warning: Invalid argument supplied for foreach() in /var/www/testshop/data/www/testshop.ru/includes/menu.inc on line 743.

Чрезвычайно удалённые от Земли невидимые чёрные дыры, существование которых сначала было предсказано, а потом и доказано наукой, обладают не только неудержимой силой притяжения, действующей на физическую материю, но и властной силой, влекущей к себе мысли людей. В этих космических объектах заключена разгадка великой тайны ПРИЧИНЫ ГРАВИТАЦИИ. Но тайна эта не спешит открываться.

Созданная на заре XX века теория относительности дала первые представления о свойствах пространства (его искривлении) как причине гравитации, и в частности, вокруг чёрных дыр. Значительно продвинуться на этом пути помогут и вновь возрождаемые идеи об особом наполнении самого пространства некой субстанцией — эфиром1, а также и научные подходы, излагаемые в настоящей статье2.

И всё это служит благородной цели — научного ПОЗНАНИЯ. Именно оно подсказывает, что по- своему ошибочно само название «чёрная дыра». Ведь эти экзотические объекты, концентрирующие в себе различную материю — и известную сегодняшней науке, и, возможно, «инобытийную», собранную в своеобразных «Лайа-центрах», — могут являться также и источниками грандиозных процессов, которые, по существу, разворачивают будущую эволюцию. «В буднях каждого дня» любая чёрная дыра способна столь мощно возбуждать вокруг себя вещество, что может быть обнаружена по ореолу электромагнитного излучения, по нимбу света вокруг своего невидимого, «нематериального» лика. Особенно это относится к «дыре» сверхмассивной, словно притаившейся в ядре той или иной галактики (и нашей!). В эти дыры устремляется (падает!) материя, сопровождаемая неистовым вращением скоплений звёзд, газа и пыли молекулярных облаков, что дружно вытягиваются вдоль спирально закрученных рукавов галактики. Вероятно, долго ещё будет жива волнующая тайна центров галактик, объятых обширной, сверкающей аурой из звёзд... Однако сегодня есть все основания считать, что астрономия уже начала познавать объекты и явления принципиально новой природы, не охватываемые нашей фундаментальной физикой, принадлежащие более глубокому уровню физической реальности и управляемые законами ещё не построенной единой квантово-гравитационной теории материи.

Чёрные дыры - что дальше?

Цицин Ф.А., кандидат физико-математических наук

Все эти явления не могут быть объяснены даже эйнштейновской теорией.

(из бр. Стругацких)

1. Чёрные дыры в научной картине мира

Чёрная дыра (ЧД) — одно из весьма популярных понятий современной науки — релятивистской астрофизики, астрономии в целом, нашей научной картины мира и даже современного общественного сознания. Этим понятием свободно пользуются физики и астрономы, политики и экономисты, астрологи и телекомментаторы.

В самой науке это странное понятие настолько прижилось, что любое сомнение в нём ставит под вопрос реноме учёного. А между тем, «любое научное понятие, каким бы оно ни было широким, всё же имеет только ограниченную область применимости» (В.Гейзенберг).

Вот и чёрные дыры... В астрономии давно уже появились свидетельства того, что ЧД как модель и образ претендующего на реальность объекта, возможно, уже исчерпали себя и назрел переход на более глубокий уровень понимания природных объектов, принимаемых ныне за ЧД. Но чтобы всерьёз осознать это, нам придётся перешагнуть через ряд высоких психологических барьеров и расстаться с некоторыми давно привычными и «очевидными» представлениями и научными верованиями.

Сначала, однако, кратко о самих чёрных дырах.

2. Что такое чёрные дыры и откуда они взялись в науке?

