
V novem delu skupina teoretikov pod vodstvom Vitorja Cardosa z Lizbonske univerze preučuje zlom nabito zvezde v črno luknjo in ta pojav modelira v okviru splošne relativnosti. Posledično se izkaže, da lahko v tem procesu nastane regija, katere fizike ni mogoče predvideti s poznavanjem začetnega stanja zvezde.
Po enem od teoremov v okviru splošne relativnosti obstaja največje območje prostora-časa, ki ga ti začetni pogoji edinstveno določijo. Če to območje ni celoten obstoječi prostor, potem se po definiciji izkaže, da obstajajo območja, katerih stanje ni določeno s prvotnimi pogoji. Angleški znanstvenik Roger Penrose je formuliral hipotezo, ki se je imenovala načelo močne kozmične cenzure. Trdi, da se to ne more zgoditi, to pomeni, da nedvoumno določljivo območje ni del večjega prostora.
Tvorba nabito črne luknje, ki jo opisuje metrika Reissner - Nordstrom, to načelo na prvi pogled krši, saj je v tem primeru oblikovano obzorje Cauchy znotraj črne luknje, do katere prostor-čas ostane gladek, onstran njega pa se lahko razširi na neskončno število načinov. Toda na drugi strani je ta površina nestabilna in kakršna koli motnja jo uniči, vodi k oblikovanju singularnosti in pravičnosti načela kozmične cenzure.
Novo delo raziskuje propad zvezde v črno luknjo s skoraj mejnim nabojem ob upoštevanju kozmološke konstante (Λ-izraz v Einsteinovih enačbah). Izraz Λ je zelo majhen in ga običajno upoštevamo le v kozmoloških študijah, vendar je bilo dokazano, da pozitivna vrednost Λ vodi v bolj stabilno obzorje Cauchy. Posledično, tudi če upoštevamo vznemirjenja, razhajanje med parametri prostora in časa na obzorju Cauchy ni veliko, kar omogoča reševanje Einsteinovih enačb tudi na samem obzorju. To krši načelo močne kozmične cenzure.
Prekinitev ukrivljenosti na Cauchijevem horizontu, dobljena v položaju omejujočega naboja in pozitivnega Λ-termina, je podobna udarnemu valu v tekočini. Izkaže se, da bi skozi njega lahko prodrlo dovolj močno telo. Lahko si predstavljamo opazovalca, ki skače v črno luknjo in prečka Cauchy obzorje. V tem primeru se njegova prihodnost izkaže za negotovo.
Dokaz veljavnosti izvedene analize je še vedno potreben, saj so avtorji upoštevali le linearno teorijo motenj. Omeniti velja tudi, da se astrofizične črne luknje z omejevalnimi naboji ne morejo tvoriti, saj ni tako visoko nabitih zvezd. Vendar se obzorje Cauchy pojavi tudi pri vrtečih se črnih luknjah, čeprav imajo manj simetrije. Prav tako delo ni upoštevalo hipotetičnih kvantnih učinkov, ki so na takšnih področjih lahko močni.
Promocijski video: