Numbrilised simulatsioonid on viinud füüsikud mustade aukude piirkonda, kus tuleb rikkuda füüsikaliste seaduste etteaimatavust. Sellises piirkonnas ei pruugi süsteemi järgnevad olekud olla praeguste tagajärjed, mis on Newtoni mehaanikas ja klassikalises elektrodünaamikas võimatu. Artikkel koos tulemustega avaldati ajakirjas Physical Review Letters.
Tavaliselt räägivad füüsikalised teooriad maailma determinismist, tuleviku ennustatavusest: kui algtingimused on teada, siis saab füüsikalisi seadusi teades tulevikus olekut arvutada. Selline teooria on näiteks Newtoni mehaanika. Sama kehtib ka klassikalise elektrodünaamika kohta: teades täpselt elektriliste ja magnetväljade jaotust ruumis, saate Maxwelli võrrandite abil määrata nende oleku igal teisel hetkel. Isegi kvantmehaanikas ei võimalda Schrödingeri võrrand juhuslikkust: kui me teame täpselt lainefunktsiooni alghetkel, siis räägib see üheselt mõistetavalt oma aja arengust mis tahes ajavahemiku järel.
Uues töös uurib Lissaboni ülikooli Vitor Cardoso juhitud teoreetikute rühm laetud tähe varisemist musta auku ja modelleerib seda nähtust üldrelatiivsusteooria raames. Selle tulemusel selgub, et selle protsessi käigus võib tekkida piirkond, mille füüsikat ei saa tähe algseisundi tundmisega ennustada.
Ühe teoreemi kohaselt on üldrelatiivsusteooria kohaselt ruumi-aja maksimaalne piirkond, mille need algtingimused määravad üheselt. Kui see ala ei ole kogu olemasolev ruum, siis määratluse järgi selgub, et on alasid, mille olekut ei määra algtingimused. Inglise teadlane Roger Penrose sõnastas hüpoteesi, mida hakati nimetama tugeva kosmilise tsensuuri põhimõtteks. Ta väidab, et seda ei saa juhtuda, see tähendab, et ühemõtteliselt määratletav ala ei kuulu mingisse suuremasse ruumi.
Reissner - Nordstromi meetrika kirjeldatud laetud musta augu moodustumine rikub seda põhimõtet esmapilgul, kuna sel juhul moodustatakse Cauchy horisont musta augu sisse, milleni ruumi-aeg püsib sujuvana ja mida väljaspool seda saab lõpmatul hulgal laiendada. Kuid teisest küljest on see pind ebastabiilne ja kõik häired hävitavad selle, põhjustades kosmilise tsensuuri põhimõtte ainsuse ja õigluse kujunemise.
Uus töö uurib tähe kokkuvarisemist musta auku peaaegu piirava laenguga, võttes arvesse kosmoloogilist konstanti (ins-termin Einsteini võrrandites). Λ-termin on väga väike ja tavaliselt võetakse seda arvesse ainult kosmoloogilistes uuringutes, kuid on tõestatud, et Λ positiivne väärtus viib Cauchy horisondi stabiilsemaks. Selle tulemusel ei ole isegi Caurou horisondi ruumiaegsete parameetrite erinevus, võttes arvesse perturbatsioone, suur, mis võimaldab lahendada Einsteini võrrandid isegi väga silmapiiril. See rikub tugeva kosmilise tsensuuri põhimõtet.
Kumeruse ebaühtlus Cauchy horisondi korral, mis on saadud piirava laengu ja positiivse Λ-termini korral, sarnaneb löögilainega vedelikus. Selgub, et piisavalt tugev keha võiks sellest läbi tungida. Võib ette kujutada, kuidas vaatleja hüppab musta auku ja ületab Cauchy silmapiiri. Sel juhul osutub tema tulevik ebakindlaks.
Läbiviidud analüüsi paikapidavust on endiselt vaja tõestada, kuna autorid käsitlesid ainult lineaarse häiringuteooriat. Samuti väärib märkimist, et piiravate laengutega astrofüüsikalisi mustaid auke ei saa tekkida, kuna selliseid kõrge laetusega tähti pole. Kuid Cauchy horisont ilmneb ka pöörlevate mustade aukude korral, ehkki neil on vähem sümmeetriat. Samuti ei võtnud töö arvesse hüpoteetilisi kvantmõjusid, mis võivad sellistes piirkondades tugevad olla.
Reklaamvideo:
