Nauja teorija dėl juodųjų skylių: astrofizikus jaudinančios gravitacijos pabaisos gali būti ne juodos ir ne skylės - tai gali padėti aiškiau suprasti ir tamsiąją materiją

Visgi naujoje teorijoje teigiama, kad juodosios skylės galbūt visai ne juodos, rašoma livescience.com. Remiantis naujo tyrimo išvadomis, juodosios skylės gali būti tamsiosios žvaigždės, pasižyminčios egzotiškais fizikiniais reiškiniais, vykstančiais branduolyje.

Tikėtina, kad dėl paslaptingųjų naujų fizikinių reiškinių šios tamsiosios žvaigždės skleidžia keistą radiaciją. Savo ruožtu, ši radiacija galėtų padėti suprasti Visatoje esančią tamsiąją materiją, kuri viską traukia, bet nespinduliuoja šviesos.

Tamsiosios žvaigždės

Dėl Alberto Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos, kurioje aprašoma, kaip materija iškreipia erdvėlaikį, žinome, kad kai kuriose milžiniškose žvaigždėse kolapso procesas gali pasiekti tokį lygį, jog žvaigždė susitraukia iki taško – singuliarumo.

Susiformavus singuliarumui, aplink jį susidaro įvykių horizontas. Tai – savotiška vienkrypčio eismo gatvė Visatoje. Įvykių horizonte juodosios skylės gravitacinės jėgos trauka yra tokia stipri, kad, norėdami iš jos ištrūkti, turėtumėte judėti greičiau už šviesą.

Kadangi šviesos greičio viršijimas yra negalimas vadovaujantis dabartiniu fizikos modeliu, bet koks įvykių horizontą kirtęs objektas pradingsta amžiams. Iš čia ir pavadinimas „juodoji skylė“.

Šie paprasti, bet stebinantys teiginiai kol kas nebuvo paneigti, nepaisant ne vieną dešimtmetį atliekamų stebėjimų ir bandymų.

Astronomai regėjo, kaip žvaigždės atmosferą susiurbia juodoji skylė. Jiems pavyko pamatyti aplink juodąsias skyles skriejančių žvaigždžių.

Žemėje fizikai užfiksavo gravitacines bangas, susidariusias susidūrus juodosioms skylėms. Mes netgi sugebėjome nufotografuoti juodosios skylės „šešėlį“ – ją supančiose dujose susidariusią ertmę.

Nepaisant šių žinių, juodosios skylės tebėra apgaubtos paslapčių. Svarbiausia juodosios skylės ypatybė singuliarumas, regis, yra fiziškai neįmanoma, nes materija negali tiesiog susitraukti į tašką.

Plancko branduoliai

Vadinasi, dabartinį supratimą apie juodąsias skyles galiausiai reikės atnaujinti arba pakeisti kita teorija, galinčia paaiškinti, kas yra juodosios skylės centre. Žinoma, šis iššūkis neatbaido fizikų nuo noro pamėginti įminti juodųjų skylių paslaptis.

Vienoje juodųjų skylių singuliarumo teorijoje be galo į vis mažesnį tašką kolapsuojanti materija pakeičiama šiek tiek priimtinesniu variantu: nepaprastai mažu nepaprastai suspaustos materijos tašku. Tai vadinama Plancko branduoliu, nes šioje teorijoje iškeliama prielaida, kad juodojoje skylėje esanti materija yra suspausta iki mažiausio įmanomo dydžio – Plancko ilgio, kuris yra lygus maždaug 1,6 x 10−35 metro.

Jeigu juodosios skylės centre būtų Plancko branduolys, t. y. ne singuliarumas, ji nebeturėtų įvykių horizonto – nebūtų vietos, kur gravitacinė trauka viršija šviesos greitį. Tiesa, išoriniams stebėtojams gravitacinė trauka būtų tokia stipri, kad niekuo nesiskirtų nuo įvykių horizonto. Tik itin jautrių stebėjimų, kurių atlikti kol kas neleidžia turimos technologijos, metu galėtume pastebėti skirtumą.

Tamsioji materija

Radikalioms problemoms reikia radikalių sprendimų, todėl „singuliarumo“ pakeitimas „Plancko branduoliu“ nėra kažkas iš fantastikos srities, nors ši teorija – tik bendrų bruožų apmatai be fizikinių ir matematinių modelių, kurie leistų užtikrintai apibūdinti tokią aplinką. Kitaip tariant, Plancko branduoliai tėra minčių lietaus vaisius.

Siūlyti įvairias teorijas nėra blogas pasirinkimas, nes singuliarumui paaiškinti reikia išties netradicinio mąstymo. Be to, galima padaryti ir su juodosiomis skylėmis nesusijusių reikšmingų atradimų, pavyzdžiui, įminti tamsiosios materijos paslaptį.

Tamsioji materija sudaro 85 proc. Visatos masės, tačiau visiškai nesąveikauja su šviesa. Jos egzistavimą galime nustatyti tik iš gravitacinio poveikio įprastai, šviesiajai materijai. Pavyzdžiui: stebėdami aplink galaktikų centrus skriejančias žvaigždes, galime apskaičiuoti konkrečios galaktikos masę, atsižvelgdami į žvaigždžių orbitinį greitį.

Naujame darbe, vasario 15 d. paskelbtame preprintų duomenų bazėje „arXiv“, fizikas Igoris Nikitinas, dirbantis Vokietijoje esančiame Fraunhoferio mokslinių algoritmų ir skaičiavimo institute, dar labiau išplėtoja „radikalaus singuliarumo“ idėją. Mokslininko teigimu, Plancko branduoliai gali skleisti daleles (kadangi nėra įvykių horizonto, šios juodosios skylės nėra visiškai juodos). Minėtosios dalelės būtų jau žinomos arba visiškai naujos.

Galbūt jos padėtų atskleisti tamsiosios materijos prigimtį. Kaip rašė I. Nikitinas, jeigu juodosios skylės iš tikrųjų yra Plancko žvaigždės ir nuolatos skleidžia tamsiosios materijos srautą, jos galėtų paaiškinti galaktikas sudarančių žvaigždžių judėjimą.

Viena vertus, fiziko idėja tikriausiai neatlaikytų nuodugnesnės analizės (tamsiosios materijos įrodymų yra kur kas daugiau, nei jos daromas poveikis žvaigždžių judėjimui). Kita vertus, ši hipotezė yra geras pavyzdys, kodėl reikia siūlyti kaip įmanoma daugiau idėjų juodosioms skylėms paaiškinti, nes niekada negalime žinoti, kaip jos yra susijusios su kitomis neįmintomis Visatos paslaptimis.