შავი ხვრელები სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე იდუმალი ობიექტებია. იმის გათვალისწინებით, რომ ჩვენი პირველი უშუალო აღმოჩენები, რომლებიც შავი ხვრელების არსებობას ადასტურებს სულ ცოტა ხნის წინ მოხდა, ამ ობიექტებზე ჯერ კიდევ ბევრი რამ არ ვიცით.

ჩვენ ისიც კი არ ვიცით, თუ რა არ ვიცით — სწორედ ეს ფაქტი კიდევ ერთხელ დადასტურდა ახალი აღმოჩენით. შავი ხვრელის ენტროპიის კვანტური გრავიტაციის განტოლებების კორექტირების შესრულებისას, ფიზიკოსებმა აღმოაჩინეს, რომ შავი ხვრელები ახდენენ ზეწოლას მათ გარშემო არსებულ სივრცეზე და გააჩნიათ წნევა.

ეს არის აღმოჩენა, რომელიც კარგად შეესაბამება სტივენ ჰოკინგის პროგნოზს, რომ შავი ხვრელები ასხივებენ რადიაციას და, შესაბამისად, არა მხოლოდ აქვთ ტემპერატურა, არამედ თანდათან მცირდებიან ზომაში.

"ჩვენი აღმოჩენა, რომ შავ ხვრელებს აქვთ როგორც წნევა, ასევე ტემპერატურა, კიდევ უფრო ამაღელვებელია იმის გათვალისწინებით, რომ ეს იყო მოულოდნელი", — თქვა ფიზიკოსმა და ასტრონომმა ქსავიერ კალმეტმა სასექსის უნივერსიტეტიდან.

"თუ თქვენ განიხილავთ შავ ხვრელებს მხოლოდ ზოგადი ფარდობითობის თეორიის ფარგლებში, შეგიძლიათ აჩვენოთ, რომ მათ გააჩნიათ სინგულარობა ცენტრში, სადაც ფიზიკის კანონები, როგორც ჩვენ გვესმის აღარ მუშაობს. ვიმედოვნებთ, რომ როდესაც კვანტური ველის თეორია შევა ფარდობითობის ზოგად ნაწილში, ჩვენ შევძლებთ შავი ხვრელების ახლებურად გაგებას", — ამბობენ მკვლევრები.

როდესაც მეცნიერებმა ეს ახალი აღმოაჩინა გააკეთეს, კალმეტი და მისი სასექსის უნივერსიტეტის კოლეგა, ფიზიკოსი და ასტრონომი ფოლკერტ კუიპერსი ასრულებდნენ გამოთვლებს კვანტური ველის თეორიის გამოყენებით, რათა შეემოწმებინათ შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტი. უფრო კონკრეტულად, ისინი ცდილობდნენ გამოეკვლიათ შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტში არსებული რყევები, რაც მის ენტროპიაზე მოქმედებენ — წესრიგიდან უწესრიგობამდე.

სანამ მკვლევრები ასრულებდნენ ამ გამოთვლებს, კალმეტი და კუიპერსი განტოლებაში ახლად გამოჩენილ ელემენტს სწავლობდნენ, მათ ამის მნიშვნელობის გასაგებად დრო დასჭირდათ, მაგრამ საბოლოოდ მიხვდნენ, რომ ეს წნევა იყო.

"იმის გააზრება, რომ საქმე წნევასთან გვქონდა ძალიან ამაღელვებელი იყო", — თქვა კიუპერსმა.

გაურკვეველია რა იწვევს მას და გუნდის გათვლებით, ის ძალიან მცირეა. უფრო მეტიც, ის უარყოფითია და გამოხატულია -2E^-46 ბარში მზის მასის შავი ხვრელისთვის. ეს ზღვის დონიდან დედამიწის 1 ბართან შედარებით.

ეს ნიშნავს ზუსტად იმას, როგორც ჟღერს — შავი ხვრელი მცირდებოდა და არ იზრდებოდა. ეს შეესაბამება ჰოკინგის პროგნოზს, თუმცა ამ ეტაპზე შეუძლებელია იმის განსაზღვრა, თუ რამდენად უკავშირდება უარყოფითი წნევა ჰოკინგის გამოსხივებას.

თუმცა, ამ აღმოჩენას შეიძლება ჰქონდეს საინტერესო შედეგები ზოგადი ფარდობითობის (მაკრო მასშტაბებზე) კვანტურ მექანიკასთან (რომელიც მუშაობს უკიდურესად მცირე მასშტაბებზე) დაკავშირების კუთხით.

ბევრი მეცნიერი შავ ხვრელებს სწორედ ამ კავშირის გასაღებად მიიჩნევს. შავი ხვრელის სინგულარობა მათემატიკურად არის აღწერილი, როგორც უკიდურესად მაღალი სიმკვრივის წერტილი, რომლის დროსაც ზოგადი ფარდობითობა იშლება, მაგრამ მის გარშემო გრავიტაციული ველი მხოლოდ რელატივისტურად შეიძლება აღვწეროთ.

იმის გარკვევა, თუ როგორ ჯდება ორი რეჟიმი ერთმანეთთან, ძალიან მნიშვნელოვანია ფიზიკოსებისთვის. ფარდობითობის თანახმად, ინფორმაცია, რომელიც ხვდება შავ ხვრელში, შეიძლება სამუდამოდ გაქრეს. კვანტური მექანიკის თანახმად, ეს ასე არ არის.

"ჩვენ ფიზიკის კანონების უნიფიკაცია გვსურს და ეს კვლევა ამ მხრივ გადადგმული ნაბიჯია. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ მიერ შესწავლილი წნევა მცირეა, მისი არსებობა ხსნის მრავალ ახალ შესაძლებლობას, რომელიც მოიცავს ასტროფიზიკის, ნაწილაკების ფიზიკისა და კვანტური ფიზიკის მოცემულობებს", — ამბობენ მკვლევრები.

თუ სტატიაში განხილული თემა და მეცნიერების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში, სადაც ვლაპარაკობთ მეცნიერებასა და ტექნოლოგიებზე.