Людей объединяет не только склонность к мифам, но и склонность к одинаковым мифам.
Б.Штивельман

 

Дважды рожденные

Представление о чёрных дырах как о физических или астрономических объектах появилось в науке ещё в публикациях конца XVIII века (Мичел, 1784; Лаплас, 1796). Конечно, объяснение их происходило в рамках ньютоновой физики и картины мира — теории тяготения и корпускулярной теории света. Ньютоновская ЧД, ещё не имевшая имени, мыслилась как тело таких огромных размеров и массы (при «обычной» плотности), что с поверхности его не сможет уйти «в бесконечность» даже свет. Была найдена оказавшаяся очень простой (и верной по сию пору. — Ред.) формула для размера ЧД — радиуса её горизонта событий или, иначе, гравитационного радиуса Rg, внутри которого и должна заключаться вся масса тела М: Rg = 2GM/c2, где G — постоянная тяготения, с — скорость света3.

В эпоху ньютоновой физики ЧД «не нашли применения» в астрономии. Но в XX веке ситуация резко изменилась. Вскоре после создания А.Эйнштейном общей теории относительности (ОТО), на кончике пера Карла Шварцшильда4 в Германии в 1916 году произошло второе, уже релятивистское, рождение чёрных Дыр.

 

Конструкторы и скептики

Чёрные дыры и в ОТО могли казаться лишь формальным «изобретением», реализация которого в природе невозможна. На это надеялся великий А.Эддингтон, с самого начала проникшийся к ним интуитивной антипатией: «Я полагаю, что должны существовать законы природы, не допускающие такого абсурдного поведения звезды». В них не верил и сам Эйнштейн! Но в 1939 году Р.Оппенгеймер и Х.Снайдер указали физически мыслимый способ появления ЧД. Это — коллапс, то есть схлопывание к центру в непреодолимом собственном поле тяготения. Например, если масса звезды в результате эволюции оказывается заключённой в узких пределах — от одной до трёх масс Солнца, то схлопывание происходит до состояния нейтронной звезды; если масса более, то коллапс приводит к формированию как раз ЧД5.

После открытия нейтронных звёзд (в 1967 году — пульсаров) интерес и «доверие» к ЧД существенно повысились. Вскоре, в 1968 году они и были «окрещены» Дж.Уилером привычным ныне именем. Началось триумфальное шествие ЧД по страницам научной, ненаучной (и прочей) литературы, волнам теле - и радиоэфира.

Впрочем, немногие проницательные исследователи сохраняли эддингтоновский скепсис в отношении ЧД. Так, и наш замечательный космолог-релятивист и глубокий философ А.Л.Зельманов (см. о нём в [1]), пожалуй, на самом подъёме интереса к ЧД, в 1972 году, высказал надежду, что «черных дыр "от века" во Вселенной не существует, а образования новых Природа не попустит...». Были (есть) и ещё немногие скептики.

3. Сенсационное открытие Стивена Хокинга

Казалось бы, вера в ЧД могла быть подорвана открытием знаменитого английского учёного-теоретика С.Хокинга: в середине 70-х годов прошлого века он обнаружил, что ЧД должны быть «не совсем» чёрными; они. теоретически, «светятся», и температура их («цвет») зависит от массы. Так, любая ЧД всё же обязана излучать свет, интенсивность которого обратно пропорциональна квадрату её массы. Правда, при звёздной массе, а тем паче большей, это излучение на столько ничтожно и «холодно», что не может быть и речи о его наблюдении. Но у ЧД существенно меньшей массы «хокинговское» излучение было бы уже вполне заметным. А при массе порядка 1015 г, как у небольшого астероида или кометы, излучение столь велико, что обусловленная им потеря массы (ускоряющаяся со временем) такой ЧД прекратила бы существование за время, меньшее возраста нашей Вселенной (порядка 1010 лет). Такие ЧД, родившиеся со Вселенной (то есть — реликтовые) и, тем более, меньшей массы, не дожили бы до нашей эпохи. Кстати, последние тысячи тонн массы этих ЧД должны «испариться» в темпе невероятной мощности взрыва.

