Чорні діри оточені безліччю таємниць, але нещодавно дослідники з Інституту Нільса Бора в числі багатьох інших своїх досягнень розробили нові теорії, які можуть пояснити деякі властивості чорних дір. Дослідження показує, що у чорних дір є властивості, що нагадують динаміку і твердих частинок, і рідин одночасно. 

Чорні діри - надзвичайно компактні об'єкти. Вони настільки компактні, що виробляють неймовірно сильну гравітацію, і все, що до них наближається, дуже швидко поглинається, не залишаючи ніяких слідів. Навіть світло не здатне уникнути цієї долі: світло, яке наближається до чорної діри, буде не відбито, а повністю поглинено, тому чорні діри неможливо виявити безпосереднім спостереженням.

«Але чорні діри не абсолютно чорні, так як нам відомо, що вони випускають радіацію, і є ознаки того, що ця радіація теплова, тобто у чорних дір є температура», - пояснює викладач теоретичної фізики елементарних частинок і космології в Інституті Нільса Бора в Університеті Копенгагена Нільс Оберс.

Знання вчених про чорні діри не розширилось значно далі від того, що вони дуже компактні: вони як і раніше не можуть достовірно зрозуміти їх квантові властивості. Нільс Оберс працює з теоретичним моделюванням, щоб краще зрозуміти фізику чорних дір. Він пояснює, що можна дивитися на чорну діру з точки зору частинки. У частинки в принципі немає вимірів. Це - точка. Якщо дати частинці додатковий вимір, вона стає струною. Якщо дати додатковий вимір струні, вона стає площиною. Фізики називають таку площину «брана» (від «мембрана» з біології).

«У теорії струн у вас можуть бути різні брани, включаючи площини, які поводять себе як чорні діри, які ми називаємо «чорні брани». Чорні брани теплові, тобто вони мають температуру і є динамічними об'єктами. Коли чорні брани вкладаються у кілька вимірів, їх називають «чорними згортками», - пояснює Нільс Оберс.

Нільс Оберс і два його співробітника, Джей Армас і Джейкоб Гет, нещодавно досягли значних результатів в описі фізики чорних дір, ґрунтуючись на теоріях чорних бран і чорних згортків.

«Чорні брани - гідродинамічні об'єкти, це означає, що у них є властивості рідини. Нещодавно ми виявили, що у чорних бран також є властивості, які можуть бути пояснені з точки зору твердих частинок. Виявляється, вони можуть вести себе як пружний матеріал», - говорить Джей Армас.

У теоретичній фізиці можна розглядати різні площини, які ведуть себе як чорні діри; їх називають «чорні брани». Коли чорні брани складаються з безлічі вимірів, вони формують чорні згортки, які демонструють незвичайний зв'язок між силою тяжіння, рідкою динамікою і фізикою твердого стану.

Він пояснює, що коли чорні брани згинаються і складаються у чорні згортки, створюється так званий п'єзоелектричний ефект: під впливом механічної напруги виникає електричний струм. Це можна зрозуміти так, що слабозігнута і заряджена чорна струна має велику концентрацію електричного заряду на внутрішній стороні щодо віддаленої від неї зовнішньої сторони. Це утворює два електрично заряджених полюси на чорних струнах.

Поява п'єзоелектричного ефекту означає, що у чорних дірах мають місце абсолютно дивовижні відносини між силою тяжіння з одою боку і рідкою механікою і фізикою твердого стану з іншого.

«Завдяки цим новим теоріям ми сподіваємося пояснити інші явища, які відбуваються у чорних дірах, і краще зрозуміти фізичні властивості нейтронних зірок. Я, у свою чергу, розраховую, що ми зможемо поліпшити наше розуміння теорії частинок, що дозволить нам ще на крок наблизитися до істинної організації Всесвіту», - каже Нільс Оберс.

Результати дослідження опубліковані у престижному науковому журналі Physical Review Letters.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: km.ru