Logo
Cover

Черные дыры — астрономические объекты с чрезвычайно высокой силой притяжения, которое не может преодолеть даже свет. Астрономы интересуются ими несколько столетий, пытаясь лучше понять их природу. Недавно немецкие ученые исследовали возможность существования в черных дырах вихрей и пришли к выводу, что теоретически это не исключено.

«Недавно была представлена новая квантовая система отсчета для черных дыр, в терминах конденсата Бозе-Эйнштейна гравитонов (квантов самой гравитации), — сказал Флориан Кюнель, один из исследователей. — До публикации нашей статьи вращающиеся черные дыры не были тщательно изучены с этих позиций. Однако они могут не только существовать, но и быть скорее правилом, чем исключением».

Ученые из Университета Людвига Максимилиана и Института Макса Планка провели ряд вычислений на основе существующих физических теорий, в особенности, на недавно описанной квантовой модели черных дыр с конденсатами Бозе-Эйнштейна (КБЭ) гравитонов. Ключевая цель исследования — изучить вращающиеся черные дыры на квантовом уровне, чтобы установить, действительно ли они обладают вихревой структурой, пишет Phys.org.

«С тех пор как бозе-конденсаты стали объектом интенсивных исследований в лабораториях, стало известно, что они принимают вихревую структуру, если вращаются достаточно быстро, — сказал Кюнель. — Мы взяли это как точку отсчета и взглянули на эти структуры в моделях вращающихся черных дыр — и действительно обнаружили их».

Ученые показали, что черная дыра с экстремальным спином может быть описана как гравитонный конденсат с вихрением. Это совпадает с выводами, сделанными на основе предыдущих исследований, о том, что экстремальные черные дыры обладают стабильностью по отношению к так называемому испарению Хокинга (излучению черной дыры, которое, как предполагается, исходит из ее горизонта событий).

Вдобавок, судя по результатам, в присутствии подвижных зарядов вихрь черной дыры улавливает магнитный поток калибровочного поля, что может привести к эмиссии, которую можно наблюдать экспериментально. Таким образом, теоретические выкладки ученых открывают путь к наблюдениям за новыми видами материи, в том числе, за темной материей.

Около полувека ученые ломали головы над информационным парадоксом черных дыр. Под его влиянием некоторые из них даже усомнились в фундаментальных законах физики. Весной этого года команда исследователей показала, что у черных дыр имеются «квантовые волосы». Если их теория верна, она может оказаться прорывом в теоретической физике.