 

Черные дыры - что дальше

Снимки центральных областей галактик NGC 6251 и NGC 7052, полученные космическим телескопом им.Хаббла. Подобные околоядерные газопылевые диски были обнаружены во многих гигантских эллиптических галактиках. Эти диски, как правило, очень быстро вращаются, что говорит о присутствии в ядре галактики сверхмассивной черной дыры, (Фото из журнала «Звездочет»)

 

К своему открытию Хокинг пришёл, приняв во внимание, помимо релятивистских свойств материи ЧД, также её термодинамические6 и квантовые свойства. Открытие Хокинга означало, что ЧД, как мы их до того себе представляли, просто не существуют! Казалось бы, это был страшный удар по самой идее чёрных дыр. Однако парадоксальным образом открытие Хокинга ещё более повысило веру в них и усилило интерес к ним. Ведь Хокинг избавил ЧД от чуждого реальному миру оттенка абсолютности их свойств! И в то же время его результаты практически ничего не меняли в ожидаемой наблюдательной картине этих объектов. «Заметно хокин- говские» чёрные дыры малых масс, которые могли образоваться разве что в котле изначального Большого Взрыва, не могли дожить до нашей эпохи, а позже не образовывались; а у ЧД бсльших масс «хокинговское» излучение настолько ничтожно, что они наблюдательно неотличимы от ЧД, описываемых в общей теории относительности.

4. Современные представления о чёрных дырах: уже открыты или...

В 60—70-е годы XX века был предложен ряд идей наблюдательного выявления ЧД в природе. Все они основывались на гравитационном взаимодействии ЧД с окружающими объектами космоса: 1) для одиночной «дыры» — с газопылевым веществом Галактики; 2) в случае ЧД в достаточно тесной паре с обычной звездой — с её массой и веществом, «перетягиваемым» чёрной дырой на себя (аккреция). Наиболее важные идеи в отношении первого случая были высказаны молодым теоретиком Викторием Шварцманом7, а в отношении второго — столь же молодым тогда Николаем Шакурой. (Оба они были учениками академика Я.Б.Зельдовича.) Возникла идея (и у Э.Солпитера в США) огромных ЧД, «галактических» масс — до ~1010 MΘ (MΘ — масса Солнца), расположенных в центрах «активных» галактик и в квазарах8. Во всех случаях мощное энерговыделение в этих системах происходит за счёт превращения гравитационной энергии материи, направленной, или падающей, на ЧД, в тепловую, а затем в излучение (в аккреционных дисках, образующихся у ЧД из-за наличия вращательного момента у аккрецируемой материи; «отец» соответствующей теории — именно Н.И.Шакура).

В настоящее время уже известно около дюжины объектов со звёздной массой и несколько десятков с массой галактической, в которых теоретически почти невозможно «избежать» открытия ЧД. У «звёздных» ЧД масса «компактного релятивистского объекта» в кратной системе (двойной звезде) оказывается более 5—6 MΘ, почти до 20 MΘ. Но, согласно ОТО, кроме ЧД, релятивистских объектов таких масс не может быть (наибольшая масса нейтронной звезды не более примерно 3 MΘ; белые карлики9 ещё менее массивны). Поэтому, исходя из ОТО, перед нами в этих кратных системах предстают именно ЧД. «В настоящее время общепринято, что чёрные дыры существуют...» [2], с. 24.

 

«История существования любой звезды — это поистине титаническая борьба между силой гравитации, стремящейся её неограниченно сжать, и силой газового давления, стремящейся её "распылить", рассеять в окружающем межзвёздном пространстве. Многие миллионы и миллионы лет длится эта "борьба". В течение этих чудовищно больших сроков силы равны. Но в конце концов... победа будет за гравитацией. Такова драма эволюции любой звезды» (И.С.Шкловский).

Финал эволюции массивной звезды — вспышка сверхновой. Но это наглядный пример победы не только гравитации (она сформирует либо компактную нейтронную звезду, либо чёрную дыру, чья ещё большая масса сконцентрируется в минимально возможном — «планковском» — масштабе), но уже и — давления: грандиозная ударная волна, устремлённая из глубинных слоёв звезды, развеивает в пространстве вещество умершей звезды, дабы послужить последующему звездообразованию в очагах уплотнения межзвёздной материи. Наружу вырываются, помимо того, образовавшиеся в результате колоссального взрыва гравитационные волны, влияя на встречные звёзды и планеты вокруг них. Как и в максимумы периодической активности звезды, когда усиливается её вспышечная деятельность, при взрывах сверхновых генерируются также ускоряющиеся потоки космических лучей, что несутся вдаль с «вмороженными» в них магнитными полями...

