Это невозможно: открытие о черных дырах бросает вызов теории относительности Эйнштейна

Фото: Live Science

Авторы исследования, которое будет опубликовано в журнале Physical Review Letters, пришли к выводу, что невозможно создать черную дыру только с помощью энергии частиц света. Но, согласно теории относительности Эйнштейна, это возможно. Этот отрытые показывает, как можно объединить теорию Эйнштейна и квантовую механику, чтобы решить сложные вопросы физики, пишет Live Science.

Что такое кугельблиц?

Массивные и очень плотные объекты, которые возникают в результате смерти больших звезд, называются черными дырами. Важной характеристикой этих объектов является наличие сильнейшей гравитации, которая настолько сильная, что даже свет, попав в черную дыру, не может вылететь обратно. Существуют разные гипотезы относительно создания черных дыр и одна из них говорит, что можно создать кугельблиц.

Это гипотетическая черная дыра, которая может быть создана в результате концентрации в одной точке огромного количества электромагнитного излучения, такого как свет. Хотя частицы света не имеют массы, они несут энергию. А энергия отвечает за искривление ткани пространства-времени, результатом которого является гравитация, согласно теории относительности. Поэтому Эйнштейн считал, что из света можно создать черную дыру. Именно она позже получила название кугельблиц, что в переводе с немецкого означает шаровая молния.

Открытие противоречит теории относительности Эйнштейна

По словам авторов исследования, хотя теория относительности допускает создание кугельблица, она не объясняет квантовые явления. Чтобы изучить потенциальное влияние квантовых эффектов на образование кугельблица, физики исследовали влияние эффекта Швингера. Авторы объясняют, что, когда из-за огромной концентрации света в одной точке возникает чрезвычайно сильная электромагнитная энергия, то ее часть заставляет материю состоять из пар электрон-позитрон. Этот квантовый эффект называется эффектом Швингера.

Физики рассчитали скорость, с которой пары электрон-позитрон, возникшие в электромагнитном поле, будут истощать энергию. Если эта скорость больше скорости восполнения энергии электромагнитного поля в данной точке, то нельзя создать кугельблиц. Расчеты показали, что даже в самых экстремальных условиях свет никогда не сможет достичь необходимого энергетического уровня для того, чтобы создать черную дыру. По словам ученых, с помощью концентрации света невозможно создать кугельблиц ни в естественных условиях нашей Вселенной, ни во время экспериментов в лаборатории.

Последствия нового открытия физиков

Это открытие имеет глубокие последствия, ведь значительно ограничивает известные космологические модели, которые предполагают наличие кугельблица. Но есть и хорошая новость, исходя из этого открытия. Ученые считают, что квантовые эффекты можно применять для решения проблем, связанных с гравитацией и таким образом получать более точную информацию об устройстве Вселенной.

Физики планируют продолжить изучение влияния квантовых эффектов на различные гравитационные явления. По словам авторов исследования, они будут далее изучать гравитационные свойства квантовой материи. Квантовая материя, нарушающая традиционные энергетические условия, теоретически может создавать экзотический тип пространства-времени.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform