Terlepas dari jumlah bukti keberadaan lubang hitam, mereka tetap berada dalam had fizik teori. Kerana sifatnya - struktur, kekurangan cahaya yang dipancarkan, lokasi dan cara kerjanya - lubang hitam tetap ada dalam bayang-bayang. Tetapi tidak semua saintis, termasuk Stephen Hawking, percaya bahawa lubang hitam tradisional semestinya tetap berada dalam kerangka fizik moden (namun, mereka boleh mempunyai penyelesaian matematik yang ideal) - ada yang melangkah lebih jauh dan mendakwa bahawa kita harus menggantinya dengan salah satu daripada banyak alternatif.
Beberapa alternatif termasuk gravastars, lubang cacing hibrid, dan bintang quark. Tahun lalu, dua ahli astrofizik - Carlo Rovelli (University of Toulon, Perancis) dan Francesca Vidotto (University of Redbound di Belanda) - mengemukakan satu lagi: objek teoritis yang disebut bintang Planck (bintang Planck). Ia tidak menggantikan model lubang hitam standard seperti itu, ia membayangkannya semula.
Lubang hitam biasanya mempunyai dua komponen utama: cakerawala peristiwa dan keunikan itu sendiri. Cakerawala acara cukup sederhana: ini adalah titik, menyeberang, tidak ada yang dapat meninggalkan lubang hitam. Singularity (jantung lubang hitam), sebaliknya, lebih sukar difahami.
Kelengkungan ruang-waktu pada titik padat ini menjadi tidak terbatas. Akibatnya, kita tidak dapat memahami secara logik apa yang berlaku di dalam singulariti. Lebih teruk lagi: apa yang kita sampaikan melanggar beberapa peraturan atau undang-undang universal sekaligus.
Masalah terbesar ada kaitannya dengan cara lubang hitam memproses maklumat - maklumat yang menerangkan sifat kuantum dari semua perkara yang ditelan lubang hitam. Ahli fizik mengatakan bahawa maklumat tidak boleh - tidak seharusnya - dimusnahkan, tetapi sepertinya itulah yang terjadi apabila ia dihisap oleh keunikan yang tidak dapat dielakkan. Misteri ini, yang disebut paradoks maklumat lubang hitam, sangat penting, tetapi kita akan kembali kepadanya kemudian.
Apa itu bintang Planck?
Video promosi:
Bintang Planck bergantung pada apa yang dikenali sebagai hipotesis "pantulan besar"; menurut teori ini, alam semesta telah menyesuaikan diri dengan kitaran kematian dan kelahiran semula yang tidak berkesudahan. Dengan kata lain, Big Bang tidak semestinya permulaan segalanya - hanya versi alam semesta ini. Sebelum alam semesta kita, ada alam semesta lain: setelah pengembangan yang berlebihan, ia menyusut, runtuh dan bermula semula (sesuatu seperti reinkarnasi, hanya pada skala kosmik).
Dipercayai bahawa pemulihan ini didahului oleh penguncupan, kebalikan dari Big Bang, ketika pengembangan alam semesta berhenti pada titik tertentu - khususnya, ketika kepadatan rata-rata ruang-waktu menjadi kritikal. Selepas keruntuhan bermula, semua perkara yang ada harus berkontrak ke keadaan superdense (mungkin sesuatu yang serupa dengan keunikan lubang hitam)
Lantunan akan bermula sebaik sahaja perkara itu dimampatkan ke skala Planck; sekurang-kurangnya itulah yang dikatakan teori. Para saintis percaya bahawa jika kita mempertimbangkan semula akibat dari kemungkinan pemampatan besar, kita, secara teori, dapat mempertimbangkan semula tingkah laku lubang hitam.
Bagaimana jika, bukannya nukleus supernova yang runtuh ke titik yang sangat padat (singulariti) - menurut anggapan kita bahawa inilah cara lubang hitam massa bintang terbentuk - keruntuhan ini digantung oleh "tekanan kuantum", yang kelihatan seperti sesuatu yang "menghalang elektron daripada jatuh ke nukleus atom ".
Idea ini sendiri tidak begitu tidak masuk akal. Bagaimanapun, tekanan khas - degenerasi neutron - dapat menghentikan keruntuhan bintang pada ambang jisim tertentu (meninggalkan bintang neutron atau pulsar di belakang), sementara degenerasi elektron melakukan tugas yang sama untuk bintang yang seberat Matahari kita.