5. Чёрные дыры и общая теория относительности: всё ясно!

Ясность — одна из форм полного тумана.
Ю.Семёнов. Семнадцать мгновений весны

 

Принято считать, что появление чёрных дыр строго следует из общей теории относительности и полностью объясняется ею: «ОТО <...> содержит в себе правильный ответ на любой вопрос, касающийся чёрных дыр» [3], с. 11. Однако у ЧД есть и ещё одна очень важная особенность с точки зрения ОТО. Именно свойства ЧД избавляют ОТО от некоторых самых мучительных проблем на её «границах», делая эти проблемы, так сказать, «потусторонними» для нашего мира.

Дело вот в чём. Согласно самой ОТО, в центре ЧД имеется особая точка — сингулярная, в которой обращаются в бесконечность (лишаясь физического смысла) некоторые важнейшие характеристики объекта — плотность материи, кривизна пространства и т.д. В соответствии с законами квантовой механики, сингулярность в ЧД оказывается не точечной, а конечной по размерам, хотя, по обычным понятиям, и очень небольшой — порядка предельной «планковской длины» (Lпл,~1,6х10-33 см). В этой сингулярности, обычно называемой физической, или планковской (согласно эзотерической доктрине, на тонком плане, возможно, аналог тому — «Лайа-центр». — Ред.), уже исчезают физически бессмысленные бесконечные значения параметров. Но и конечные значения их (например, плотность ~ 1094 г/см3!) настолько велики, что оказываются за рамками самых смелых экстраполяций нашей физики. Материя физической сингулярности находится полностью за пределами представлений современной науки.

Для описания законов и свойств материи в этом состоянии нужен переход фундаментальной физики на более высокий уровень: построение единой гравитационно-квантовой теории10, совместно учитывающей эти аспекты материи. Проблема создания подобной теории была поставлена в середине 30-х годов прошлого века (М.П.Бронштейн, 1906— 1938), но всё ещё не решена.

Ввиду неизвестности законов планковской сингулярности, на чём же основывается мнение о достаточности ОТО для описания чёрных дыр? Прежде всего — на постулате ненаблюдаемости сингулярности, что бы в ней ни происходило. Однако постулат этот подорван расчётами Хокинга.

Далее, ОТО утверждает (и это доказывается экспериментально), что в гравитационном поле происходит замедление самого хода времени. Обычно эффект сей ничтожен. Но в сверхсильном поле тяготения ЧД он неограниченно усиливается при неограниченном устремлении к ней. Оттого приближение к горизонту ЧД даже фотона (кванта света), с точки зрения удалённого наблюдателя (это мы!), неограниченно замедляется. Горизонт «достигается» только через бесконечное время t. Устремляющаяся к ЧД материя перед сферой, ограниченной гравитационным радиусом Rg, «гаснет», «замирает» и... исчезает из вида. Так это обычно считается.

Поэтому, как полагают, «[аккрецируемые чёрной дырой] частицы и поля вблизи горизонта образуют весьма сложную, застывшую (курсив Ф.Ц.) структуру "граничного слоя", которая по существу есть реликт прошлой истории чёрной дыры» [3], с. 14. «Промежуток между растянутым ["мембрана"] и истинным горизонтом полностью заполнен веществом и полями, которые аккрецировались чёрной дырой с момента её образования. Из-за гравитационного замедления времени вещество, приближаясь к истинному горизонту, падает всё медленнее (в системе удалённого наблюдателя), но никогда не проникает внутрь чёрной дыры. Горизонт буквально загромождается "следами" прошлого, собранными в бесконечно тонком слое» [2], с. 28 и 30.

С этих позиций горизонт ЧД «достигается» втягиваемой в неё материей лишь через бесконечное время, то есть «достигается никогда». А попасть в центральную сингулярность ЧД материя могла бы лишь «ещё позже, чем никогда»! Итак, ни центральная сингулярность, ни «упавшая» на ЧД материя ненаблюдаемы! Именно это и делает общую теорию относительности, как считается, достаточной для полного описания чёрных дыр «извне» — нами.

