Не имеют четкого горизонта событий. Это заявление сделал никто иной, как Стивен Хокинг (Stephen Hawking ); так что значит, что черных дыр больше нет? Это зависит от того, правильна ли новая идея Хокинга, и от того, что вы подразумеваете под черной дырой. Заявление основано на новой статье Хокинга , в которой тот утверждает, что горизонта событий черной дыры не существует.

Горизонт событий, по существу, - это точка не возвращения, когда вы приближаетесь к черной дыре. В общей теории относительности Эйнштейна горизонт событий - это где пространство и время настолько деформированы гравитацией (притяжением, всемирным тяготением), что вы никогда не сможете убежать. Пересеките горизонт событий, и вы сможете двигаться только вперед, но не назад. Проблема с "односторонним" горизонтом событий в том, что это приводит к тому, что известно как информационный парадокс.

Профессор Стивен Хокинг во время полета в невесомости. Предоставлено: Zero G .

Информационный парадокс имеет свое происхождение в термодинамике, а именно второй закон термодинамики. В самой простой форме его можно сформулировать как "тепло течет от горячих объектов к холодным объектам". Но этот закон более полезен, когда он выражен в терминах энтропии. Этим способом он формулируется как "энтропия системы никогда не может уменьшиться". Многие люди интерпретируют энтропию как меру неупорядоченности системы, или "непригодная для использования" часть системы. Что означало бы, что все должно всегда становиться менее полезным со временем. Но энтропия - это на самом деле уровень информации, которая вам нужна для описания системы. Упорядоченную систему (так сказать, шарики равномерно, расположенные в сетке) просто описать, потому что объекты имеют простые связи друг с другом. С другой стороны, неупорядоченная система (шарики, разбросанные случайным образом) требует большей информации для описания, потому что не существует простого шаблона (модели) для них. Поэтому, когда второй закон гласит, что энтропия никогда не может уменьшаться, означает, что физическая информация системы не может уменьшаться. Другими словами, информация не может быть уничтожена.

Проблема с горизонтом событий в том, что вы могли бы бросить объект (с большой энтропией) в черную дыру, а энтропия просто бы "ушла" ("обнулилась"). Другими словами, энтропия вселенной стала бы меньше, что противоречит второму закону термодинамики. Конечно, он не принимает во внимание квантовые взаимодействия, а именно то, что известно как излучение Хокинга , которое Стивен Хокинг впервые предложил в 1974 году.

Первоначальная идея излучения Хокинга происходит из принципа неопределенности Гейзенберга квантовой физики. В квантовой физике (квантовой теории) существуют ограничения по тому, что может быть известно об объекте. Например, вы не можете знать точную энергию объекта. Из-за этой неопределенности энергия системы может колебаться спонтанно настолько, что в среднем остается постоянной. Хокинг продемонстрировал, что около горизонта событий могут появляться пары частиц, где одна частица становится захваченной внутри горизонта событий (чуть-чуть уменьшая массу черной дыры), в то время как другая может "убежать" как излучение (унося немного энергии черной дыры).

Излучение Хокинга около горизонта событий. Предоставлено: NAU.

Так как эти квантовые частицы появляются парами, они "запутанные" (квантово связанные). Это не имеет большого значения, пока вы не захотите, чтобы излучение Хокинга излучало информацию, содержащуюся внутри черной дыры. В первоначальной формулировке Хокинга , частицы появлялись случайно, поэтому излучение, испускаемое из черной дыры, было чисто случайным. Следовательно, излучение Хокинга не позволило бы вам возвратить любую захваченную информацию.

Чтобы позволить, чтобы излучение Хокинга переносило информацию из черной дыры, запутанная связь между парами частиц должна быть разрушена у горизонта событий, так что убегающая частица вместо этого может быть запутанной с материей, переносящей информацию внутри черной дыры. Это нарушение первоначальной запутанности заставило бы частицы быть похожими на сильный "файервол" (firewall, "стена огня") у поверхности горизонта событий. Это означало бы, что все падающее в черную дыру, не производило это в черной дыре. Вместо этого, материя бы испарялась при излучении Хокинга , когда она достигала бы горизонта событий. Тогда казалось бы, что либо физическая информация объекта теряется, когда он падает в черную дыру (информационный парадокс), либо объекты испаряются до входа в черную дыру (парадокс файервола).

