Ar juodoji skylė gali suskilti į dvi dalis? Provokuojantis naujas teorinis tyrimas teigia, kad tai galėtų įvykti, bet tik labai konkrečiomis aplinkybėmis.
Žinome, kad juodosios skylės gali susidurti ir susilieti į vieną didesnį objektą. Tačiau šio proceso apvertimas susiduria su termodinamika. Entropija, tai yra smulkiausių būdų, kuriais sistema gali būti sutvarkyta ir išoriškai atrodyti vienodai, skaičius, paprastai neleidžia vienai, nesisukančiai juodajai skylei suskilti į dvi mažesnes. Dviejų mažesnių skylių bendra entropija paprastai būna mažesnė už pirminę, o gamta nežiūri palankiai į bendros entropijos mažėjimą izoliuotoje sistemoje.
Naujas straipsnis, pavadintas 'Kai juodosios skylės įgyja kelnių poros topologijas', tiria, kaip atrodytų skilimas erdvėlaikyje. Įsivaizduokite įvykių horizontą, brėžiantį kelnių porą: viena juosmens dalis, besiskirianti į dvi kojas. Tai gyvas vaizdas, padedantis suprasti šakotą horizonto topologiją, kai laikui bėgant ji kinta.
Autoriai Francesco Sannino ir kolegos iš Neapolio Federico II universiteto, Pietų Danijos universiteto ir CNRS/Sorbonos tiesmukai klausia: kurie dėsniai draudžia skilimą ir per kokias spragas gamta galėtų tai leisti? Skaičiavimai atskleidžia intriguojančią galimybę: greitą sukimąsi.
Juodosios skylės suskaidymo į dvi dalis iliustracija, suformuojanti kelnių siluetą.
Kampinis momentas keičia viską. Juodoji skylė, besisukanti netoli teorinio maksimumo, gali kaupti papildomą energiją ir pakeisti entropijos balansą. Esant tokiam ekstremaliam sukimui, termodinaminė kliūtis gali susilpnėti ir atsiverti siauras langas, kuriame pagal entropiją skilimas tampa galimas. Tačiau yra antras iššūkis: dvi dukterinės skylės turi išsiveržti viena nuo kitos, o ne vėl susilieti į vieną objektą. Įtraukus šį reikalavimą, saugi zona smarkiai susitraukia ir lieka tik juodosioms skylėms, besisukančioms labai arti ekstremalių ribų.
O kaip dėl fizikos už Einšteino ribų? Komanda taip pat išnagrinėjo aukštesnių matmenų gravitacijos modelius, kuriuose juodosiomis skylėmis panašūs objektai žinomi dėl savo polinkio skilti esant nestabilumui. Kai kuriose tokiuose scenarijuose skilimas gali būti entropiškai palankus, ypač kai viena iš susidariusių skylių yra žymiai mažesnė už kitą. Vis dėlto entropijos leidžiamumas nereiškia dinaminių įvykių neišvengiamumo; palankus termodinaminis balansas negarantuoja, kad procesas bus užbaigtas.
Pirminės juodosios skylės — hipotetiniai reliktai, susiformavę Visatos pradžioje — gali būti labiausiai tikėtini kandidatai realiam skilimui. Maža masė ir egzotiškos susiformavimo istorijos gali padaryti jas labiau linkusias į fragmentaciją nei milžiniškas galaktikų centrų juodąsias skyles. Jei susidarytų mažyčiai fragmentai, jie galėtų apsireikšti aukštos energijos signalais. Gama spindulių observatorijos, tokios kaip Fermi-LAT, teoriškai galėtų užfiksuoti blyksnius nuo išgaruojančių juodųjų skylių fragmentų ar kitus trumpalaikius reiškinius, susijusius su fragmentacija.
Ką tai reiškia praktikoje? Idėja, kad vienas erdvėlaikio įdubimas gali bifurkuotis, apverčia įprastą vaizdą. Ji ragina mokslininkus išbandyti gravitacijos ribas ir ieškoti subtilių stebimų pėdsakų. Tai taip pat primena, kad net ekstremaliausiuose Visatos kampuose siurprizai vis dar gali slėptis formulėse, laukdami aštresnių akių ir drąsesnių teleskopų.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.