6. Открытие В.Ф.Шварцмана — потрясение основ современной концепции чёрных дыр

Однако ещё свыше 20 лет назад был опубликован странный результат, поставивший под сомнение общепринятые представления о чёрных дырах. Речь идёт об открытии В.Ф.Шварцмана.

Вывод Шварцмана по самой идее и окончательной формулировке необыкновенно прост. Ведь если масса ЧД в результате аккреции увеличивается (а как же иначе!), то растёт и её гравитационный радиус Rg. Это, может быть, и небольшой, но всё же сдвиг горизонта как бы навстречу (!) «налипающей» массе. А именно на этот последний шаг ей и требовалось бесконечное время! В какой мере за счёт этого продвижения горизонта сокращается бесконечное время t? Решение, полученное Шварцманом, позволило ему сразу уточнить величину t «в бесконечное число раз»: интервал t оказался конечным! Конкретно, по порядку величины, он равен: tшв ~ (2Rg/c)ln(c3/4GM), где М — скорость прироста массы ЧД при аккреции, Rнач. = 2Rg. В очень важном частном случае ЧД околосолнечной массы и в «стандартной» межзвёздной среде скорость прироста составляет: М ~ 1010 г/сек, и формула ещё более упрощается: tшв ~- 102Rg/c.

Исключительно интересно и важно, что время tшв не только конечно, но и при любых реальных массах ЧД наблюдательно невелико. Так, при массе ЧД порядка солнечной имеем: tшв ~ 10-3 сек. Даже для ЧД огромных масс (М ~ 1010MΘ) находим: tшв ~ 107 сек — меньше четырёх месяцев. Это вполне приемлемо для наблюдателя!

Результат был получен Шварцманом ещё в 60-х годах XX века, но встретил резкую оппозицию со стороны астрофизиков, в том числе у коллег, друзей и сотрудников, и долго не печатался... «Истина бывает часто настолько проста, что в неё не верят» (Ф.Левольд)... Лишь высокая оценка вывода другим нашим выдающимся теоретиком С.А.Капланом (1921—1978) и его предложение Шварцману опубликовать удивительный результат в их совместной главе готовившейся коллективной монографии [4] сдвинули дело с мёртвой точки. Открытие Шварцмана таким образом было опубликовано (1976).

7. Неожиданное подтверждение

О жёсткой оппозиции Шварцману авторитетных специалистов я узнал от одного из них — И.Д.Новикова — в начале 1986 года. «Результат Каплана и Шварцмана? — переспросил меня И.Д. — Он ошибочен!» И.Д.Новикову я почти поверил. Но было очень жаль красивого результата...

 

Предполагается, что чёрных дыр тысячи в Галактике, но обнаружить удалось пока лишь семь, не считая сверхмассивной в самом ядре нашей звёздной системы. Они образовались при взрывах сверхновых звёзд и демонстрируют удивительное однообразие своих масс: шесть имеют семикратные солнечные массы (7±0,25 MΘ). У одной из семи масса достигает 10—14 MΘ. Все входят в состав двойных звёзд, что и позволило выявить их (по материалам журнала «Звездочёт»).

 

Прошло меньше года, и ситуация приняла совершенно неожиданный оборот. В вышедшей тогда фундаментальной монографии [5], с. 192 я с радостью обнаружил полное подтверждение вывода Шварцмана — во всяком случае, на качественном уровне: время t конечно! Учтя «квантовые флуктуации горизонта» чёрной дыры, И.Д.Новиков и В.П.Фролов нашли, что tнф ~ (Rg/c)ln(Rg/Lпл). Для ЧД солнечных масс, как я заметил, немедленно следовало, что tнф ~ 102Rg/c (!). То есть в важнейшем случае квантово-релятивистская, физически более глубокая формула Новикова-Фролова не только качественно (время t конечно), но и количественно подтверждает результат Шварцмана!

