Черные дыры могут быть "окнами в будущее"

Материя, падающая на горизонт событий черной дыры, может не бесследно исчезать внутри сингулярности, а транспортироваться в далекое будущее Вселенной, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"Большинство ученых сегодня верит в то, что черные дыры станут "окнами" в мир физики за пределами теорий Эйнштейна. Несмотря на этого, пока не понятно, что находится внутри них и можно ли это описать в принципе. К примеру, Стивен Хокинг показал, что сингулярность должна оставаться во Вселенной даже после того, как черная дыра исчезнет и как исчезнет само мироздание", — пишут физики.

Теория относительности предсказывает, что во Вселенной могут существовать так называемые сингулярности – точки, обладающие бесконечно высокой плотностью и какой угодно массой. Частным случаем сингулярности являются хорошо известные всем черные дыры.

Такие объекты, в соответствии с принципом "космической цензуры" Пенроуза-Хокинга, невозможно увидеть, так как они будут отделены от всей остальной Вселенной горизонтом событий. Иначе говоря, сингулярность находится внутри воображаемой сферы, из которой даже свет не сможет выбраться из-за сверхсильного притяжения черной дыры.

Исполнение этого принципа крайне важно для физики, так как открытие "голой сингулярности", хотя бы в теоретическом виде, будет означать, что вся современная физическая наука является неправильной.

Относительно недавно теоретики выяснили, что черные дыры не обязательно должны быть сингулярностью. В той точке, где должна находиться сингулярность, может находиться сверхплотный объект, не изолированный от окружающей Вселенной, но невидимый для нас, или же "кротовая нора" – тоннель, соединяющий два разных пространства.

Эта идея вызывает сегодня большие споры среди космологов, так как свидетельств в пользу ее существования, или же опровержений этой идеи пока не было найдено. Подобным проверкам мешает то, что пока не существует теории квантовой гравитации, с которой все ученые были бы согласны.

Хавьер Ольмедо (Javier Olmedo) из университета Пенсильвании в Филадельфии (США) и его коллеги предложили еще одно интересное объяснение тому, что происходит с материей внутри черной дыры, используя относительно неортодоксальную теорию, описывающую поведение материи на квантовом уровне, так называемую петлевую квантовую гравитацию (LQG).

Используя ее выкладки, они попытались просчитать то, как типичная черная дыра звездной массы должна быть устроена изнутри. Эти расчеты неожиданным образом показали, что ее центральная часть будет находиться не в настоящем или прошлом по сравнению с остальной Вселенной, а в далеком будущем, и что изнутри она будет похожа на другой экзотический объект, так называемую "белую дыру".

Под этим словом ученые понимают объекты, противоположные по своей природе "классическим" черным дырам. Они не поглощают материю, а выбрасывают ее, и внутрь них невозможно попасть, даже двигаясь со скоростью света. Как показывают расчеты Ольмедо и его коллег, белые дыры должны представлять собой квантовые тоннели, соединяющие центры черных дыр в далеком прошлом Вселенной с ее будущим.

Таким образом, материя, которая падает в черную дыру и пересекает горизонт событий, будет фактически мгновенно, благодаря гравитационному замедлению времени, попадать в будущее. Это, как отмечают физики, разрешает знаменитый парадокс о безвозвратной потере информации, открытый Хокингом еще в 1975 году, когда он обнаружил, что черные дыры могут испаряться.

Следами этого процесса, как считает Карло Ровелли (Carlo Rovelli), космолог из университета Марселя, могут быть загадочные быстрые радиовспышки, открытые астрономами десять лет назад, а также космические лучи сверхвысоких энергий, природа которых пока остается загадкой для ученых.