Новости науки
Внутри вращающихся черных дыр выявлена нестабильность
Большая группа ученых из Университета Южной Дании, Высшей международной школы передовых исследований (SISSA) в Триесте, Карлова университета в Праге и Университета Виктории в Веллингтоне провела исследование, которое выявило нестабильность внутри черных дыр, поставив тем самым под сомнение общепринятую модель Керра.
Черная дыра Керра (вращающаяся черная дыра) – геометрический объект (пространство‑время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна в вакууме при наличии массы M и момента импульса L, которые сконцентрированы в сингулярности пространства-времени. Сингулярность расположена в центральной области черной дыры и имеет форму кольца (центр черной дыры в системе координат удаленного наблюдателя соответствует диску в экваториальной плоскости черной дыры, а сингулярность – граница этого диска). В зависимости от соотношения параметров M и L сингулярность может быть окружена либо двумя горизонтами событий (внутренним и внешним), либо одним.
Уравнение Керра использовалось для анализа структуры черных дыр. Считается, что вращающиеся черные дыры являются самым распространенным типом черных дыр во Вселенной. В рамках модели Керра черная дыра представлена двумя горизонтами: внешним, за которым невозможно избежать гравитационного притяжения, и внутренним, охватывающим сингулярность, где пространство‑время перестает существовать в привычном виде.
Авторы работы выявили важную проблему, связанную с динамическими изменениями внутри этих объектов. Согласно полученным результатам, внутренний горизонт черной дыры может накапливать энергию экспоненциально, что со временем приводит к нестабильности. Исследование показало, что, в отличие от статичных черных дыр, динамические черные дыры подвержены быстрой энергетической нестабильности. В течение короткого временного периода энергия достигает конечного, но крайне высокого уровня, который способен изменить общую геометрию черной дыры.
Таким образом, черная дыра не может поддерживать стабильную структуру Керра на длительных временных интервалах. Скорость и масштаб отклонений от классической геометрии Керра требуют дальнейшего изучения, однако ученые пришли к выводу, что данное решение не является абсолютно точным для описания реальных черных дыр.
Выводы исследователей предполагают, что данная нестабильность может играть ключевую роль в понимании внутренней структуры черных дыр и их связи с общей теорией относительности. Эти результаты открывают новые возможности для исследования черных дыр и их внутренней динамики, а также позволяют предположить, что дальнейшие наблюдения могут уточнить модели, выходящие за рамки существующей теории.
Исследование представлено в журнале «Physical Review Letters»
О последствиях столкновения Млечного Пути с Большим Магеллановым Облаком
Команда астрономов из STScI и НАСА смогла оценить последствия столкновения Млечного Пути с Большим Магеллановым Облаком (БМО) – одной из ближайших к нам галактик. В своей работе ученые использовали космический телескоп «Хаббл».
Напомним, что БМО – карликовая галактика, находящаяся на краю Млечного Пути. Она пережила мощное взаимодействие с нашей галактикой, которое привело к значительной потере газа. Толчок давления, вызванный плотной средой Млечного Пути, лишил БМО большей части гало, которое сейчас составляет всего около 50 000 световых лет в поперечнике. Это в 10 раз меньше гало галактик схожей массы.
Про STScI – Space Telescope Science Institute – стоит сказать особо. Это научный оперативный центр, основанный НАСА в 1981 году в Балтиморе для управления и проведения исследований с использованием космического телескопа Хаббл, который находится на орбите с 1990 года, а позднее и космического телескопа Джеймса Уэбба, запуск которого состоялся в декабре 2021 года.