...Через несколько лет (Виктор Шварцман уже ушёл из жизни), по подсказке Н.И.Шакуры (при его рецензировании рукописи [6]), я попробовал установить, насколько широк тот «частный случай», когда значения tшв и tнф совпадают. К моему удивлению оказалось, что результат Шварцмана качественно и количественно подтверждается независимым результатом Новикова-Фролова практически для всей области физически мыслимых значений масс ЧД и скоростей аккреции на них [7].

8. «Дискуссия» вокруг выводов Шварцмана

Средний человеческий ум не верит тому, чего он не в состоянии постигнуть.
Э. Берроуз

 

Хотя противодействие выводам Шварцмана длится уже добрых три десятка лет, таки нет ни одной печатной работы, где возражения были бы обоснованы. «Аргументы» звучат лишь на уровне голословного «это невозможно» и т.п. Ещё одна форма «борьбы» с результатом Шварцмана и попытками печатного обсуждения его — это «чёрные» рецензенты, уничтожающие, не думая. Притом почти во всех случаях они — добросовестные специалисты, искренне убеждённые в своей правоте. И это совершенно стандартная ситуация. Вспомним, что великое «открытие Лобачевского встретило полное непонимание, даже негодование со стороны почти всех его современников» [9], с. 12.

 

Результат «логически некорректен»?

Если суммировать встречавшиеся мне аргументы критиков Шварцмана, то достаточно серьёзно выглядит лишь один. Вот его суть. Чтобы гравитационный радиус ЧД, благодаря аккреции на неё, вырос на какую-то величину, необходимо предварительное проникновение под горизонт соответствующей массы M. Но для этого и нужно бесконечное время! Значит, говорит оппонент, Шварцман заранее постулирует то, что надо доказать! ...Возможно, это соображение несколько смущало и самого учёного. Оно не опровергнуто в его публикации с Капланом, и он не прояснил его в беседе со мною (в ГАИШе в июле 1987 года). «Сам автор фундаментального результата понимает его сначала в лучшем случае на 50%  (Ф.Дайсон)...

Однако выводы Шварцмана и в этом пункте вовсе не беззащитны.

 

Эффект «дискретности» аккреции

Некоторое время мне представлялось наиболее естественным принять возражение оппонентов Шварцмана в отношении используемой им идеально сферической модели ЧД и процесса аккреции, а затем обойти возражение, перейдя к модели, более адекватной реальности. Резонно считать падающим на ЧД не идеально однородный сферический слой массы, а отдельные порции её (материя неоднородна и в пределе — дискретна).

 

Черные дыры - что дальше

Вращение чёрной дыры приводит к завихрению пространства вокруг неё, что и удерживает внутреннюю часть аккреционного диска в экваториальной плоскости дыры (из ст. К. Торна в журнале «Природа» № 11/1994)

 

Этот случай (в другой связи) рассматривался в теории. Р.Героч и Дж.Хартль ещё в 1982 году показали, что при приближении порции массы к горизонту на нём появляется приливная выпуклость. Иначе говоря, происходит локальное продвижение горизонта наружу — навстречу процессу аккреции. Подчеркну — до того, как «под ним» окажется какая-либо новая масса! [3], с. 297—303. Очевидно, что качественно «эффект Шварцмана», постулированный им, имеет место.

 

Но пусть модель чёрной дыры и аккреция даже идеально сферичны...

Существует, однако, результат, делающий излишним отказ от сферической симметрии модели системы и процесса аккреции. Он резюмирован так [3], с. 269: «Истинный горизонт (абсолютный горизонт событий) начинает расширяться прежде (курсив Ф.Ц.), чем [аккрецируемая сферическая] оболочка столкнётся с ним»... Кстати, «столкнётся» — значит, достигнет его!

Это именно то «превентивное» расширение горизонта чёрной дыры при аккреции, какое принимал (но не обосновал) Шварцман, и в тождественной модели — падение на сферическую ЧД сферического тонкого слоя массы. Это устраняет все сомнения в корректности вывода Шварцмана. (Не отбрасывая, конечно, плодотворного подхода Героча-Хартля и др.)

