Новаторское исследование, проведённое международной командой учёных из Университета Южной Дании, Карлова университета в Праге, Высшей международной школы передовых исследований (SISSA) в Триесте и Университета Виктории в Веллингтоне, Новой Зеландии, раскрывает непознанные аспекты внутренней динамики чёрных дыр. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, могут существенно изменить наше понимание этих загадочных объектов.
Чёрные дыры продолжают вызывать необычайный интерес среди учёных; в прошлом исследователи сосредотачивались в основном на их внешних характеристиках и окружении, в то время как их внутренняя структура оставалась недостаточно изученной.
Решение Керра в рамках уравнений общей теории относительности является наиболее точным описанием вращающихся чёрных дыр, наблюдаемых в гравитационной астрофизике. Оно представляет чёрную дыру в виде воронки в пространстве-времени, имеющей два горизонта: внешний, за границей которого невозможно избежать её гравитационного влияния, и внутренний, который скрывает сингулярность — зону, где привычное нам пространство-время перестаёт существовать.
Тем не менее, новое исследование выявило важную характеристику внутренней области этих объектов. Хотя было известно, что статический внутренний горизонт характеризуется бесконечным накоплением энергии, исследование демонстрирует, что даже более реалистичные динамические чёрные дыры подвержены значительной нестабильности на относительно малых временных масштабах. Эта нестабильность обусловлена накоплением энергии, которая с течением времени возрастает экспоненциально, достигая огромных масштабов, способных существенно изменить общую геометрию чёрной дыры.
Источник: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.181402
Рауль Карбальо-Рубио из исследовательского центра CP3-Origins в Университете Южной Дании, один из авторов исследования, утверждает: «Неизученная внутренняя динамика чёрных дыр может значительно изменить наше представление об этих объектах, даже с внешней точки зрения».
Стефано Либерати, профессор SISSA и ещё один автор исследования, поясняет: «Эти результаты показывают, что решение Керра, в отличие от прежних предположений, не может точно отражать видимые чёрные дыры, по крайней мере, на типичных временных отрезках их существования».
Постижение роли этой нестабильности является ключом к уточнению теоретических моделей внутренней структуры чёрных дыр и их взаимосвязи с общей структурой этих объектов. Данное исследование может стать недостающим элементом между теоретическими моделями и возможными наблюдениями явлений, выходящих за рамки общей теории относительности. Найденные результаты открывают новые горизонты для изучения чёрных дыр, углубляя наше представление о их внутренней природе и динамике.
Источник: iXBT
