Сингулярность черной дыры может быть 3D-поверхностью
Исследователи Эндрю Гамильтон из Университета Колорадо в Боулдере и Тайлер Макмейкен из Университета Мэри выдвинули гипотезу о том, что сингулярность черной дыры не обязательно представляет собой точку с бесконечной плотностью, а может быть плоской трехмерной поверхностью. Событийный горизонт остается границей, за которой свет не может покинуть черную дыру, что делает невозможным прямое наблюдение внутренних областей таких объектов. Об этом сообщает Science XXI.
В традиционных моделях сингулярность невращающейся черной дыры Шварцшильда обычно изображается как точка. Для вращающихся черных дыр Керра ранее была предложена концепция кольцевой сингулярности, учитывающая центробежное отталкивание на падающее вещество. Новое исследование авторов будет опубликовано в журнале Physical Review D.
Ученые проанализировали ситуацию, когда два наблюдателя падают в одну черную дыру с противоположных направлений. Если бы сингулярность была единственной точкой, оба наблюдателя должны были бы встретиться в одном месте. Однако, согласно общей теории относительности, искривленное пространство-время не позволяет им обмениваться световыми или другими сигналами во время падения.
Авторы предполагают, что наблюдатели, потерявшие причинную связь, не могут завершить движение в одном и том же событии пространства-времени. Это противоречие устраняется, если рассматривать сингулярность как трехмерную пространственноподобную поверхность, что позволяет каждому наблюдателю достичь ее в своей уникальной точке.
Гамильтон и Макмейкен считают, что их подход может применяться не только к невращающимся черным дырам. Они предполагают, что реалистичная черная дыра Керра также может переходить к пространственноподобной сингулярной поверхности у внутреннего горизонта. В этом случае различия между моделями сингулярностей черных дыр Шварцшильда и Керра могут оказаться менее значительными, чем принято считать.
Предложенная модель изменяет математическое описание области, где общая теория относительности перестает действовать. Это имеет важное значение для поиска теории квантовой гравитации, которая должна объединить описание гравитации на больших масштабах и квантовую механику. Обе теории успешно работают по отдельности, но внутри черной дыры их математические принципы оказываются несовместимыми.