Sebagai tambahan, kesan kuantum yang mencegah jatuhnya bahan menjadi kepadatan tak terhingga, para saintis percaya, secara besar-besaran akan bererti bahawa pemulihan tidak akan berlaku ketika alam semesta mencapai ukuran Planck, seperti yang diharapkan sebelumnya; ia berlaku apabila ketumpatan tenaga jirim mencapai ketumpatan Planck. Alam semesta "melantun" apabila ketumpatan tenaga jirim mencapai skala Planck, ukuran terkecil dalam fizik."
"Dengan kata lain, graviti kuantum mungkin menjadi relevan apabila volume Alam Semesta adalah 75 susunan yang lebih besar daripada jumlah Planck," tulis penulis makalah yang diterbitkan dalam blok arXiv.
Dalam mencari bintang Planck
Sudah tentu, jika salah satu "objek" itu ada, ia akan menjadi kecil yang tidak dapat dibayangkan (walaupun dibandingkan dengan atom), dengan diameter 10 ^ -10 sentimeter. Akan tetapi, ia akan menjadi 30 pesanan magnitud lebih besar daripada panjang Planck (iaitu 1.61619926 x 10 ^ -35 meter).
Mengenai bagaimana bintang Planck akan melihat pemerhati, dan ini sangat menarik, faktor pelebaran masa akan menjadi jelas. Masa, ketika bergerak, tidak sama untuk setiap satu. Ia mengalir secara berbeza di permukaan Bumi dan di orbit Bumi rendah, walaupun kesannya dapat diabaikan. Kelajuan kutu waktu mesti berbeza secara mendadak di sekitar bintang dan planet besar, dan di sekitar lubang hitam.
Sebelum cahaya melintasi cakrawala peristiwa, ia mula merasakan pelebaran waktu. Kami tidak pasti mengenai perkara ini - kami bahkan tidak tahu apa yang berlaku di dalam lubang hitam - tetapi beberapa fikiran terbaik di dunia menunjukkan bahawa masa hampir sepenuhnya berhenti di sana. Tetapi anda tidak dapat melihatnya dari luar.
Sekiranya ini sukar difahami, dan jika anda pernah menonton filem Interstellar, ingatlah episodnya dengan dunia air. (Makluman spoiler). Kerana kedekatannya dengan Gargantua - lubang hitam, lubang cacing yang dilalui pasukan - satu jam untuk orang di permukaan planet itu sama dengan puluhan tahun di tempat lain. Oleh kerana itu, dan walaupun lelaki pertama mendarat di planet ini sepuluh tahun sebelumnya, ada kemungkinan angkasawan wanita hanya tinggal di sana selama beberapa jam sehingga kumpulan kedua tiba. Beaconnya aktif, tetapi tidak ada penghantaran yang diterima.
Walaupun begitu: mana-mana bintang Planck dapat hidup hanya beberapa saat sebelum "pemulihan": jangka masa "jangka masa yang diperlukan cahaya untuk mengatasinya." Tetapi bagi pemerhati luar, ia akan hidup selama berjuta-juta atau bahkan berbilion tahun … terus wujud bersama dengan lubang hitam itu sendiri.
Masalah kurang
Pada ketika ini, anda mula memahami dengan tepat apa yang dilihat oleh ahli fizik dalam model teori semata-mata ini. Pada akhirnya ia kembali ke lubang hitam dan paradoks maklumat. Menurut saintis, jika kita mengganti keunikan dengan bintang Planck, paradoks ini tidak lagi menjadi masalah.
Mereka berpendapat bahawa setelah sekian lama X, lubang hitam, yang perlahan-lahan kehilangan jisim sepanjang hayatnya disebabkan oleh pancaran radiasi Hawking secara beransur-ansur, akhirnya akan bertabrakan dengan pengembangan bintang Planck di teras mereka: pada suatu ketika, semua maklumat yang disimpannya akan dikeluarkan …
Apa lagi? Para saintis mengatakan bahawa bintang Planck dapat "menghasilkan isyarat yang dapat dikesan, yang berasal dari gravitasi kuantum, dengan panjang gelombang yang berukuran 10-14 cm." Dengan kata lain, mungkin ada cara untuk mencarinya, atau paling tidak mempersempit julat carian dengan melihat tanda tangan sinar gamma tertentu. Mungkin kita sudah menemui tandatangan seperti itu, kita tidak tahu mengenainya.
Ilya Khel