 

Об одном удивительном недоразумении в основах общепринятых представлений о чёрных дырах

Большинство людей заблуждается потому, что идёт за теми, кто уже заблудился.
(Из мультфильма У.Диснея «Дикий Джек»)

 

Но как быть с известным «прямым общим доказательством» того, что время достижения аккрецируемой материей горизонта чёрной дыры бесконечно? Строго доказывается [5], с. 13, что, действительно, в принимаемой модели так оно и есть. Но... «за исключеньем пустяка»: в доказательстве не оговаривается одно — решающее! — предположение. А именно, неявно принято, что «захватываемая» масса — нулевая (M = 0). Результат же относят к любым массам (M > 0). Скажем, теорему «летать не может!» мы доказали бы для Ужа (крылья «равны нулю»), а применили бы к Соколу. Таково «основание» общего убеждения, что во всех случаях время t бесконечно.

9. Открытие Шварцмана — революция в фундаментальной физике?

Для восприятия крупной научной идеи обычно требуется лет тридцать.
Ф.Дайсон

 

Со времени открытия Шварцмана прошло 30 лет. Пора бы и восприять?..

Наиболее важно в этом открытии то, что время t конечно и наблюдательно невелико. А это радикально меняет картину свойств и возможного поведения объекта, который называют «ЧД» и приписывают ему качества согласно ОТО.

 

Путь в сингулярность

То обстоятельство, что материя, аккрецируемая неким объектом, на глазах удалённого наблюдателя достигает горизонта событий этого объекта, означает, что вслед за этим она от горизонта падает на центральную сингулярность ЧД. В рамках ОТО описания этого процесса пока пет. С учётом же выводов Шварцмана теория такого процесса возможна и необходима — «почти» до самой планковской сингулярности.

 

Чёрная дыра — лишь маска реального гравитационно-квантового объекта?

По Хокингу, «вывод о существовании излучения, испускаемого чёрной дырой, по-видимому, означает, что гравитационный коллапс не так уж окончателен и необратим, как мы думали раньше». Любая аккрецируемая материя, достигая и преодолевая горизонт, видимо, быстро оказывается в центральной сингулярности, где всё вещество ЧД и концентрируется. Но в сингулярности материя не подчиняется законам нашей физики. Это значит, что вообще вещество чёрной дыры находится ЗА рамками понимания современной физикой и, в частности, общей теорией относительности. Утверждения, что ЧД — чисто релятивистский объект, что ОТО содержит правильный ответ на любой вопрос по её поводу, поэтому не имеют смысла. Так называемая чёрная дыра реально является объектом пострелятивистским и постквантовым. Это объект пока вовсе не известного нам странного гравитационно-квантового мира, подчиняющийся его, а не нашим фундаментальным физическим законам.

 

Обязана ли бывшая чёрная дыра быть «гравитационной могилой» ?

У нас нет никаких логических оснований утверждать необратимость гравитационного коллапса для планковской сингулярности, то есть (см. выше) «реальная» ЧД нашего мира (гравитационно-квантовый объект!) не обязана быть «гравитационной могилой». Тем более логически несостоятельно утверждение, будто аккрецируемая материя «проскакивает» сквозь сингулярность в «другие вселенные» или в неизвестные места и времена нашей Вселенной, являясь там уже в виде белых дыр (БД). Экстраполяция релятивистского решения для коллапса «неизвестно куда» через сингулярность (как точечную в ОТО, так и, тем очевиднее, через конечную планковскую) математически и физически вопиюще некорректна. Эта модная «концепция» представляет собою не более, чем один из красочных миражей обычной концепции ЧД. «Продолжать решение за истинную сингулярность нельзя» [5], с. 284 и др.. Совсем другое дело — выброс («антиколлапс») из сингулярности. Ни логика, ни физика его не исключают.

 

Активные процессы в «подозреваемых чёрных дырах» и гравитационно-квантовая теория материи

В планковской сингулярности мыслим не просто «антиколлапс», зеркальный коллапсу. Выброс вещества и энергии из такой сингулярности никак не связан и никак не ограничен законами обычного релятивистского коллапса. В частности, масштаб феноменов при «планковском выбросе» из сингулярности ЧД не обязан быть ограничен масштабами релятивистского антиколлапса в БД или же масштабами «хокинговских» эффектов в обычных ЧД. «В начале Вселенной была другая физика, которой мы не знаем. То же самое внутри чёрных дыр» (И.Д.Новиков). Но логика, да и математика там те же, наши! Только они пока и служат нам проводниками в неизведанном мире квантовой гравитации.

