გამომდინარე იქიდან, რომ შავი ხვრელების არსებობის დამადასტურებელი პირველი პირდაპირი მტკიცებულებები მხოლოდ ამ საუკუნეში მოვიპოვეთ, ალბათ არ უნდა იყოს გასაკვირი, რომ ამ იდუმალი კოსმოსური ობიექტების შესახებ ჯერ ძალიან ბევრი რამ არ ვიცით.
ჯერ ისიც ყველაფერიც კი არ ვიცით, რა შეიძლება არ ვიცოდეთ მათ შესახებ — ფაქტი, რომელიც ახალი აღმოჩენისას გამოაშკარავდა. შავი ხვრელის ენტროპიის კვანტური გრავიტაციის შესწორებების შესახებ განტოლებებზე მუშაობისას, ორმა ფიზიკოსმა აღმოაჩინა, რომ შავი ხვრელები მიმდებარე გარემოზე წნევით ზემოქმედებენ.
არც ისე დიდი წნევა, მაგრამ აღმოჩენა ძლიერ თავსებადია სტივენ ჰოკინგის პროგნოზთან, რომლის მიხედვითაც, შავი ხვრელები რადიაციას გამოყოფენ და შესაბამისად, აქვთ არა მხოლოდ ტემპერატურა, არამედ დროთა განმავლობაში, მატერიის შთანთქმის გარეშე, ნელ-ნელა იკუმშებიან.
„ჩვენი აღმოჩენის მიხედვით, შვარცშილდის შავ ხვრელებს ტემპერატურასთან ერთად აქვთ წნევაც. აღმოჩენა ძლიერ ამაღელვებელია, რადგან ის სრულიად მოულოდნელად გაკეთდა. თუ შავ ხვრელს მხოლოდ ზოგადი ფარდობითობის გადმოსახედიდან განვიხილავთ, დავინახავთ, რომ მათ ცენტრში აქვთ სინგულარობა, სადაც ფიზიკის ჩვენთვის ცნობილი კანონები აღარ მოქმედებს“, — ამბობს სასექსის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი და ასტრონომი ქსავიე კალმე.
მისი განცხადებით, არსებობს იმედი, რომ როდესაც ველის კვანტურ თეორიას ზოგად ფარდობითობასთან გავაერთიანებთ, შავ ხვრელთა შესახებ ახლა აღწერილობასაც მივაგნებთ.
აღმოჩენის გაკეთებისას, კალმე და მისი კოლეგა, სასექსის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი და ასტრონომი, ფოკლერტ კოიპერსი, შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის შესახებ გამოთვლებს ველის კვანტური თეორიის გამოყენებით აწარმოებდნენ.
კონკრეტულად, ცდილობდნენ გაერკვიათ ის რხევები შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტთან, რომლებიც მის ენტროპიას აკორექტირებს — წესრიგიდან უწესრიგობამდე პროგრესირების საზომს.
ამ გამოთვლების შესრულებისას, კალმემ და კოიპერსმა მათ განტოლებებში გამოჩენილი დამატებითი რიცხვი შენიშნეს, მაგრამ გარკვეული დრო დასჭირდათ იმის გასაცნობიერებლად, რომ მათ წინაშე იყო წნევა.
„თავბრუდამხვევი იყო მომენტი, როდესაც გავაცნობიერეთ, რომ თვეებით მუშაობის შემდეგ, ჩვენს განტოლებებში გამოჩენილი იდუმალი შედეგი, გვეუბნებოდა, რომ შავ ხვრელს, რომელსაც ჩვენ ვსწავლობდით, აქვს წნევა“, — ამბობს კოიპერსი.
უცნობია, რა წარმოქმნის წნევას, რომელიც ჯგუფის გამოთვლების მიხედვით, ძალიან მცირეა. გარდა ამისა, ის უარყოფითია და მზის მასის შავი ხვრელის შემთხვევაში შეადგენს -2E-46 ბარს, რაც დედამიწის 1 ბარს უდრის ზღვის დონეზე.
ეს კი ზუსტად იმას ნიშნავს, როგორც ჟღერს — შავი ხვრელი უნდა პატარავდებოდეს და არა იზრდებოდეს. ეს თანხვედრაშია ჰოკინგის პროგნოზთან, მიუხედავად იმისა, რომ ამ დროისთვის შეუძლებელია იმის განსაზღვრა, როგორ არის კავშირში უარყოფითი წნევა ჰოკინგის რადიაციასთან ან საერთოდაც, არის თუ არა ეს ორი ფენომენი ერთმანეთთან კავშირში.
თუმცა, ამ აღმოჩენას შეიძლება საინტერესო გავლენა ჰქონდეს ჩვენს მცდელობაზე, რომ ზოგადი ფარდობითობა (მაკრო მასშტაბებზე) შევაჯეროთ კვანტურ მექანიკასთან (რომელიც უკიდურესად პატარა მასშტაბებში მოქმედებს).
შავი ხვრელები ამ საქმეში საკვანძოდ მიიჩნევა. შავი ხვრელის სინგულარობა მათემატიკურად აღიწერება, როგორც უკიდურესად მაღალი სიმკვრივის ერთგანზომილებიანი წერტილი, რომელზეც ზოგადი ფარდობითობა ფარ-ხმალს ყრის, მაგრამ მის გარშემო არსებული გრავიტაციული ველი შეიძლება მხოლოდ ფარდობითობის თეორიით აღიწეროს.
იმის გარკვევა, თუ როგორ ეთავსება ერთმანეთს ეს ორი რეჟიმი, შეიძლება შავი ხვრელის შესახებ ერთი მართლაც მოუხელთებელი პრობლემის გადაჭრაში დაგვეხმაროს. ზოგადი ფარდობითობის მიხედვით, ინფორმაცია, რომელიც შავ ხვრელში გაუჩინარდება, სამუდამოდ იკარგება. კვანტური მექანიკის მიხედვით კი ასე არ უნდა იყოს. ამას შავი ხვრელის ინფორმაციის პარადოქსს უწოდებენ და ის შეიძლება გადაჭრას შავი ხვრელის მიმდებარე სივრცე-დროის მათემატიკურმა კვლევამ.
„ჩვენი კვლევა ამ მიმართულებით გადადგმული ნაბიჯია. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ მიერ შესწავლილი შავი ხვრელის წნევა უმცირესი იყო, თავად მისი არსებობის ფაქტი მრავალი ახალი შესაძლებლობისკენ გვიხსნის გზას, ავრცობს კვლევებს ასტროფიზიკის, ნაწილაკთა ფიზიკისა და კვანტური ფიზიკის მიმართულებით“, — ამბობს კალმე.
კვლევა Physical Review D-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია sussex.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
