Черные дыры Ч.2

Оглавление статей
Черные дыры Ч.2
Страница 2
Страница 3

Страница 1 из 3

 

 

Может ли Вселенная обойтись без черных дыр?

Однако не стоит забывать, что, в отличие от звезд, планет, комет, скоплений звезд — галактик, скопле­ний галактик, которые мы можем наблюдать и изучать непосредствен­но, ЧД, возможно, существуют толь­ко в расчетах теоретиков. Они при­надлежат (пока!) к классу немного­численных в астрономии объектов, открытых «на кончике пера». Теоре­тики могут сколь угодно менять в сво­их формулах значения основных и вспомогательных параметров, кон­стант, задавать различные началь­ные и граничные условия, красиво рассказывая, как радикально изме­няются свойства ЧД от этих измене­ний, но подтвердить ни одно из своих утверждений никогда не смогут — мощный гравитационный занавес на­дежно скрывает от взора наблюдате­лей все подробности жизни ЧД. Более того, существуют варианты Вселен­ной, в которых места черным дырам вовсе не находится. Дело в том, что, сколь бы совершенными ни казались существующие физические теории, в любой из них существуют «узкие места», где теория не может объяс­нить некоторые наблюдательные данные. Неспособность ОТО «рабо­тать» с сильными гравитационными полями подвигает теоретиков на со­здание альтернативных ОТО, но более универсальных вариантов теории гравитации. В частности, школой российского ученого А.А.Логунова интенсивно разрабатывается реля­тивистская теория гравитации (РТГ), в которой проблемы с сингулярнос­тью и гравитационным коллапсом звезд с массой М звезды>3МСолнца очень легко решаются введением кванта гравитационного поля — гравитона. В РТГ возможность существования ЧД не предусмотрена!

Интересующиеся проблемами ес­тественных наук читатели знают, что едва ли не судьбоносной проблемой современной физики является созда­ние «теории всего сущего» (theory of everything — TOE), или Теории супер­объединения, с помощью которой фи­зики смогут объяснить все-все в мире.

В ответ на оптимистическое выска­зывание С.Хокинга: «И все же я уве­рен, что сейчас есть основания для ос­торожного оптимизма — мы, пожа­луй, близки к завершению поисков окончательных законов природы» — хотелось бы напомнить известное выступление лауреата Нобелевской премии Макса Борна перед гостями Геттингеновского университета в 1928 г.: «Физика в том смысле, в кото­ром мы ее понимаем, через полгода кончится». Уверенность маститого ученого основывалась на открытом не­давно Дираком уравнении для элек­трона — apriori предполагалось, что вот-вот будет открыто подобное урав­нение и для протона (в то время были известны только две эти частицы).

Сегодня уже практически создана «Теория Великого Объединения», в рамках которой можно в едином ком­плексе рассматривать частные тео­рии — теории сильных и слабых ядер­ных взаимодействий и теорию элек­тромагнитного взаимодействия. По­пытки подключить к этой триаде час­тную теорию гравитации упираются в то, что ее фундамент — «Общая Тео­рия Относительности» (ОТО) — явля­ется классическим, т.е. не включает в себя ядро квантовой механики — принцип неопределенности, который не предусматривает возможности аб­солютно точного предсказания любого события (если не интерпретировать эту неопределенность вмешательс­твом Бога, Космического Разума — назовите ЭТО как хотите). Если же удастся решить сию непростую зада­чу («женить» ОТО на квантовой меха­нике), то открываются блестящие пер­спективы: из Вселенной немедленно исчезают сингулярности — напомню, что это области с бесконечно большой плотностью вещества (квантовая ме­ханика напрочь отвергает всякие бес­конечности), а, следовательно, исчеза­ют и ЧД, сама же Вселенная становит­ся полностью замкнутой и не имею­щей границ. Однако, в силу закона сохранения бесконечностей, возника­ет очередная бесконечность, которую ученые, несомненно, с помощью мето­да перенормировок, успешно устра­нят: в силу принципа неопределеннос­ти «пустое» пространство — вакуум — оказывается не совсем пустым, в нем постоянно рождаются и аннигилиру­ют пары виртуальных частиц и анти­частиц. Они обладают бесконечной энергией и, следовательно (Е=тс2), бесконечной массой. Конечный ре­зультат в этой ситуации известен — под действием создаваемого бесконеч­ной массой гравитационного притяже­ния Вселенная должна немедленно свернуться до бесконечно малых раз­меров (но не в ЧД!).

