Crne rupe bez singularnosti možda stvarno postoje sugeriraju novi modeli

Znanstvenici tvrde da crne rupe bez singularnosti nisu samo teoretski trik – mogle bi postojati u stvarnom svemiru, i to na načine koji mijenjaju naše temelje razumijevanja gravitacije.

Standardna teorija crnih rupa, utemeljena na Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti, govori da one u svojoj srži sadrže singularnost – točku u kojoj zakoni fizike prestaju vrijediti, a gustoća postaje beskonačna. To je dugo bio jedan od najvećih problema suvremene fizike, jer u toj točki klasična gravitacija i kvantna mehanika više ne funkcioniraju. No, novi znanstveni rad, rezultat suradnje više znanstvenih skupina, predlaže dvije zanimljive alternative koje bi mogle riješiti ovaj paradoks.

Dva modela koji mijenjaju sve što mislimo da znamo o crnim rupama

Prvi od dva nova modela naziva se regularna crna rupa. Ona bi zadržala neke ključne karakteristike klasične crne rupe, poput vanjskog horizonta događaja i svjetlosnog prstena – onog svjetlosnog obrisa koji je zabilježen teleskopom Event Horizon oko crne rupe M87* i Sagittarius A*. Međutim, umjesto singularnosti u središtu, regularna crna rupa sadrži unutarnji horizont i jezgru koja može biti čak i prolaz u crvotočinu. U toj zoni prostor-vrijeme je ekstremno zakrivljeno, ali ne do točke fizičkog besmisla.

Drugi model je još neobičniji – naziva se imitator crne rupe. Za razliku od pravih crnih rupa, imitatori nemaju horizont događaja. Umjesto toga, imaju površinu koja ne mora biti čvrsta; može propustiti materiju, a možda čak i otvoriti prolaz prema nekoj drugoj dimenziji ili ultrakompaktnim objektima. Ono što ih čini zanimljivima jest da zadržavaju svjetlosni prsten, zbog čega ih je gotovo nemoguće razlikovati od “pravih” crnih rupa samo pomoću promatranja svjetlosti.

Iako se ove ideje mogu činiti radikalnima, znanstvenici tvrde da razlike ipak postoje – samo ih je vrlo teško detektirati. “Regularne crne rupe i naročito imitatori nikada nisu potpuno identični standardnim crnim rupama – čak ni izvan horizonta,” izjavio je suautor Stefano Liberati iz Instituta SISSA. “To znači da bi određena promatranja mogla, barem neizravno, otkriti nešto o njihovoj unutarnjoj strukturi.”

Gravitacijski valovi kao ključ za otkrivanje razlika

Iako teleskop poput EHT-a nudi ograničene informacije o tome što se događa unutar crnih rupa, druga vrsta alata – detektori gravitacijskih valova – mogli bi igrati presudnu ulogu. Instrumenti poput LIGO-a, Virgoa i KAGRA-e, kao i buduće misije poput LISA, TianQin i Einsteinov teleskop, omogućuju proučavanje crnih rupa na potpuno novi način: analizom valova koje emitiraju u svemiru.

Tim znanstvenika koji stoji iza ovog rada napominje da bi desetljeća budućih promatranja mogla donijeti ključne dokaze. “Budući podaci iz svih ovih misija bit će dragocjeni za zadržavanje ravnoteže između teorije i promatranja,” stoji u radu. Drugim riječima, neće biti lako pustiti mašti na volju – svaka nova hipoteza morat će proći rigoroznu provjeru.

Zaključno, Liberati poručuje da se nalazimo na pragu novog doba: “Pred nama je doista uzbudljivo razdoblje za istraživanja gravitacije. Ulazimo u fazu u kojoj nam se otvara golemo i još neistraženo područje.”