В этой новой статье Хокинг предлагает другой подход. Он утверждает, что лучше вместо гравитации, искривляющей пространство и время в горизонте событий, квантовые флуктуации излучения Хокинга создают слой турбулентности в этой области. Поэтому вместо четкого горизонта событий, черная дыра имела бы видимый горизонт, который выглядит как горизонт событий, но позволяет просачиваться информации. Хокинг утверждает, что турбулентность была бы такой большой, что информация, покидающая черную дыру, была бы настолько перемешанной, что не подлежала бы восстановлению.

Если Стивен Хокинг прав, тогда это решило бы информационный/файервол парадокс, который "изводит" теоретическую физику. Черные дыры все еще бы существовали в астрофизике (та, что в центре нашей галактики, никуда не денется), но они потеряли бы горизонт событий. Следует подчеркнуть, что статья не была рецензирована, и немного не хватает подробностей. Это больше презентация идеи, а не подробное решение парадокса. Будут необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли эта идея решением, которое мы ищем.

Черные дыры — термин, придуманный в 1967 году американским физиком-теоретиком Джоном Уилером. Так он назвал область в пространстве, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. Существование черных дыр лежит в основе множества теорий, описывающих эволюцию галактик и звезд, хотя вопрос об их реальном существовании связан с тем, насколько верна теория гравитации. Несмотря на то, что их существование у большинства ученых не вызывает сомнений, формально эти объекты считаются гипотетическими.

Поскольку черные дыры не излучают свет и не отражают его, выявить их наличие можно только теоретическими методами — например, ученые указывают на быстрое вращение звезд и отклонение лучей света рядом с центрами галактик. Основной характеристикой черной дыры является размер ее горизонта событий — границы, попав за которую, уже ничто не сможет вернуться обратно.

В 1974 году знаменитый ученый Стивен Хокинг высказал гипотезу, согласно которой черные дыры должны исчезать. Мерсини-Хоутон описывает совершенно новый сценарий: ее расчеты показали, что при коллапсе звезды возникает так называемое излучение Хокинга, которое заставляет звезду стремительно терять свою массу под действием собственной гравитации. Причем настолько стремительно, что она не становится черной дырой, а просто взрывается, не образуя никаких горизонтов событий.

«Мы изучали эту проблему более 50 лет, но это решение заставляет нас о многом задуматься», — говорит Мерсини-Хоутон. Многие астрофизики считают, что наша Вселенная возникла из сингулярности, которая начала расширяться с момента Большого взрыва, однако, если черных дыр не существует, то им, очевидно, придется переосмыслить свои идеи.

МОСКВА, 24 янв — РИА Новости. Британский физик-теоретик Стивен Хокинг, один из основателей современной теории черных дыр, предлагает пересмотреть одно из основных положений этой теории — существование "горизонта событий" черной дыры, из-за которого ни материя, ни энергия не могут вернуться во внешний мир; эта "тюрьма" только временная, а значит черных дыр в обычном понимании не существует, пишет физик в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.

"В классической теории нет возможности покинуть черную дыру <…> (Квантовая теория) однако позволяет энергии и информации "бежать" из черной дыры", — говорит Хокинг, слова которого приводятся на сайте журнала Nature .

Установлены новые границы масс для гипотетических черных дыр в БАКе Физики, работающие на детекторе CMS Большого адронного коллайдера, проанализировали данные о столкновениях протонов, накопленные в 2012 году, и вновь не обнаружили признаков рождения в ускорителе микроскопических черных дыр, однако установили новые ограничения по массе для этих объектов.

