NE ZAVRŠI SVE U RUPI: Crna rupa razbila zvijezdu u komadiće
Tim fizičara sa Sveučilišta u Cambridgeu proveli su kompjuterske simulacije koje pokazuju kako bi petodimenzionalna, prstenolika crna rupa mogla narušiti einsteinovu opću teoriju relativnosti tako što bi stvorila goli singularitet, koji bi prouzročio slom jednadžbi na kojima se temelji ta teorija.
Iako stara samo jedno stoljeće, teorija opće relativnosti ključ je za razumijevanje same osnovne prirode svemira. Ona nam govori kako je gravitacija poremećaj koji materija stvara u prostor-vremenskom kontinuumu.
Omogućuje nam procijeniti starost svemira i njegov sastav. Čak nam i omogućuje da samouvjereno koristimo GPS sustav.
Ali opća se relativnost ne može primijeniti baš svuda. Naprimjer, u crnoj rupi prostor i vrijeme propada jedno u drugo i nastaje singularitet koji ima beskonačnu masu i beskonačnu gravitaciju.
Riječ je o mjestu gdje prostor, vrijeme, materija i sami zakoni fizike prestaju postojati i gdje sve što uđe ostane zauvijek zarobljeno, pod uvijetom da uopće još i postoji.
To je jedna od onih stvari koja jako živcira fizičare, ali tješi ih činjenica kako, tehnički, crne rupe ne postoje u našem svemiru. Umjesto toga, uklonjene su iz našeg svijeta nekom vrstom kozmičke cenzure.
Drugim riječima, iako crne rupe mogu postojati sa stajališta nekog sveznajućeg bića i znanstvenici ih općenito prihvaćaju, mi ne možemo stvarno znati da postoje jer ih ne možemo promatrati.
Obzor događaja, Teorija struna i druge fizikalije
To je zato što su one skrivene iza nečega što zovemo obzor događaja. Radi se o području oko crne rupe gdje je gravitacija toliko jaka da niti smo svjetlo ne može pobjeći. To znači da je crna rupa praktički odrezana od ostatka svemira jer ništa, pa niti svjetlo ne može pobjeći, nikakvi podaci ne mogu prijeći iz nje u naš svemir. Odsječena je od stvarnosti.
Ova 'kozmička cenzura' znači da, iako se zakoni fizike slamaju unutar crne rupe, to nije bitno jer je skriveno iza obzora događaja, tako da u praksi možemo reći kako crna rupa i ne postoji.
Radi se o utješnoj činjenici, osim što opća relativnost ne kaže koliko dimenzija postoji. Naš prostorno-vremenski kontinuum napravljen je od četiri dimenzije (visina, širina, dubina i vrijeme).
Ali teorija struna i druge grane teoretske fizike kažu kako bi moglo biti i do 11 dimnzija, od kojih bi neke mogle postojati na jako velikoj, čak i kozmičkoj skali, dok bi druge bile na kvantnoj skali, i mogli bi ih pecipirati samo indirektno.
Tim iz Cambridgea i znanstvenici s londonskog Sveučilišta queen Mary koristili su COSMOS superračunalo kako bi simulirali kako bi se ponašala crna rupa koja postoji u svemiru s pet dimenzija.
Takve simulirane ekstradimenzijske crne rupe teoretski su poznate još od 2002. ali tim tvrdi kako je ovo prvi put kako je jedna simulirana pomoću superračunala kako bi saznali kakva bi joj bila dinamka.
Goli singulariteti
Ono što su otkrili je da u većini slučajeva takva crna rupa kolabira u kuglu okruženom obzorom događaja, baš kao i u našem svemiru. Ali u nekim se slučajevima formira tanki crni prsten.
Prsten stvori izbočine povezane strunama koje postaju sve tanje. Na kraju strune puknu a izbočine postanu mini crne rupe. Ti "goli singulariteti" bili bi mjesta gdje se opća relativnost raspada, ali bi istovremeno bila vidljiva ostatku svemira.
Smatra se kako bi to bila jako loša stvar jer bi pretstavljalo objekt koji se urušio u beskarajnu gustoću, stanje koje dovodi do raspada zakona fizike, a opet i dalje postoji. To bi značilo kako svemir više nije predvidljiv jer fizika je poput pažljivo izvezene tapiserije.
Ako jedan zakon prestane važiti, isto će se dogoditi i svim ostalima. I stvarno, Einsteinovo najveće postignuće nije bilo u dokazivanju kako Newton nije bio u pravu, već da je njegov klasični model svemira bio posebni slučaj unutar novog modela kojeg je formulirao Einstein.
Goli singularitet bio bi kao da uzmemo cijelu fiziku i jednostavno je bacimo u smeće. Ne bi više imali opće objašnjenje o tome kako stvarnost radi. Fizičari bi, kako bi mogli objasniti svemir, morali ponovo otkrivati nešto skroz drugo, poput kvantne gravitacije.
"Što bolji postanemo u simulaciji Einsteinovee teorije gravitacije u višim dimenzijama, lakše će nam biti da pomognemo s naprednim novim tehnikama računanja. Probijamo granice onoga što se može napraviti na računalu kada je u pitanju Einsteinova teorija", kaže doktorand Saran Tunyasuvunakool.
"Ali ako kozmička cenzura ne bude postojala na višim dimenzijama, onda ćemo možda trebati pogledati što je tako posebno u vezi četvreodimenzionalnog svemira da baš tu postoji".
