А черных дыр то и нет

Американская исследовательница доказала, что черных дыр нет

— Видишь черную дыру?
— Нет.
— А ее и нет.

Примерно такой диалог мог бы состояться между каким-нибудь астрономом и профессором физики Лаурой Марсини-Хоутон из университета Северной Каролины, которая выступила с сенсационным заявлением. Женщина математически доказала, что таких астрофизических объектов, как черные дыры, в природе просто не может существовать.

Загвоздка в том, что доказать обратное на данный момент никому не под силу.

Черные дыры — термин, популяризированный полвека назад американским теоретиком Джоном Уилером — сверхмассивные релятивистские объекты, существование которых лежит в основе множества астрофизических теорий, описывающих эволюцию галактик, звезд, квазаров. И хотя сегодня их существование у большинства астрономов не вызывает сомнений, формально эти объекты считаются гипотетическими.

Поскольку эти объекты ни излучают свой, ни отражают чужой свет, судить об их наличии можно только косвенными методами. Так, ученых убеждает в их существовании быстрое вращение звезд рядом с центрами галактик и отклонение лучей света (линзирование), которое наблюдается в окрестностях этих сильно гравитирующих объектов.

Астрономам известны черные дыры двух типов: звездных масс и сверхмассивные черные дыры.

Считается, что первый тип образуется при коллапсе массивных звезд, когда звезда, раздувшись, сбрасывает внешние слои и коллапсирует внутрь себя под действием собственной гравитации. Происхождение же сверхмассивных черных дыр вызывает у астрономов споры: то ли они формировались одновременно со Вселенной в сгустках темной материи, то ли при коллапсе больших газовых облаков.

То же самое произойдет, если Землю сжать до размеров грецкого ореха — ее плотность возрастет настолько,

что ни одно тело не сможет оторваться от ее поверхности, даже двигаясь со скоростью света.

Основной характеристикой черной дыры является размер ее горизонта событий — воображаемой поверхности, попав за которую ни тело, ни информация уже не могут попасть обратно. Прелесть черных дыр в том, что они противопоставляют друг другу две фундаментальные физические теории – эйнштейновскую теорию гравитации, из которой вытекает возможность их существования, и квантовую теорию, которая постулирует, что никакая информация во Вселенной не может никуда исчезнуть.

В 1974 году известный британский ученый Стивен Хокинг предсказал, что черные дыры должны испаряться. Квантовая теория гласит, что в физическом вакууме постоянно рождаются пары частица-античастица. При этом рождение таких пар у горизонта событий допускает возможность, что одна частица упадет на черную дыру, а другая нет. Так, улетевшие частицы могут уносить массу дыр за счет так называемого излучения Хокинга.

Примечательно, что свою теорию Хокинг выдвинул вскоре после того, как в 1973 году встречался с советскими физиками Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским.

Марсини-Хоутон математически описала процесс коллапса массивных звезд и пришла к парадоксу. Ее расчеты показали, что при коллапсе звезды возникает излучение Хоккинга, которое заставляет звезду стремительно терять свою массу.

Причем настолько стремительно, что плотность внутренних областей перестает расти и образование черной дыры останавливается.

«Я сама не могу оправиться от шока. Мы изучали эту проблему более 50 лет, и это решение заставляет нас о многом задуматься», — сказала исследовательница.

Что на самом деле остается на месте массивных звезд, могут дать дальнейшие наблюдения. Взрывы массивных звезд уже наблюдались в новейшую историю, так, в 1987 году астрономы наблюдали ярчайшую вспышку сверхновой SN 1987A. Однако ни черной дыры, ни нейтронной звезды на ее месте пока не обнаружено.

Свое мнение на эту тему ранее высказал академик РАН Анатолий Черепащук.

«Я жду, что в ближайшее десятилетие будет получена Нобелевская премия за открытие чёрных дыр. Мы к этому подходим всё ближе и ближе. Во-первых, этих чёрных дыр уже, как собак нерезаных. Для звёздных чёрных дыр – 23 штуки (сейчас их уже несколько десятков), для них измерены массы, даны ограничения на размеры. А сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик – уже многие тысячи», сказал ученый.

источник