Одним из основных свойств черных дыр — как "обычных", возникающих при гравитационном коллапсе на поздней стадии эволюции массивных звезд, так и сверхмассивных в центрах галактик — является наличие горизонта событий или сферы Шварцшильда, границы, за которой гравитация черной дыры становится настолько большой, что вырваться оттуда можно только превысив скорость света. Поскольку скорость света — предельная скорость, то, согласно господствующим представлениям, ничто покинуть черную дыру не может.

Согласно теории Эйнштейна, астронавт, пролетевший через горизонт событий, не почувствует ничего — только позже, по мере приближения к центру черной дыры и росту градиента гравитации (разнице в силе тяготения в разных точках) его тело будет вытягиваться, пока не превратится в "спагетти" и попадет в сингулярность в центре.

2014 год: каким научным идеям пора в отставку Известные ученые составили свой список популярных научных идей, которые потеряли свою актуальность в свете новейших исследований и современных взглядов.

В 2012 году американский физик Джозеф Полчински (Joseph Polchinski) основываясь на квантовой теории, пришел к выводу, что на горизонте событий должна возникать "стена огня" из частиц высоких энергий и потоков излучения. Однако это противоречило эйнштейновским представлениям. Хокинг предложил разрешить этот парадокс, "убрав" горизонт событий.

Согласно его предположениям, квантовые эффекты в окрестностях черной дыры настолько сильно искажают пространство-время, что четкая граница горизонта событий просто не может существовать. По мнению Хокинга, существует "кажущийся горизонт" (apparent horizon) — поверхность, на которой излучение, уходящее от центра черной дыры, лишь задерживается. В отличие от классического горизонта событий, "кажущийся" может в какой-то момент исчезнуть, и то, что было в черной дыре, может выйти наружу.

"Отсутствие горизонта событий означает, что не существует черных дыр как объектов, откуда излучение не может уйти никогда", — пишет Хокинг.

Сам ученый не описал причин, по которым кажущийся горизонт может исчезнуть, однако Дон Пэйдж (Don Page) из канадского университета Альберты полагает, что это может произойти, когда черная дыра за счет излучения Хокинга станет настолько малой, что гравитационные и квантовые эффекты станут неразличимы.

Черных дыр не существует? September 29th, 2014

И как будто всего этого было недостаточно: сейчас появилась информация, что они и вовсе не существуют. Женщина математически доказала , что таких астрофизических объектов, как черные дыры, в природе просто не может существовать.

Давайте узнаем подробнее, что же это за версия в науке …

Объединив две, на первый взгляд, противоположные теории, Лаура Мерсини-Хьюстон (Laura Mersini-Houghton), профессор физики Колледжа наук и искусств Университета Северной Каролины (США), математически доказала, что черные дыры вообще не могли существовать. Ее исследование не только заставляет ученых переосмыслить ткань пространства-времени, но также и вновь задуматься над происхождением Вселенной.

Черные дыры - термин, популяризированный полвека назад американским теоретиком Джоном Уилером, - сверхмассивные релятивистские объекты, существование которых лежит в основе множества астрофизических теорий, описывающих эволюцию галактик, звезд, квазаров. И хотя сегодня их существование у большинства астрономов не вызывает сомнений, формально эти объекты считаются гипотетическими.

Поскольку эти объекты ни излучают свой, ни отражают чужой свет, определять их наличие можно только косвенными методами. Так, ученых убеждает в их существовании быстрое вращение звезд рядом с центрами галактик и отклонение лучей света (линзирование), которое наблюдается в окрестностях этих сильно гравитирующих объектов.

Астрономам известны черные дыры двух типов - звездных масс и сверхмассивные черные дыры массой в миллиарды масс Солнца.

Ведутся споры о существовании черных дыр промежуточных масс. Считается, что первый тип образуется при коллапсе массивных звезд, когда звезда, раздувшись, сбрасывает внешние слои и коллапсирует внутрь себя под действием собственной гравитации. Происхождение же сверхмассивных черных дыр вызывает у астрономов споры: то ли они формировались одновременно со Вселенной в сгустках темной материи, то ли при коллапсе больших газовых облаков.

