Ученые празднуют 50-ю годовщину со дня появления учения о природе черных дыр

Когда звезда коллапсирует, формируя черную дыру, то создается пространственно-временная сингулярность, где более не работают законы физики. В 1965 г. сэр Роджер Пэнроуз представил теорему, в которой он связывает эту сингулярность с так называемыми «захваченными поверхностями» (trapped surfaces), которые со временем сжимаются. Эта гипотеза – один из результатов Общей теории относительности – сегодня празднует свою годовщину.

Ровно 50 лет назад физик и математик сэр Роджер Пенроуз, в настоящее время Заслуженный профессор Оксфордского университета, СК, сформулировал теорему, в которой он обобщает два представления, связанных с относительностью. Одно из этих представлений – это гравитационная сингулярность, «ошибка» в ткани пространства-времени, где физические величины не могут быть определены.

Другое представление – это так называемые «захваченные поверхности», зоны, которые неизбежно сжимаются с течением времени. Эти поверхности формируются при взрыве звезды в конце её жизненного цикла и являются причиной коллапса звезды и формирования из неё в дальнейшем черной дыры. В этот момент создается гравитационная сингулярность, где время перестает существовать и законы физики теряют силу.

Теорема Пенроуза объединяет оба этих представления и считается первым математически строгим результатом общей теории Эйнштейна. Вскоре после опубликования этой теоремы Пенроуз совместно со знаменитым Стивеном Хокингом проверили ещё одну теорему, которая указывает на то, что расширяющаяся Вселенная – такая как наша Вселенная – должна происходить из безвременной сингулярности. Такая сингулярность получила название Большого взрыва, таинственного исходного состояния Вселенной с бесконечной плотностью.

Сегодня в журнале Classical and Quantum Gravity вышла работа под авторством Хосе М. М. Сеновилла из Университета Страны Басков, Испания, включающая теоретический анализ знаменитой теоремы Пенроуза о сингулярности, вместе с 12 другими работами, ознаменовавшими столетнюю годовщину с момента публикации Общей теории относительности Эйнштейна.