Kosmos  /  News

Gdyby tak zniknął horyzont zdarzeń czarnej dziury, zobaczylibyśmy nagą osobliwość. Teoretycznie to jest możliwe

Picture of the author
126 interakcji
dołącz do dyskusji

Czarne dziury to jedne z najciekawszych obiektów astrofizycznych we wszechświecie.  Paradoksalnie niewiele o nich wiemy. Z uwagi na ich cechy własne, możemy poznać jedynie ich masę, promień i ewentualnie spin.

W samym środku czarnej dziury znajduje się osobliwość – punkt, w którym przyspieszenie grawitacyjne i gęstość materii są nieskończone. Owa osobliwość skrywa się za tak zwanym horyzontem zdarzeń, czyli sferą, po której przekroczeniu materia może podążać tylko w kierunku osobliwości i nigdy nie będzie w stanie się wydostać z powrotem na zewnątrz. Prędkość ucieczki dla materii znajdującej się wewnątrz horyzontu zdarzeń jest wyższa od prędkości światła.

Trochę szkoda, że ten horyzont zdarzeń przesłania nam samą osobliwość znajdującą się w jej wnętrzu, przez co astronomowie mogą jedynie domyślać się czym ona jest, ale nigdy nie będą w stanie tego sprawdzić.

Naga osobliwość

Cześć astronomów uważa jednak, że przynajmniej teoretycznie nagie osobliwości, a więc takie, które nie posiadają horyzontu zdarzeń, mogą istnieć. Jak?  Gdyby czarna dziura wirowała wokół własnej osi z ekstremalnie dużą prędkością, wokół niej mógłby powstać drugi horyzont zdarzeń, zanurzony w tym widocznym dla obserwatorów na zewnątrz. Im szybciej czarna dziura by wirowała, tym promień tego wewnętrznego horyzontu zdarzeń byłby większy. Przy pewnej, bardzo wysokiej prędkości wirowania wewnętrzny horyzont zdarzeń zrównałby się z zewnętrznym i wzajemnie by się zniosły. W efekcie osobliwość znajdująca się wewnątrz czarnej dziury stałaby się widoczna dla obserwatorów na zewnątrz.

Jak odkryć taki obiekt?

Jak wszystko w tym przypadku: nie wiadomo. Naukowcom nie udało się jak na razie znaleźć tak szybko rotujących czarnych dziur, aczkolwiek nie oznacza to, że ich nie ma.

Generalnie czarne dziury odkrywa się niebezpośrednio, wszak ich nie widać i nie emitują żadnego światła. Czarne dziury odkrywa się dzięki otaczającym je gęstym dyskom akrecyjnym, w których materia, opadając stopniowo ku czarnej dziurze, rozgrzewa się do ogromnych temperatur i zaczyna świecić.

Modele teoretyczne wskazują, że dyski akrecyjne otaczające szybko rotującą czarną dziurę, która rotuje na tyle szybko, że jej horyzonty zdarzeń się znoszą, będą świeciły znacznie intensywniej niż dyski wokół klasycznych czarnych dziur. Choć na razie nasze teleskopy nie byłyby w stanie odróżnić tych dwóch rodzajów obiektów astrofizycznych, to już teleskopy następnej generacji jak chociażby zmodernizowana wersja Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT) byłyby w stanie tego dokonać.

Odkrycie nagiej osobliwości stanowiłoby kolejny przełom w fizyce. Choć aktualnie wiemy, że osobliwość znajduje się w centrum każdej czarnej dziury, to jest ona na zawsze przed nami ukryta i nie jesteśmy w stanie jej zbadać.  Gdyby jednak udało się taki obiekt zaobserwować to bylibyśmy w stanie wskazać konkretny punkt w przestrzeni, w którym wszystkie znane prawa fizyki przestają obowiązywać. To się w głowie nie mieści.

przeczytaj następny tekst