Ne glede na količino dokazov o obstoju črnih lukenj ostajajo v mejah teoretične fizike. Zaradi svojih lastnosti - strukture, pomanjkanja oddane svetlobe, lokacije in načina delovanja - črne luknje ostanejo v senci. Toda vsi znanstveniki, vključno s Stephenom Hawkingom, ne verjamejo, da morajo tradicionalne črne luknje nujno ostati v okviru sodobne fizike (lahko pa imajo idealne matematične rešitve) - nekateri gredo dlje in trdijo, da bi jih morali zamenjati z eno od veliko alternativ.
Nekatere alternative vključujejo gravastarje, hibridne črvine in zvezde kvarkov. Lani sta dva astrofizika - Carlo Rovelli (Univerza v Toulonu, Francija) in Francesca Vidotto (Univerza v Redboundu na Nizozemskem) - predstavila še enega: teoretični objekt, imenovan Planckova zvezda (Planckova zvezda). Standardnega modela črne luknje kot takega ne nadomešča, temveč ga ponovno predstavlja.
Črna luknja ima običajno dve glavni komponenti: obzorje dogodkov in samo singularnost. Obzorje dogodkov je povsem preprosto: to je točka, ki jo prečka črna luknja. Po drugi strani pa je veliko težje razumeti singularnost (srce črne luknje).
Ukrivljenost prostora-časa na tej neskončno gosti točki postane neskončna. Posledično ne moremo logično dojeti, kaj se dogaja znotraj singularnosti. Še huje: to, do česar pridemo, krši več univerzalnih pravil ali zakonov hkrati.
Največji problem je povezan z načinom, kako črna luknja obdeluje informacije - informacije, ki opisujejo kvantne lastnosti vsega, kar je črna luknja pogoltnila. Fiziki pravijo, da informacij ni mogoče - ne sme - uničiti, toda zdi se, da se to zgodi, ko jih vpije neizogibna singularnost. Ta skrivnost, imenovana informacijski paradoks črne luknje, je izjemno pomembna, vendar se bomo nanjo vrnili kasneje.
Kaj je Planckova zvezda?
Promocijski video:
Planckova zvezda se opira na tako imenovano hipotezo "velikega odboja"; po tej teoriji se je vesolje prilagodilo neskončnemu krogu smrti in ponovnega rojstva. Z drugimi besedami, Veliki pok ni bil nujno začetek vsega - samo ta različica vesolja. Pred našim je bilo drugo vesolje: po pretirani širitvi se je skrčilo, sesulo in začelo znova (nekaj podobnega reinkarnaciji, le v kozmičnem merilu).
Verjame se, da je pred tem prebojem krčenje, nasprotno od Velikega poka, ko se širjenje vesolja ustavi na določeni točki - zlasti ko postane povprečna gostota prostora-časa kritična. Po začetku kolapsa se mora vsa obstoječa snov zrušiti v super gosto stanje (morda nekaj podobnega singularnosti črne luknje).
Odboj se bo začel takoj, ko bo zadeva stisnjena na Planckovo lestvico; vsaj tako pravi teorija. Znanstveniki verjamejo, da lahko v teoriji ponovno razmislimo o obnašanju črnih lukenj.
Kaj pa če namesto jedra supernove propade do neskončno goste točke (singularnost) - po naši predpostavki, da tako nastajajo črne luknje zvezdne mase - ta kolaps zaustavi "kvantni tlak", ki je videti kot nekaj, kar "preprečuje, da bi elektron padel na jedro atom ".
Ta ideja sama po sebi ni tako absurdna. Konec koncev lahko poseben tlak - nevtronska degeneracija - ustavi propad zvezde pri določenem masnem pragu (za seboj pusti nevtronske zvezde ali pulzarje), medtem ko elektronska degeneracija opravlja enako nalogo za zvezde, ki tehtajo toliko kot naše Sonce.
Poleg tega bi kvantni učinek, ki preprečuje, da bi se snov zrušila do neskončne gostote, po mnenju znanstvenikov v velikem obsegu pomenil, da do odboja "ne pride, ko vesolje doseže Planckovo velikost, kot smo prej pričakovali; pojavi se, ko gostota energije snovi doseže Planckovo gostoto. Vesolje "odskoči", ko energijska gostota snovi doseže Planckovo lestvico, najmanjšo možno velikost v fiziki."
"Z drugimi besedami, kvantna gravitacija lahko postane pomembna, če je prostor Vesolja za 75 velikostnih redov večji od volumna Plancka," pišejo avtorji prispevka, objavljenega v bloku arXiv.
V iskanju Planckove zvezde
Če eden od teh "predmetov" obstaja, bo nepredstavljivo majhen (tudi v primerjavi z atomom) s premerom 10 ^ -10 centimetrov. Pa vendar bo 30 velikostnih redov večja od Planckove dolžine (kar je 1,61619926 x 10 ^ -35 metrov).
Glede tega, kako bo Planckova zvezda videti opazovalca, in to je res zanimivo, bo dejavnik časovne dilatacije še posebej očiten. Čas, ko se premika, ne gre enako za vsakega posebej. Na površini Zemlje in v nizki zemeljski orbiti teče različno, čeprav je učinek zanemarljiv. Hitrost, s katero bi se klopi morali močno spreminjati okoli masivnih zvezd in planetov, pa tudi okoli črnih lukenj.
Preden svetloba prestopi horizont dogodkov, začne zaznavati časovno razširitev. V to ne moremo biti prepričani - niti ne vemo, kaj se dogaja znotraj črnih lukenj -, toda nekateri najboljši umi na svetu nakazujejo, da se čas tam skoraj popolnoma ustavi. A od zunaj je ne vidiš.
Če je to težko razumeti in če ste si ogledali film Medzvezdnik, se spomnite epizode z vodnim svetom. (Opozorilo spojlerja). Zaradi bližine Gargantue - črne luknje, črvine, skozi katero je šla ekipa - je bila ura za ljudi na površju planeta drugje enaka desetinam let. Zaradi tega in kljub temu, da je prvi človek na tem planetu pristal deset let prej, je povsem mogoče, da je ženska astronavtka tam ostala le nekaj ur, dokler ni prispela druga skupina. Njen svetilnik je bil aktiven, vendar nobenih sporočil ni bilo.
Kljub temu: vsaka Planckova zvezda lahko živi le trenutek pred "odbojem": približno "čas, ki ga potrebuje svetloba, da jo premaga." Toda za zunanjega opazovalca bo živel milijone ali celo milijarde let … še naprej obstajal ob sami črni luknji.
Manj težav
Na tej točki začnete natančno razumeti, kaj fiziki vidijo v tem povsem teoretičnem modelu. Na koncu se vrne nazaj v črno luknjo in informacijski paradoks. Po mnenju znanstvenikov, če singularnost nadomestimo s Planckovo zvezdo, ta paradoks ne bo več problem.
Trdijo, da bodo po času X črne luknje, ki zaradi postopnega oddajanja Hawkingovega sevanja v življenju počasi izgubljajo maso, sčasoma trčile ob širjenje planckovih zvezd v njihovih jedrih: na neki točki bodo objavljene vse informacije, ki jih shrani …
Kaj drugega? Znanstveniki pravijo, da lahko Planckove zvezde "proizvajajo zaznavni signal kvantnega gravitacijskega izvora z valovno dolžino reda 10-14 cm." Z drugimi besedami, morda obstaja način, da ga poiščemo ali vsaj zožimo obseg iskanja, tako da si ogledamo določene podpise gama žarkov. Morda smo tak podpis že našli, zanj pač ne vemo.
Ilya Khel