Om du inte tycker att "svarta hål är konstiga", här är några nyheter: 2018 beräknade ett team av matematiker att några svarta hål i ett expanderande universum som vårt kan "trycka på återställningsknappen" på sin historia. innehåll, vilket effektivt raderar det förflutna och att förvandla framtiden till ett gigantiskt frågetecken. Exakt hur det kommer att se ut ur observatörens synvinkel är det ingen som vet ännu. Men om detta visar sig vara sant, så kanske vi äntligen får en lösning på en av den moderna kosmologins största frågor.
Om vi följer fysikens lagar, kommer hela massan av den kollapsade stjärnan att komprimeras till en oändligt liten punkt som kallas säregenhet. Det är lite som att säga att det finns volymer av rymden som rymmer hemligheter från resten av universum, platser där själva fysiken faller isär. För att hantera detta gap mellan det regelbaserade universum som vi känner det och dessa svarta hål använder fysiker något de kallar rymdcensur.
Denna censur är av två slag.
En antyder att det finns en barriär inuti svarta hål – djupare än händelsehorisonten många har hört talas om – bortom vilken fysiken effektivt upphäver och ingenting kan förutsägas. Den här barriären förseglar bekvämt dessa problematiska singulariteter från resten av rum och tid, och förhindrar att deras laglöshet blir ett akut problem.
Under tiden bevarar en starkare version av kosmisk censur på ett heligt sätt tanken att fysisk laglöshet inte existerar. Så det är nödvändigt att få denna barriär att försvinna och låta fysiken fortsätta lyckligt i en eller annan form. Peter Hintz, en matematiker vid University of California i Berkeley, tvivlar på den andra versionen. Hinz och hans team studerade hypotetiska icke-roterande laddade föremål som kallas Reissner-Nordström de Sitter svarta hål. Teoretiskt sett borde sådana svarta hål ha en barriär som kallas Cauchy-horisonten. Bortom Cauchys horisont, i detta vridna landskap, finns det ingen orsak och verkan, och tid och rum suddas ut mjukt till ett oändligt ögonblick.
Förespråkare av starka kosmiska censurmodeller hävdar att dessa horisonter kommer att förstöras av singulariteten vid minsta avvikelse i gravitationskraften hos den kollapsande stjärnan. Detta borde utesluta Cauchy-horisonter till förmån för starka kosmiska censurmodeller. En studie från 2018 visar hur de två fenomenen tekniskt sett kan fortsätta att samexistera även under sådana störningar, men bara om universum som omger det svarta hålet expanderar med en acceleration som vår.
Skälen för denna slutsats är ganska komplex, men här är den korta versionen.
På grund av sin laddning har de svarta hålen från Reissner-Nordström de Sitter redan en liten inre dragkraft som motstår gravitationens fruktansvärda dragkraft och subtilt motverkar dess tids- och rymdförvrängande effekter. Samtidigt sätter ett expanderande universum som vårt tidsmässiga och energiska gränser för fysikens krökning kring singulariteten. Kombinationen av dessa två effekter skulle ge ett visst skydd för Cauchy-horisonten, vilket ger oss både en fysiskt förödande singularitet och ett oändligt ögonblick bortom gränsen för ingen återvändo. I denna märkliga zon kommer objekt att kopplas bort från sitt förflutna och kommer inte ha någon bestämd framtid. Att korsa den här zonen skulle innebära att du aldrig skulle kunna komma tillbaka, men du skulle inte blåsa i bitar heller.
Om du inte vet hur det är, var säker – forskare är inte säkra heller.
Fysikern och teammedlemmen Joan Costa vid universitetet i Lisboa i Portugal förklarade detta med ett bekant tema. "När vi tänker på Schrödingers katt vet vi att vi kan tilldela sannolikheten att katten är vid liv och död samtidigt", säger Cardoso till Esun Cartledge. "Men om katten föll innanför Cauchy-horisonten skulle vi inte ens kunna beräkna dessa sannolikheter." Detta gör det konstiga i ett svart hål ännu konstigare än kvantmekanikens galenskap. Och det här är redan något.
Eftersom Reissner-Nordström de Sitters svarta hål tydligen inte ens existerar är övningen filosofisk, vilket gör hypotesen värdelös. Matematiken fungerar fortfarande för typiska neutralt laddade svarta hål, och den kan till och med ses i gravitationsvågor från kolliderande svarta hål. I det här fallet kommer vi äntligen att få en första titt på de delar av universum där hemligheterna är inlåsta för alltid.
Läs också:
- Ett mystiskt "svart hål" upptäcktes på Googles satellitkartor
- Ett svart hål med en krökt ackretionsskiva har upptäckts