Czarne dziury mogą nie być czarne, ani nie być dziurami. Powitajcie kłębki strun

Czarne dziury to jedne z najciekawszych obiektów kosmicznych, głównie dlatego, że tak naprawdę niewiele o nich wiadomo i przynajmniej według obecnych teorii nigdy nie dowiemy się tego, co znajduje się w ich środku. No, chyba że okaże się, że faktycznie istnieją tak szybko wirujące czarne dziury, że umożliwiają zobaczenie tzw. nagiej osobliwości. Co jednak jeżeli okaże się, że czarne dziury ani nie są czarne, ani nie są dziurami? Mamy nowe rozwiązanie.

W poszukiwaniach jednej teorii opisującej cały wszechświat tzw. teorii wszystkiego naukowcy wciąż odnoszą kolejne porażki. Najbliżej ideału znajduje się tzw. teoria strun, według której wszechświat nie składa się z różnych cząstek elementarnych, a po prostu ze strun, z których zbudowane są wszystkie cząstki elementarne. Same struny pozostają poza zasięgiem dostępnych obecnie instrumentów, stąd i brak możliwości ich bezpośredniego zaobserwowania. Jakby tego było mało, teoria opisująca struny wymaga, aby istniały one w więcej niż trzech wymiarach. Nadmiarowe wymiary są jedynie bardzo małe i nałożone na siebie.

Najnowsze badania wskazują, że obiekty, które uważamy za czarne dziury w rzeczywistości są… gęstymi kłębkami złożonymi ze ściśniętych splątanych strun. Do poszukiwania alternatywnego rozwiązania problemu czarnych dziur skłania naukowców ich wyjątkowość. Według obecnie przyjętych teorii czarna dziura to punktowa osobliwość otoczona horyzontem zdarzeń, czyli granicą, z wnętrza której nigdy nic nie wychodzi na zewnątrz. Problemem jest nie tyle sam horyzont zdarzeń ile sama osobliwość. Jedyne co o niej wiemy to to, że w punkcie osobliwości załamują się wszystkie znane nam prawa fizyki. Punktowa osobliwość osiąga nieskończoną gęstość, przy czym sama w sobie nie ma wymiarów. To z pewnością nie wygląda jak fizyka.

Kłębki strun oczywiście same w sobie także nie są idealnym rozwiązaniem. Wszak mimo wielu lat rozwijania tej teorii, nie udało się jej domknąć od strony matematycznej. Stąd można i powiedzieć, że owe kłębki złożone ze ściśniętych i splątanych ze sobą strun także nie mają idealnego wyjaśnienia i wytłumaczenia.

Co ciekawe, w artykule opublikowanym 27 października na portalu preprintów naukowych arXiv fizycy przekonują, że teorię tę będzie można sprawdzić. Obecne modele matematyczne wskazują, że fale grawitacyjne emitowane przez zderzenia czarnych dziur różniłyby się na tyle od fal emitowanych przez zderzenia kłębków strun, że detektory LIGO, a w przyszłości także LISA, powinny być w stanie sprawdzić, czy mamy do czynienia z jednym, czy z drugim.

Gdyby się okazało, że jednak oglądamy zdarzenia nie czarnych dziur, a kłębków strun, doszłoby do sytuacji wprost uwielbianej przez naukowców – okazałoby się, że trzeba fizykę zacząć tworzyć na nowo i pracy jest na kolejne dziesięciolecia czy nawet stulecia. Czego chcieć więcej?