Mokslas ir IT

2021.09.22 21:15

Fizikai atsitiktinai išsiaiškino naujų dalykų apie juodąsias skyles

LRT.lt2021.09.22 21:15

Atsižvelgiant į tai, kad pirmieji tiesioginiai įrodymai, patvirtinantys juodųjų skylių egzistavimą, buvo surinkti tik šiame amžiuje, žmonijai galima atleisti tai, kad ji kol kas ne viską žino apie šiuos paslaptingus kosminius objektus, rašo „Science Alert“.

Mes net nežinome visko, ko apie jas nežinome, – tai faktas, kuris paaiškėjo po naujojo atradimo. Spręsdami kvantinės gravitacijos korekcijos lygtis juodosios skylės entropijai, pora fizikų nustatė, kad juodosios skylės turi slėgį, kuris veikia aplink jas esančią erdvę.

Reikia pripažinti, kad tas slėgis nėra didelis, tačiau ši išvada gražiai dera su Stepheno Hawkingo prognoze, kad juodosios skylės skleidžia spinduliuotę ir todėl ne tik turi temperatūrą, bet ir su laiku po truputį traukiasi, jei nėra akrecijos.

„Atradimas, kad Karlo Schwarzschildo juodosios skylės turi slėgį ir temperatūrą, dar įdomesnis ir džiugesnis tuo, kad buvo visiškai netikėtas“, – sako fizikas ir astronomas iš Jungtinės Karalystės Sasekso universiteto Xavieras Calmetas.

„Jei juodąsias skyles vertintumėme tik bendrojo reliatyvumo rėmuose, galima būtų parodyti, kad jų centre yra išskirtinė zona, kur fizikos dėsniai, kokius mes žinome, neveikia, – teigia jis. – Tikimasi, kad kvantinę lauko teoriją įtraukus į bendrąjį reliatyvumą, galbūt pavyks naujai apibūdinti juodąsias skyles.“

X. Calmetas ir jo kolega iš Sasekso universiteto fizikas ir astronomas Folkertas Kuipersas tai nustatė tuomet, kai naudodamiesi kvantine lauko teorija atliko skaičiavimus juodosios skylės įvykių horizontui išbandyti ir ištirti.

Konkrečiai, jie bandė suprasti juodosios skylės įvykių horizonto svyravimus, kurie ištaiso jos entropiją – perėjimą nuo tvarkos prie netvarkos.

Atliekant šiuos skaičiavimus, X. Calmetas ir F. Kuipersas savo lygtyse vis gaudavo papildomą skaičių. Prireikė šiek tiek laiko, kol jie susigaudė, kad tai – slėgis.

„Nušvitimas įvyko tuomet, kai supratome, kad paslaptingas skaičius mūsų lygtyse bandė mums pasufleruoti, jog mūsų tyrinėjama juodoji skylė turi slėgį – po kelis mėnesius trukusių svarstymų ir apmąstymų patyrėme nenusakomą palengvėjimą“, – prisimena F. Kuipersas.

Kol kas neaišku, kodėl atsiranda šis slėgis, kuris, remiantis mokslininkų skaičiavimais, yra labai menkas. Be to, jis yra neigiamas, išreiškiamas kaip -2E-46 barai saulės masės juodajai skylei. Palyginimui, Žemės slėgis ties jūros lygiu siekia 1 barą.

Tai reiškia, kad juodoji skylė traukiasi, o ne plečiasi, ir tai atitinka S. Hawkingo prognozę, nors šiuo metu neįmanoma nustatyti, kaip neigiamas slėgis yra susijęs su S. Hawkingo spinduliuote ir ar šie abu reiškiniai turi tarpusavio sąsajų.

Išsiaiškinus, kaip šie du režimai dera tarpusavyje, būtų galima išspręsti tikrai keblią juodosios skylės problemą. Pagal bendrąją reliatyvumo teoriją, informacija, kuri išnyksta už juodosios skylės, greičiausiai dingsta visiems laikams. Pagal kvantinę mechaniką to būti negali. Tai informacijos apie juodąją skylę paradoksas, tačiau matematiškai ištyrus erdvėlaikį aplink juodąją skylę galbūt pavyktų jį išspręsti.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt