Без сингулярності: фізики з'ясували, що квантова гравітація розкриває таємницю чорних дір.

Фізики створили нову модель формування чорних дір, використовуючи чисту гравітацію без екзотичної матерії. Нова модель кидає виклик попереднім теоріям і наближає нас до розуміння справжньої природи простору-часу. Дослідження опубліковано в журналі Physics Letters B, повідомляє SciTechDaily.

Розуміння того, як сингулярність може бути вирішена в рамках квантової гравітації, залишається однією з найбільших проблем у теоретичній фізиці. Тепер автори нового дослідження зробили важливе відкриття. Вони вперше продемонстрували, що чорні діри можуть формуватися виключно за рахунок гравітаційних ефектів і їм не потрібна екзотична матерія, як вважають існуючі моделі. Це відкриття пропонує новий шлях для розуміння квантової природи гравітації і може змінити уявлення про простір-час.

Екзотичною матерією називають такий тип матерії, що має властивості, яких немає у звичайної матерії. Екзотична матерія має негативну щільність енергії, створює відштовхуючі гравітаційні ефекти і може порушувати певні енергетичні умови в загальній теорії відносності Ейнштейна. Хоча екзотичну матерію ще ніхто ніколи не бачив, її використовують для вивчення потенційних червоточин, а також можливостей подорожей у космосі зі швидкістю, що перевищує швидкість світла, і для розв'язання сингулярності чорних дір.

Нова математична модель фізиків показує, що чиста гравітація без екзотичної матерії може створювати звичайні чорні діри без сингулярності. Це відкриття значно спрощує умови, необхідні для формування звичайних чорних дір. За словами фізиків, їхня модель базується тільки на модифікаціях рівнянь Ейнштейна, природно передбачених квантовою гравітацією.

Водночас нова теорія застосовна до будь-якого простору-часу, якщо воно складається з п'яти або більше вимірів. Але фізики стверджують, що ті ж висновки повинні бути застосовані до нашого звичайного чотиривимірного простору-часу, де існує три виміри простору та одне вимір часу. Автори дослідження зазначають, що поки неясно, як Всесвіт запобігає формуванню сингулярності, але вважають, що нова модель допоможе це з'ясувати.

Фізики також у рамках дослідження вивчили термодинамічні властивості створених за допомогою квантової гравітації звичайних чорних дір і з'ясували, що вони відповідають першому закону термодинаміки. За словами вчених, нова теорія не лише передбачає існування чорних дір без сингулярності, але й дозволяє зрозуміти, як формуються ці об'єкти і яка доля матерії, що падає в чорну діру.