Сингулярности в черных дырах больше нет? Как на самом деле могут быть устроены черные дыры
Две альтернативы классическому коллапсу
Исследователи выделяют два основных класса объектов, способных заменить классические черные дыры.
Регулярные черные дыры
У таких объектов по-прежнему есть горизонт событий (точка невозврата), но в центре вместо сингулярности располагается «регулярное ядро». Это может быть область с экзотической материей, геометрия расширяющейся Вселенной (де Ситтера) или горловина кротовой норы, ведущая в другой регион пространства-времени.
Подражатели черных дыр
Эти объекты еще более радикальны: у них нет горизонта событий. Снаружи они выглядят как сверхмассивные компактные тела, но их «поверхность» не скрыта за точкой невозврата. В роли подражателей могут выступать ультракомпактные звезды из экзотических частиц или проходимые кротовые норы.
Где искать доказательства
Основная интрига в том, что современная астрофизика, возможно, уже наблюдает эти объекты, но принимает их за классические черные дыры. Ученые предлагают три способа проверить гипотезу.
Гравитационные волны. При слиянии двух объектов без сингулярности сигнал на финальной стадии («звон») будет отличаться от предсказаний Общей теории относительности. Кроме того, если у объекта нет горизонта, гравитационные волны могут отражаться от его центра, создавая серию затухающих «эхо-сигналов» после основного всплеска. Пока детекторы LIGO и Virgo таких эхо не зафиксировали.
Изображения теней. Телескоп Горизонта Событий (EHT) уже получил снимки теней черных дыр. У регулярных объектов и подражателей узоры из света (фотонные кольца) могут отличаться. Возможны дополнительные кольца или изменение их размеров по сравнению с предсказаниями классической теории.
Движение звезд. Наблюдая за орбитами звезд вокруг сверхмассивного объекта Стрелец A* в центре Млечного Пути, астрономы могут выявить малейшие отклонения в гравитационном поле, которые укажут на экзотическую природу этого объекта.
Главная сложность в проверке этих теорий — астрофизическая «грязь». Черные дыры окружены аккреционными дисками, магнитными полями и джетами. Эти факторы могут маскировать или имитировать проявления «новой физики», и ученым предстоит научиться отделять одно от другого.
Теоретическая мотивация для отказа от сингулярности сильна: бесконечности в уравнениях — это всегда сигнал о неполноте теории. Если гипотеза подтвердится, самые загадочные объекты Вселенной перестанут быть символом нашего незнания и превратятся в ключ к квантовой гравитации.
