Ученые доказали нарушение законов физики в черных дырах

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли нашли условие существования голых сингулярностей в черных дырах, в которых нарушаются законы физики. Это поставило под сомнение сильный принцип космической цензуры, когда голая сингулярность (точка в пространстве и времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в нее геодезическую линию) должна быть недостижима для любых наблюдателей.

Как сообщает издание Science Alert, принцип сильной космической цензуры "закрывает" сингулярность для астронавта, который ушел за горизонт событий. Само его присутствие изменяет решения уравнений так, что наблюдатель до самой своей гибели так и не увидит сингулярность.

Математики изучили условия, при которой астронавт может попасть в область нарушения причинности. Они рассмотрели разновидность черных дыр, описываемых метрикой Рейсснера-Нордстрема-де Ситтера. Эти объекты, кроме горизонта событий, имеют внутренний горизонт Коши – границу, за которой нельзя предсказать судьбу любых попавших туда объектов. Сильная космическая цензура не позволяет горизонту Коши оставаться стабильным и не дает, таким образом, наблюдать сингулярность в центре черной дыры.

При этом экстремально высокий заряд дыр Рейсснера-Нордстрема-де Ситтера и их гравитация стабилизирует горизонт Коши в расширяющейся Вселенной. В результате наблюдатель, попавший за горизонт Коши, будет отрезан от своего собственного прошлого, а его судьба станет неопределенной. Тем самым нарушается принцип сильной космической цензуры.

В декабре 2017 года астрономы обнаружили самую древнюю сверхмассивную черную дыру, которая появилась всего через 690 миллионов лет после Большого взрыва. Ее масса составляет 800 миллионов масс Солнца. По данным исследователей, это говорит о том, что дыра образовалась на начальном этапе формирования галактик. Дыра поглощает окружающее вещество. Так образуются квазары – активные ядра галактик. Это одни из самых ярких астрономических объектов.

Сверхмассивную черную дыру обнаружили при помощи Магелланова телескопа в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, телескопа в Аризоне и обсерватории Джемини на Гавайях. Объект получил название ULAS J1342+0928. Он находится в 13,1 миллиарда световых лет от Солнечной системы.

До этого открытия самыми древними квазаром и черной дырой считалась пара ULAS J1120+0641. Она родилась через 750 миллионов лет после Большого взрыва.