Без сингулярности: физики установили, что квантовая гравитация может разгадать тайны черных дыр.

Физики разработали новую модель формирования черных дыр, основываясь исключительно на чистой гравитации и без использования экзотической материи. Эта новая концепция ставит под сомнение ранее существовавшие теории и приближает нас к пониманию истинной природы пространства-времени. Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B, сообщает SciTechDaily.

Разрешение сингулярности в рамках квантовой гравитации остается одной из наиболее сложных задач в теоретической физике. Теперь авторы нового исследования сделали значительное открытие. Они впервые продемонстрировали, что черные дыры могут образовываться исключительно благодаря гравитационным эффектам, без необходимости в экзотической материи, как это предполагают существующие модели. Это открытие открывает новый путь для понимания квантовой природы гравитации и может изменить наше представление о пространстве-времени.

Экзотической материей называют вещества с такими свойствами, которые отсутствуют у обычной материи. Эта материя обладает отрицательной плотностью энергии, создает отталкивающие гравитационные эффекты и может нарушать определенные энергетические условия в общей теории относительности Эйнштейна. Хотя экзотическую материю пока никто не наблюдал, она используется для исследования потенциальных червоточин и возможностей космических путешествий со сверхсветовой скоростью, а также для разрешения сингулярностей черных дыр.

Новая математическая модель, предложенная физиками, демонстрирует, что чистая гравитация без экзотической материи может создавать обычные черные дыры без сингулярности. Это открытие значительно упрощает условия, необходимые для формирования обычных черных дыр. По словам ученых, их модель основана исключительно на модификациях уравнений Эйнштейна, которые естественным образом предсказываются квантовой гравитацией.

В то же время новая теория применима к любому пространству-времени, состоящему из пяти или более измерений. Однако физики утверждают, что те же выводы должны относиться и к нашему привычному четырехмерному пространству-времени, где присутствуют три измерения пространства и одно измерение времени. Авторы исследования отмечают, что пока неясно, как Вселенная предотвращает образование сингулярностей, но надеются, что новая модель поможет разобраться в этом вопросе.

Физики также в рамках своего исследования изучили термодинамические свойства черных дыр, созданных с помощью квантовой гравитации, и обнаружили, что они соответствуют первому закону термодинамики. По словам ученых, новая теория не только предсказывает существование черных дыр без сингулярностей, но и помогает понять, как формируются эти объекты и какова судьба материи, падающей в черную дыру.