Image 

Итак, наличие или отсутствие ЧД во Вселенной зависит только от мастерс­тва теоретика и решаемой им задачи. Но даже при решении одной и той же задачи — релятивистского коллапса звезды с массой больше трех солнеч­ных — могут возникнуть проблемы, уводящие далеко от ЧД. Весьма зага­дочной и до сих пор не решенной проб­лемой черных дыр оставалась почти бесконечная их энтропия. Не менее сложная задача (и тоже не поддающа­яся разгадке) — пресловутая сингу­лярность. Недаром один из российских астрофизиков заметил, что «…любая теория, в которой возникает сингуляр­ность, является неполной или неточ­ной, а сам факт существования ее (син­гулярности) бросает вызов теорети­кам». Одним из вариантов ответа на по­добный «вызов» можно считать тео­рию, описывающую гравазвезды (GRAVASTAR), созданную американ­скими астрофизиками Эмилем Мотолой и Павлом Мазуром (Emil Motola, Pavel Mazur). В их теории гравитаци­онный коллапс звезды не бесконечен и доходит до некоторого предела, где си­лы гравитации трансформируют ве­щество звезды в новую его фазу. Уче­ные описывают ее как стадию, подоб­ную конденсату Бозе-Эйнштейна (БЭК) — фазе вещества, полученной недавно на лабораторной установке и являвшейся до недавнего времени те­мой жарких научных дискуссий (экс­периментальное его открытие было от­мечено Нобелевской премией).

Мотола со своими коллегами счита­ет, что при завершении гравитацион­ного коллапса звезды, при приближе­нии его к горизонту событий, мощное гравитационное поле нарушает кван­товые флуктуации пространства-вре­мени, притом в таких масштабах, что создаются условия для трансформа­ции вещества в абсолютно новое фазо­вое состояние — БЭК. В новой модели в центре возникшего объекта нахо­дится не сингулярность, как в ЧД, а пузырь из БЭК, окруженный сверх­прочной, сверххолодной, абсолютно невидимой сферической оболочкой, порожденной стационарной стоячей волной в пространстве-времени. Воз­никновение БЭК существенно иска­жает пространство-время внутри оболочки, вследствие чего устанавли­вается режим циркуляции вещества от центра к оболочке и назад. Такой коллективный труд гравитации и ва­куума получил звучное название гравастар (GRA(Gravity) VA(vacuum) STAR) — гравитационно-вакуумная звезда. Поскольку новая форма ве­щества не только чрезвычайно ста­бильна, но и весьма гибкая (напомина­ет оболочку пузыря), то все ближай­шее окружение (пыль, газ, астероиды, планеты, звезды) немедленно окажет­ся в ее оболочке (в этом отношении и ЧД, и GRAVASTAR очень прожор­ливы). В случае ЧД вещество исчеза­ет навсегда (если не считать возмож­ности последующей «реинкарнации» в виде излучения в процессе испаре­ния — для очень массивных звезд этот процесс может длиться до ~1060 лет). Возможности GRAVASTAR более эффективно (по сравнению с ЧД) переизлучать энергию привлек­ли к ним особое внимание ученых, ибо к настоящему времени накопи­лось достаточно много наблюдатель­ных данных о таких мощных про­цессах в ядрах галактик, для объяс­нения которых уже недостаточно известных науке механизмов энер­говыделения, вплоть до мощности квазаров.

Как и в ЧД, пространство-время внутри оболочек GRAVASTAR на­столько «искривлено» и «изломано», что описать его в терминах совре­менной науки невозможно, а сами пространство и время, само собой, поменялись местами.

Предыдущая — След. »


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: