Куда исчезает всё то, что поглощает чёрная дыра?

Чёрные дыры - одни из самых загадочных объектов во Вселенной. Мы знаем, что они обладают колоссальной гравитацией и не выпускают обратно даже свет, но главный вопрос, который мучает физиков и любителей космоса уже десятилетия: куда попадает всё, что они “съедают”?

На первый взгляд кажется, что ответ прост... внутрь. Но в случае чёрных дыр слово «внутрь» теряет привычный смысл. Более того чёрная дыра изначально появилась как математический объект и содержит в себе ту самую загадочную сингулярность. Потому вопрос про то, куда всё проваливается, физически не очень-то и правильный. Но мы всё равно найдём ответ.

У чёрной дыры есть горизонт событий - невидимая сфера, за которую не может выбраться ни материя, ни информация. Если вы пересекли её, путь назад закрыт.

Для внешнего наблюдателя объект никогда полностью не исчезает - он лишь замедляется и тускнеет, приближаясь к горизонту, а время для него как будто останавливается. Но в своей собственной системе отсчёта он пересечёт границу за доли секунды и полетит дальше к центру.

Классическая общая теория относительности говорит, что в центре чёрной дыры находится точка бесконечной плотности, где привычные законы физики перестают работать.

Любая материя, попавшая за горизонт событий, по этой модели не минует участи быть сжатой в ничтожно малый объём.

Однако слово «точка» здесь — скорее математическая абстракция. На самом деле мы не знаем, что происходит вблизи сингулярности, потому что уравнения Эйнштейна там перестают давать физически осмысленный результат.

Если всё просто «исчезает» в сингулярности, то вместе с материей пропадает и информация о её состоянии (химический состав, структура и т. д.). С точки зрения квантовой механики, это невозможно. Законы природы запрещают полное уничтожение информации. Этот конфликт между ОТО и квантовой физикой получил название информационного парадокса.

Строение чёрной дыры.

Учёные предлагают несколько гипотез, что на самом деле происходит:

* Всё действительно сжимается в сингулярность. Это вариант классической теории, но он игнорирует квантовые эффекты и оставляет проблему информации нерешённой.
* Информация хранится на горизонте событий.
Согласно гипотезе голографического принципа, всё, что падает в чёрную дыру, «записывается» на её поверхности в виде квантовых флуктуаций. Для внешнего наблюдателя чёрная дыра становится своего рода трёхмерной «голограммой» того, что она поглотила.
* Чёрная дыра испаряется, возвращая информацию.
Эффект Хокинга предсказывает, что чёрные дыры медленно излучают тепло и теряют массу. Если в этом излучении закодирована информация о поглощённой материи, парадокс исчезает. Но пока физики не пришли к единому мнению, возможно ли это на практике.
* Переход в другое пространство-время.
Некоторые теории допускают, что центр чёрной дыры может быть «входом» в другое измерение или новую область Вселенной. В этом случае поглощённая материя не уничтожается, а оказывается в другом месте космоса — но для нас это навсегда за горизонтом.

Современная физика пока не даёт окончательного ответа, что именно происходит с материей после пересечения горизонта. Но мы точно знаем одно. Чёрные дыры - это не “пылесосы” Вселенной, а скорее “банки” космических тайн. Мы видим только их внешнюю оболочку и пытаемся по косвенным признакам понять, что творится внутри. Возможно, разгадка потребует объединения общей теории относительности и квантовой механики в одну универсальную теорию гравитации. А до тех пор всё, что попадает в чёрную дыру, остаётся в буквальном смысле за пределами нашего мира и нашей науки.

Источник: engineering knowledge....
#черные дыры