То же самое произойдет, если Землю сжать до размеров грецкого ореха: ее плотность возрастет настолько, что ни одно тело не сможет оторваться от ее поверхности, даже двигаясь со скоростью света.

Основной характеристикой черной дыры является размер ее горизонта событий - воображаемой поверхности, попав за которую ни тело, ни информация уже не могут попасть обратно. Прелесть черных дыр в том, что они противопоставляют друг другу две фундаментальные физические теории - эйнштейновскую теорию гравитации, из которой вытекает возможность их существования, и квантовую теорию, которая постулирует, что никакая информация во Вселенной не может никуда исчезнуть.

В 1974 году известный британский ученый Стивен Хокинг предсказал, что черные дыры должны испаряться. Квантовая теория гласит, что в физическом вакууме постоянно рождаются пары частица - античастица. При этом рождение таких пар у горизонта событий допускает возможность, что одна частица упадет на черную дыру, а другая - нет. Так, улетевшие частицы могут уносить массу дыр за счет так называемого излучения Хокинга.

Примечательно, что свою теорию Хокинг выдвинул вскоре после того, как в 1973 году встречался в Москве с советскими физиками Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским.

Они убедили Хокинга в том, что вращающаяся черная дыра может испускать электромагнитные волны и частицы.

Марсини-Хоутон математически описала процесс коллапса массивных звезд и пришла к парадоксу. Ее расчеты показали, что при коллапсе звезды возникает излучение Хоккинга, которое заставляет звезду стремительно терять свою массу.

Причем настолько стремительно, что плотность внутренних областей перестает расти и образование черной дыры останавливается.

«Я сама не могу оправиться от шока. Мы изучали эту проблему более 50 лет, и это решение заставляет нас о многом задуматься», - сказала исследовательница.

Исследование, которое было направлено в базу ArXiv , онлайн хранилище исследований в области физики, которые не рецензируются, содержит точные математические решения этой проблемы и подготовлено в сотрудничестве с Гаральдом Пайффером (Harald Peiffer), экспертом в области математической относительности из Университета Торонто (Канада). Более раннее исследование Мерсини-Хьюстон, также направленное в ArXiv в июне, было опубликовано в журнале Physics Letters B и содержит приблизительное решение исследуемой проблемы.

Экспериментальные данные когда-нибудь могут представить физическое доказательство, существуют ли черные дыры во Вселенной. Однако на данный момент, по словам Мерсини-Хьюстон, математические выводы являются окончательными.

Многие физики и астрономы полагают, что наша Вселенная возникла из сингулярности, которая стала расширяться после Большой взрыва. Однако если сингулярностей не существует, ученым придется вновь обдумать теорию Большого взрыва и даже вопрос о том, произошел ли он в действительности.

«Физики пытались объединить эти две теории – теорию гравитации Эйнштейна и квантовую механику – на протяжении десятилетий, и этот сценарий приводит теории в гармонию, — говорит Мерсини-Хьюстон. – Это очень важно».

Что на самом деле остается на месте массивных звезд, могут дать дальнейшие наблюдения. Взрывы массивных звезд уже наблюдались в новейшую историю, так, в 1987 году астрономы наблюдали ярчайшую вспышку сверхновой SN 1987A. Однако ни черной дыры, ни нейтронной звезды на ее месте пока не обнаружено.

источники

http://www.gazeta.ru/science/2014/09/26_a_6235185.shtml

http://arxiv.org/abs/arXiv:1409.1837

http://www.newsfiber.com/p/s/h?v=EYb27xuC%2FrUc%3D+ABi3NuZBMb0%3D

http://nauka21vek.ru/archives/58918

А я вам еще вот про что напомню: или посмотрите например как происходит Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Американский ученый высказал предположение, что черных дыр – одного из «краеугольных камней» современной физики – нет и быть не может. Предложенная им теория объясняет феномен темной энергии во Вселенной.

