Všeobecná teória relativity je hlboko zložitá matematická teória, ale jej popis čierne diery je úžasne jednoduchý. Stabilnú čiernu dieru možno opísať iba tromi vlastnosťami: hmotou, elektrickým nábojom a rotáciou alebo rotáciou.
Pretože čierne diery pravdepodobne nebudú mať veľa náboja, sú potrebné iba dve vlastnosti. Ak poznáte hmotu čiernej diery a otáčate sa, viete všetko, čo treba o čiernej diere vedieť.
Túto vlastnosť často zhŕňa ne-vlasová veta. Veta konkrétne tvrdí, že akonáhle hmota spadne do čiernej diery, jedinou charakteristikou, ktorá zostane, je hmotnosť.
Z vodíka, stoličiek alebo tých starých kópií National Geographic z babičkinho podkrovia by ste mohli urobiť čiernu dieru a nebol by v tom žiadny rozdiel. Hmotnosť je hmotnosť, čo sa týka všeobecnej teórie relativity. Horizont udalostí čiernej diery je v každom prípade dokonale hladký a bez ďalších funkcií.
Ako povedal Jacob Bekenstein, čierne diery nemajú vlasy.
Ale so všetkou prediktívnou silou má všeobecná relativita problém s kvantovou teóriou. To platí najmä pre čierne diery. Ak je veta bez vlasov správna, informácie držané v objekte sa zničia, keď prekročia horizont udalostí.
Kvantová teória hovorí, že informácie nikdy nemôžu byť zničené. Takže platná teória gravitácie je v rozpore s platnou teóriou kvant. To vedie k problémom, ako je paradox firewallu, ktoré nemôžu rozhodnúť, či by horizont udalostí mal byť horúci alebo studený.
Na vyriešenie tohto rozporu bolo navrhnutých niekoľko teórií, ktoré často zahŕňajú rozšírenie relativity. Rozdiel medzi štandardnou relativitou a týmito modifikovanými teóriami je ale viditeľný iba v extrémnych situáciách, čo sťažuje ich pozorovateľné štúdium. Ale nový príspevok v Fyzické prehľadové listy ukazuje, ako by sa dali študovať rotáciou čiernej diery.
Mnoho modifikovaných teórií relativity má ďalší parameter, ktorý v štandardnej teórii nevidíme. Známe ako nehmotné skalárne pole umožňuje Einsteinovmu modelu spojiť sa s kvantovou teóriou spôsobom, ktorý nie je v rozpore.
V tejto novej práci sa tím zameral na to, ako sa také skalárne pole spája s rotáciou čiernej diery. Zistili, že pri nízkych otáčkach je upravená čierna diera na nerozoznanie od štandardný model, ale pri vysokých rotáciách umožňuje skalárne pole čiernej diere ďalšie vlastnosti.
Inými slovami, v týchto alternatívnych modeloch môžu mať rýchlo rotujúce čierne diery vlasy.
Chlpaté aspekty rotujúcich čiernych dier by boli viditeľné iba v blízkosti samotného horizontu udalostí, ovplyvnili by však tiež splývanie čiernych dier. Ako upozorňujú autori, budúcnosť gravitačná vlna observatóriá by mali byť schopné pomocou rýchlo rotujúcich čiernych dier zistiť, či je platná alternatíva k všeobecnej teórii relativity.
Einsteinova teória všeobecnej teórie relativity prešla zatiaľ všetkými pozorovacími výzvami, ale pravdepodobne sa rozpadne v najextrémnejších prostrediach vesmíru.
Štúdie, ako je táto, ukazujú, ako by sme mohli byť schopní odhaliť nasledujúcu teóriu.
Tento článok pôvodne publikoval Dnešný vesmír. Čítať pôvodný článok.
