Juodosios skylės – paslaptingi ir bauginantys Visatos objektai, kurie daugelį dešimtmečių kamavo mokslininkus. Jų struktūrai ir elgesiui apibūdinti dažniausiai buvo naudojamas visuotinai pripažintas Kero modelis, tiksliausiai aprašantis besisukančias juodąsias skyles, kurios, kaip manoma, yra labiausiai paplitusi juodųjų skylių rūšis Visatoje. Tačiau naujas tyrimas meta iššūkį šiai nusistovėjusiai teorijai. Mokslininkų iš Pietų Danijos universiteto, Prahos universiteto, Triesto tarptautinės pažangiųjų studijų mokyklos (SISSA) ir Velingtono universiteto bendras darbas atskleidė netikėtą juodųjų skylių nestabilumą, kuris verčia iš naujo pergalvoti jų vidinę struktūrą.
Kero modelis ir jo ribos
Kero modelyje juodąją skylę vaizduoja du horizontai: išorinis, už kurio neįmanoma pabėgti nuo gravitacinio traukos, ir vidinis, apimantis singuliarumą, kai erdvėlaikis nustoja egzistuoti įprastu pavidalu. Nors šis modelis ilgą laiką buvo laikomas aukso standartu, naujasis tyrimas atskleidė esminę problemą, susijusią su dinaminiais pokyčiais šiuose objektuose. Pasirodo, juodosios skylės vidinis horizontas gali veikti kaip „energijos kaupiklis“, sukeldamas eksponentinį nestabilumą.
Energijos kaupimasis ir geometrijos pokyčiai
Remiantis naujuoju modeliu, vidinis juodosios skylės horizontas gali kaupti energiją eksponentiškai, o tai sukelia stiprų nestabilumą. Tyrimas parodė, kad, skirtingai nei statinės juodosios skylės, dinamiškos juodosios skylės patiria greitą energijos nestabilumą, kuris per trumpą laiką pasiekia itin aukštą lygį ir gali pakeisti bendrą juodosios skylės geometriją. Tai reiškia, kad juodoji skylė negali išlaikyti stabilios Kero struktūros ilgą laiką.
Nauja kryptis juodųjų skylių tyrinėjimams
Nors nukrypimų nuo klasikinės Kero geometrijos greitį ir mastą dar reikia toliau tirti, mokslininkai padarė išvadą, kad šis sprendimas nėra visiškai tikslus apibūdinant tikras juodąsias skyles. Šis atradimas yra esminis žingsnis į priekį, suprantant šių kosminių objektų prigimtį.
Tyrėjų išvados rodo, kad aptiktas nestabilumas gali atlikti pagrindinį vaidmenį suprantant juodųjų skylių vidinę struktūrą ir jų ryšį su bendruoju reliatyvumu. Rezultatai atveria naujas galimybes tyrinėti juodąsias skyles ir jų vidinę dinamiką, leidžiant manyti, kad tolesni stebėjimai gali patobulinti modelius už esamos teorijos ribų.
Atradimo svarba ir kas laukia toliau
Atradimas ypač aktualus atsižvelgiant į artimiausias juodąsias skyles. Pavyzdžiui, mūsų galaktikos centre esanti Šaulio A* (angl. Sagittarius A*) juodoji skylė kelia nuolatinį nerimą, nes artimiausiu metu ji turėtų įtraukti dujų debesį. Tokie reiškiniai tik dar labiau sustiprina mokslininkų smalsumą ir norą giliau perprasti šių kosmoso milžinų prigimtį, kurie, kaip dabar jau žinoma, yra gerokai sudėtingesni, nei manyta anksčiau.
Šios išvados turės įtakos ne tik teorinei fizikai, bet ir kosmoso stebėjimams, leisdamos geriau suprasti, kaip susidaro, vystosi ir elgiasi juodosios skylės. Tikėtina, kad artimiausioje ateityje, gavus daugiau duomenų iš gravitacinių bangų detektorių ar kitų teleskopų, šis naujas modelis bus patikrintas praktikoje.
Nuotraukos asociatyvinės © Canva.
