Protas išpūstas
Ar visatoje yra kas nors keistesnio nei juodosios skylės? Šie keistai gravitaciniai monstrai ne tik deformuoja erdvę ir laiką; tiesiog galvojimas apie juos taip pat ištiesia ir palenkia žmonių vaizduotę. Kartu su visomis mintyse gluminančiomis savybėmis, apie kurias galbūt girdėjote - jų nuostabi masė, neįtikėtinai mažas dydis - juodosios skylės turi toną dar daugiau nepažįstamų savybių, kurios yra mažiau žinomos. Mes apžvelgsime keletą nuostabiausių šių kosminių keistenybių savybių ir teorinių galimybių.
Juodosios skylės gali turėti plaukus
Septintajame dešimtmetyje fizikas Johnas Wheeleris pasiūlė, kad juodosios skylės „neturi plaukų“, reiškiančios, kad kiekvienas konkretus kosminis objektas nuo brolių galėjo būti išskirtas tik nugara, kampiniu impulsu ir mase. Bet kokia kita išskirianti informacija apie juodąją skylę laikoma „plaukais“ ir, manoma, išnyks už juodosios skylės nepraeinamojo įvykio horizonto, ribos aplink juodąją skylę, pro kurią negali išeiti niekas, įskaitant šviesą.
Pasibaigus 2016 metams, kai garsus fizikas Stephenas Hawkingas pasiūlė, kad juodosios skylės iš tikrųjų sportuotų gausiai šukuoseną, pagamintą iš vaiduokliškų, nulinės energijos dalelių, ir kad šioje hirsute aglomeracijoje yra informacijos apie juodosios skylės sunaudotą medžiagą. Ši hipotezė neįrodyta, tačiau galėtų padėti išspręsti seniai pasibaigusį paradoksą apie tai, kas nutinka dujoms ir dulkėms, kurios pateko į juodosios skylės vingį.
Juodosios skylės gamina fontanus
Manoma, kad niekas negalės ištrūkti iš juodosios skylės galingo gravitacinio sukibimo. Tačiau tai taikoma tik toms medžiagoms, kurios yra labai arti skylės krašto. Daugelis juodųjų skylių iš tikrųjų yra apsuptos dujų ir dulkių srautais, kurie sukasi aplink skylę, tarsi vanduo, tekantis kanalizacija. Trintis šioje medžiagoje sukuria šilumą, dėl kurios dujose ir dulkėse susidaro kramtomos, į audrą panašios struktūros. Naujausi pastebėjimai rodo, kad šis judesys taip pat sukuria vidinius materijos stulpelius juosiančius arkinius žiedus, kurie šauna tiesiai į orą ir labai primena fontanus.
Juodosios skylės gali išgaruoti
Kvantinė mechanika suteikia dar vieną galimybę dalelėms ištrūkti iš juodosios skylės. Remiantis teorija, juodosios skylės įvykio horizonte nuolat mirksi subatominių dalelių poros. Taip dažnai konfigūracija suderinama teisingu būdu, kad vienas iš partnerių patektų į juodąją skylę. Tuomet dalelės tapatus partneris išstumiamas ypač dideliu greičiu, apiplėšdamas mažytę energijos juodąją skylę. Tai sukuria tai, kas vadinama Hawkingo radiacija, po Stepheno Hawkingo, kuris atrado šį reiškinį. Kadangi energija lygi masei, šis procesas iš tikrųjų gali sukelti juodosios skylės susitraukimą ir ilgainiui išgaruoti.
Juodosios skylės gali būti apsuptos ugnies sienos
Viena iš Hawkingo radiacijos problemų yra ta, kad ji sukelia nerimą fizikams. Subatominės dalelės, kurias sukuria ši radiacija, yra įsipainiojusios, tai reiškia, kad tai, kas nutinka su vienu, iš karto pajunta kitą. Taigi, ką jaučia partneris, kuris nepatenka į juodąją skylę, kai jo bendražygis patenka į be galo tankų tašką? Niekas nežino. Viena teorija teigia, kad juodoji skylė atitraukia dalelių įsitvirtinimą - rezultatas, kuris pagal kvantinės mechanikos dėsnius pagamintų beprotišką energijos kiekį. Tai, savo ruožtu, reikštų, kad visos juodosios skylės yra apsuptos ugnies sienomis.
