Во 1963 година, Рој Кер, математичар од Нов Зеланд, предложи збир на равенки кои ги објаснуваат својствата на ротирачките црни дупки според теоријата на Ајнштајн за општата релативност. Овие равенки колективно се нарекуваат Керово решение и до денес тие претставуваат еден од најточните описи на ротирачките црни дупки.
Сепак, една нова студија открива дека црните дупки се полни со нестабилности, а она што го предложи Кер веројатно не е 100% точно, особено во однос на внатрешната структура на црните дупки.
„Нашата студија имплицира дека црната дупка не може да се стабилизира во геометријата на Кер, барем не во долги временски размери“, забележуваат авторите на студијата.
Керивата геометрија се однесува на математичкиот опис на искривеното време-простор околу ротирачка црна дупка без набој.
Решението на Кер ја разгледува црната дупка како структура со кружна струја која има два хоризонти. Првата е надворешната граница позната како хоризонт на настани, каде што гравитациониот ефект е толку силен што не дозволува ништо да избега, дури ни светлината.
Вториот внатрешен хоризонт, наречен хоризонт на Коши, има јадро наречено сингуларност на прстенот, регион кој станува бескрајно силен, а просторот и времето се распаѓаат. Неговата уникатна форма на прстен доаѓа од вртењето на црната дупка, што ја протега сингуларноста во прстен наместо да ја сруши во точка.
„Овој модел добро се усогласува со набљудувањата, бидејќи отстапувањата од теоријата на Ајнштајн надвор од црната дупка се регулирани со нови физички параметри, кои ја регулираат големината на јадрото и се очекува да бидат прилично мали“, велат авторите на студијата.
Геометријата на Кер сугерира дека црните дупки можат да складираат огромна количина на енергија. Сепак, според новата студија, како што се зголемува енергијата во црните дупки, тоа може да донесе драстични промени во нивната структура, што ќе доведе до нестабилност во подолги временски рокови, па дури и во кратки временски рамки.
„Оваа нестабилност се должи на акумулација на енергија која расте експоненцијално со текот на времето додека не достигне конечна, но исклучително голема вредност, способна значително да влијае на целокупната геометрија на црната дупка и на тој начин да ја промени“, објаснуваат авторите на студијата.
Ова дополнително покажува дека црните дупки не се толку стабилни како што предлага теоријата на општата релативност. Научниците сè уште не се сигурни што се случува кога акумулацијата на енергија во црната дупка ќе го достигне својот врв, но ако се случи таков настан, тоа јасно значи дека Керровото решение не ја објаснува целосно науката што управува со црните дупки.
„Овој резултат сугерира дека решението на Кер, спротивно на претходните претпоставки, не може точно да ги опише набљудуваните црни дупки, барем според типичните временски размери на нивното постоење“, вели Стефано Либерати, еден од авторите на студијата и професор на Меѓународното училиште за напредни студии. (SISSA) во Италија.
Тие исто така веруваат дека понатамошните студии кои се фокусираат на внатрешниот свет и горенаведената нестабилност на црните дупки би можеле да доведат до нови теоретски модели кои би можеле да ги надминат ограничувањата на Керовото решение.
„Внатрешната динамика на црните дупки, кои остануваат главно непознати, би можела радикално да го трансформира нашето разбирање за овие објекти, дури и од надворешна перспектива“, вели Раул Карбало-Рубио, првиот автор на студијата и постдок истражувач на Универзитетот во Јужна Данска.
Студијата е објавена во списанието Physical Review Letters
(Interesting Engineering)
(фото: Pxfuel)
