物理的な不法行為: 研究者が宇宙の謎を解明

数学者は非常に特殊なタイプのブラック ホールを研究してきました。彼らは驚くべき結果に遭遇しました。

ピエール=シモン・ド・ラプラスは、1796 年に出版された『世界システム博覧会』の中で、それをastre obscur (ドイツ語: 暗い星) と呼んでいました。それは単なる理論的思考ゲームでした。しかし今日、私たちはさらに多くのことを知っています。ブラックホールはすでにかなりの範囲まで研究されており、科学者たちは2019年にイベントホライズンテレスコープ(EHT)ネットワークを使用してそのような天体の最初の高解像度画像を公開することができました。

ブラックホール – 一時的なリセット?

数学者のチームは2018年に、いくつかのブラックホールが一種のリセットボタンとして機能する可能性があると計算した。以前は純粋に理論的であったこれらのオブジェクトは、その中に収集された物質の過去を効果的に消去することができます。もしチームの理論が真実であることが証明されれば、現代の宇宙論における最大の疑問の一つが解決されることになる。

よく知られた物理法則に従えば、崩壊する星の全質量はほぼ無限に小さな点まで崩壊します。この崩壊の産物は「特異点」と呼ばれます。これは本質的にブラック ホールのコアを形成し、密度または曲率が無限大に近づく時空領域を表します。

宇宙検閲

アルバート・アインシュタインの一般相対性理論は、これらの領域を予測しています。しかし、彼女はそれらがうまく隠されていると考えています。後者の仮定は、いわゆる「宇宙検閲」仮説に基づいています。簡単に言うと、これは、物体の崩壊の結果として特異点が形成されるたびに、ブラックホールが作成されることを意味します。これは、既存のすべての特異点がシュヴァルツシルト半径の内側の端に隠されていることを意味します。

物理的な不法行為: 研究者が宇宙の謎を解明

さらに、宇宙検閲はさらに 2 つの仮説に分けることができます。最初のものは、ブラックホールの内部には限界があると言っています。このいわゆるコーシーの地平線を越​​えた領域では、物理法則が実際に停止することになります。テーゼその 2 はこの仮定に矛盾します。彼女によると、物理的な不法行為は不可能です。

物理的な不法行為: 研究者が宇宙の謎を解明

物理的な不法行為 – 可能かどうか?

2018年、数学者のピーター・ヒンツと彼のチームは、宇宙検閲の真相に迫ることを目的とした研究を『Physical Review Letters』誌に発表した。彼らは仮説の 2 番目のバージョンに対して非常に批判的でした。

「1990 年代半ばから約 20 年間、強力な宇宙論的検閲が常に実証されると考えられていました。私たちはこの見方に異議を唱えます。」

ピーター・ヒンツ、カリフォルニア大学の数学者

科学者たちは、ライスナー・ノルドストローム・デ・シッター解を使用して、1796年にラプラスが暗黒星と呼んだものを研究しました。これは、帯電した回転しないブラック ホールについて説明します。純粋に理論的には、そのようなオブジェクトにはコーシーの地平線が存在します。

物理的な不法行為: 研究者が宇宙の謎を解明

それはコーシーの地平線を越​​えて続く

この限界を超えると、原因も結果も存在しません。時間と空間は特異点内でシームレスに融合します。 2 番目の検閲仮説の支持者はこれに反論します。彼らは、そのような地平線は、崩壊する星の重力がほんのわずかでもずれただけで、特異点によって消滅してしまうだろうと主張している。

しかし、2018年の研究はそれを裏付けています。そのような混乱があっても、純粋に技術的な観点から言えば、コーシーの地平線は依然として存在する可能性があります。ライスナー・ノルドストロームによれば、その理由は、ブラックホールにはわずかな内部推力があるためです。これにより、重力の引力とその時間と空間の歪みの影響が打ち消されます。

物理的な不法行為: 研究者が宇宙の謎を解明

出典: 「準正規モードと強力な宇宙検閲」 (2018、Physical Review Letters)。自分の研究