Физики опровергли отсутствие волос у черных дыр
Команда физиков нашла способ примирить общую теорию относительности с квантовой теорией в отношении черных дыр. Для этого нужно, чтобы черная дыра быстро вращалась.
Работа опубликована в Physical Review Letters, коротко о ней рассказывает Universe Today.
Общая теория относительности гласит, что стабильная черная дыра может быть описана всего тремя свойствами: массой, электрическим зарядом и угловым моментом вращения. Эта гипотеза называется «теоремой об отсутствии волос». Поскольку черные дыры, как правило, не обладают значимым зарядом, на самом деле для их описания нужны всего два свойства. Если вы знаете массу и угловой момент черной дыры, вы знаете о ней все.
После того, как вещество попадает в черную дыру, единственной характеристикой, которая остается, является масса. С точки зрения общей теории относительности неважно, что именно попадает в черную дыру, в любом случае ее горизонт событий совершенно гладкий, «без волос».
Однако если теорема об отсутствии волос верна, то информация, содержащаяся в объекте, уничтожается, когда он пересекает горизонт событий. Квантовая же теория утверждает, что информацию невозможно уничтожить. Итак, общая теория относительности в этом случае противоречит теории квантов.
Было предложено несколько способов разрешения этого противоречия, часто включающих расширения теории относительности. Но разницу между стандартной теорией относительности и модифицированными версиями можно увидеть только в экстремальных ситуациях, что затрудняет их изучение с помощью наблюдений. Новое исследование предложило изучить их через вращающиеся черные дыры.
Физики обнаружили, что при малых вращениях модифицированная черная дыра неотличима от стандартной модели, но при больших вращениях скалярное поле позволит черной дыре иметь дополнительные особенности. Другими словами, в этих альтернативных моделях быстро вращающиеся черные дыры могут иметь волосы.
Эти волосы будут видны только вблизи самого горизонта событий, но они повлияют на слияние черных дыр. Как указывают авторы, будущие обсерватории гравитационных волн смогут использовать быстро вращающиеся черные дыры, чтобы определить, верна ли предложенная альтернатива общей теории относительности.
Фото: Shutterstock