Согласно данным наблюдений движения галактик, проводившимся в последние годы, Вселенная на 70% состоит из так называемой «темной», или невидимой, энергии, благодаря которой она расширяется с непрерывно возрастающей скоростью.

Как сообщает Nature, Джордж Чаплин (George Chapline) из национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе высказал предположение, что коллапс массивных звезд приводит к образованию не черных дыр, как полагает современная астрофизика, а особых звезд, содержащих темную энергию. «Черных дыр почти наверняка не существует», - утверждает он.

До сих пор считалось, что черные дыры являются одним из наиболее убедительных подтверждений правоты общей теории относительности Эйнштейна, согласно положениям которой гравитация - не что иное как свойство пространства-времени, деформируемого массивными телами. Согласно теоретическим положениям, при неудержимом сжатии звезды с массой, превышающей некое пороговое значение, коллапс этот продолжается до тех пор, пока она не «схлопнется» в точку, из «капкана» которой неспособно вырваться даже электромагнитное излучение.

Правда, сам Эйнштейн, указывает Джордж Чаплин, в существование черных дыр не верил. «К сожалению, он не пояснил, почему именно» - говорит г-н Чаплин. Корень проблемы, по всей видимости - в квантовой механике, другой революционной теории ХХ века, в формировании которой Эйнштейн также принял самое непосредственное участие.

С точки зрения общей теории относительности, «универсального времени» во Вселенной не существует. Более того, скорость хода часов, вообще говоря, непостоянна и зависит от того, где они находятся. В то же время квантовая механика, как указывает Джордж Чаплин, имеет смысл только в том случае, если универсальное время все-таки существует - в противном случае ее аппарат просто неприменим.

В особенности вопиющее расхождение двух теорий проявляется при попытке описания физики событий, происходящих у так называемого «горизонта событий» гипотетической черной дыры. Удаленному наблюдателю будет казаться, что время здесь практически остановилось. Но для экипажа звездолета, падающего в "мысленном эксперименте" на черную дыру, время будет идти как обычно. «Общая теория относительности предсказывает, что в горизонте событий ничего не произойдет», - говорит г-н Чаплин.

Тем не менее, еще три десятка лет назад теоретики указали на то, что материя, согласно законам квантовой механики, должна у горизонта событий становиться «гиперчувствительной» к малейшим возмущениям. «Этот результат быстро позабыли, - говорит г-н Чаплин, - поскольку он не согласуется с предсказаниями общей теории относительности. Но на самом деле результат абсолютно верен».

Странное поведение материи, указывает он, является характерным признаком качественного «фазового перехода» пространственно-временного континуума. При этом коллапс массивной звезды приводит не к образованию черной дыры, а к появлению объекта («звезды»), состоящей из темной энергии, вследствие чего возникают интересные и загадочные гравитационные эффекты.

Снаружи такая звезда будет напоминать черную дыру с мощным гравитационным полем. Но вот внутри нее «отрицательная» гравитация темной энергии может привести к тому, что вещество будет «отскакивать» от нее. Если звезда будет достаточно большой, указывает г-н Чаплин в своей статье, «отскочившие» от нее электроны превратятся в собственные античастицы - позитроны - которые при аннигиляции с электронами приведут к образованию характерного гамма-излучения. При этом спектр излучения гипотетического объекта массой 1 млн. масс Солнца в области единиц МэВ хорошо согласуется с распределением 511 КэВ аннигиляционного излучения, приходящего из центральной области Галактики. Этот спектр очень похож также на спектр гамма-вспышек, что позволяет интерпретировать их как результат падения вещества, но не на черные дыры, а на звезды с темной энергией. По мнению Джорджа Чаплина, Вселенная изобилует «примордиальными» звездами с темной энергией, образовавшимися на заре развития Вселенной не вследствие коллапса звезд, а в результате деформации пространства-времени.