Juodoji skylė gali sukramtyti informaciją, ar ne
Laikantis kvantinės mechanikos dėsnių, sunku tvirtinti, kad juodųjų skylių smulkinamoji masė yra kvadratinė, pagal kurią informacija apie daleles niekada negali būti sunaikinta. Tačiau medžiaga, slenkanti už juodosios skylės krašto, turėtų amžinai pasimesti Visatoje. Šis priesmėlis yra žinomas kaip juodosios skylės informacijos paradoksas; iki šiol mokslininkai vengė šios rezoliucijos. Naujausi tyrimai rodo, kad informacija, kuri įsiterpia į juodąją skylę, gali būti perduodama išeinantiems dalelių partneriams Hawkingo radiacijos metu; tačiau galutinio atsakymo į šį paradoksą nerasta.
Juodosios skylės gali būti tamsiosios medžiagos
Neilgai trukus po Didžiojo sprogimo Visatoje turėjo atsirasti daugybė mažyčių juodųjų skylių. Kadangi šios savybės būtų masyvūs objektai, kurie neišskiria šviesos, kai kurie fizikai spėja, kad šios pirmykštės juodosios skylės gali sudaryti tamsiąją medžiagą - tą paslaptingą medžiagą, iš kurios yra pagaminta didžioji materijos dalis. Tačiau idėja yra prieštaringa, atsižvelgiant į tai, kad Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) duomenys atmetė visatą, užpildytą daugybe minusinių juodųjų skylių. Galbūt ten vis dar liks vidutinio dydžio juodosios skylės, nors stebėjimai rodo, kad jos sudarytų ne daugiau kaip 1–10% tamsiosios medžiagos.
Ateitis gali keliauti į ateitį juodoje skylėje
Juodosios skylės susiduria su begalybės problema - juodosios skylės masė susmulkinama iki be galo tankaus taško, be galo mažo. Fiziškai tai neturi jokios prasmės, todėl tyrėjai ieškojo alternatyvių schemų, kad gautų rankeną ant juodųjų skylių. Vienas pasiūlymas yra žinomas kaip kvantinės kilpos gravitacija, kuris rodo, kad erdvės laiko audinys yra labai stipriai išlenktas šalia juodosios skylės centro. Dėl to dalis skylės išsikištų į ateitį, tai reikštų, kad patekus į ją reiktų laiko judėti į priekį. Kol kas ši mintį plėtojanti idėja tebėra teorinė.
Mokslininkai galėjo pastebėti juodąsias skylutes iš kitos visatos
Vienas labai prieštaringai vertinamas pastebėjimas rodo, kad mūsų visata yra vėlyvoji šalis. Ankstesnės visatos galėjo egzistuoti anksčiau nei mūsų, ir jose būtų buvę juodųjų skylių. Garsus Oksfordo universiteto matematikas fizikas Rogeris Penrose'as teigė, kad kosminė foninė radiacija - energetinė Didžiojo sprogimo relikvija - turi šių juodųjų skylių atspaudus anksčiau laiko. Kiti mokslininkai teigė, kad Penrose'o duomenys yra ne kas kita, kaip atsitiktinis triukšmas, tačiau galimybė išlieka intriguojanti.
Netrukus turėsime juodos skylės nuotrauką
Per kelias dienas fizikai turi išleisti pirmąjį juodosios skylės vaizdą. Šis nepaprastai didelis žvėris glūdi mūsų Paukščių Tako galaktikos širdyje; „Event Horizon“ teleskopo tikslas buvo užfiksuoti jos nuotrauką. Šis instrumentas iš tikrųjų yra pasaulinis radijo teleskopų, esančių visoje Žemėje, tinklas, sujungęs savo galias, kad priartintų arčiau galaktikos centro nei bet kada anksčiau. Teleskopas turėtų sugebėti pastebėti juodosios skylės šešėlį aplink jį supančią medžiagą, o vaizdai numatomi balandžio 10 d.