Поскольку не исключено, что объекты, нами принимаемые ныне за вероятные чёрные дыры, на самом деле являются гравитационно-квантовыми, необходима ревизия всего наблюдательного материала, относящегося к «потенциальным ЧД», и это — для выявления в них проявлений гравитационно-квантовой активности их центральных планковских сингулярностей. «Внутри планковской области может быть что угодно» (А.А.Старобинский). Вот это-то и надо суметь увидеть.

 

О наблюдательном критерии открытия чёрных дыр

Стандартный современный критерий наблюдательного открытия чёрной дыры как релятивистского объекта, с более чем троекратной массой Солнца, основан на логической ошибке: неучёте возможности существования среди «компактных объектов» не только релятивистских (белые карлики, нейтронные звёзды, ЧД?), но и пострелятивистских объектов, скажем, квантово- гравитационных. Достоверное обнаружение компактного объекта с такой массой означало бы открытие не ожидаемой ортодоксальной ЧД, а куда более интересного и нетривиального гравитационно-квантового объекта. Ранее автором было предложено для него краткое имя граквар [10], с. 132; [11], с. 35. Действительно, «не назвать ли нам кошку — кошкой?!» (С.Я. Маршак).

 

Переинтерпретация чёрных дыр — путь к теории квантовой гравитации?

Именно обнаружение и корректная интерпретация природы подобных объектов и феноменов может стать наиболее прямым путём (от наблюдений) к построению фундаментальной теории гравитационно-квантового уровня физического познания, который следует за современным. «Наблюдаемые проявления неизвестных законов природы должны восприниматься как нарушение известных» (Р.Героч). И обратно! Что ещё надо теоретику?! «Вполне возможно, что теории, которые мы считаем "доказанными", всё-таки ложны, ибо противоречат более общей теории, которой пока ещё у нас нет» (Е.Вигнер). В чёрных дырах видны её «уши». Потянем же за них!..

10. Заключение

Трудность в науке часто представляет не столько то, как сделать открытие, сколько понять, что оно сделано...
Д. Бернал

 

Непосредственные следствия открытия В.Ф.Шварцмана радикально меняют наши представления о чёрных дырах и открывают путь к пониманию истинной природы этих объектов.

Чёрная дыра — не «застывшая звезда»; не релятивистский объект; не «гравитационная могила»; не объект нашей фундаментальной физики.

Неизвестные фундаментальные законы свойств материи в планковской сингулярности не обязаны исключать выброс материи и энергии из этой сингулярности в пределы горизонта ЧД и далее. Энергетический масштаб этих выбросов не ограничен масштабом эффектов в БД и «хокинговских» эффектов в ЧД. Ведь начальные условия такого процесса задаются неизвестными свойствами материи в планковских сингулярностях. Но уже модель белой дыры доказывает возможность преодоления, при антиколлапсе, поля тяготения объекта той материей, что выброшена из сингулярности11.

Возможно, эта интерпретация имеет отношение, в частности, к до сих пор не находящим объяснения (более 80 лет!) выбросам — джетам — из центральных «точек» активных галактик и вообще к пониманию механизма «центральной машины» квазаров, активных галактик и т.п., к явлению у-всплесков12. Последние, например, могли бы оказаться прямым наблюдаемым проявлением физических процессов в планковских недрах ЧД (точнее, гракваров), поглощающих диффузную материю и звёзды, или результатом столкновений сингулярностей.

Этот комплекс явлений, до сих пор не нашедший осмысления в нашей фундаментальной физике, в свете открытия В.Ф.Шварцмана, возможно, уже высвечивает путь построения давно искомой фундаментальной физической теории более глубокого, следующего уровня понимания свойств материи — по меньшей мере, гравитационно-квантового.

 

Примечание
Список литературы
Идентификация
  

или

Я войду, используя: