Хотя теория относительности Эйнштейна предсказывает, что некоторые черные дыры могут образовываться только из света, физики предполагают, что квантовое явление, называемое "эффектом Швингера", не позволяет этому произойти

Хотя теория относительности Эйнштейна предсказывает, что некоторые черные дыры могут образовываться только из света, физики полагают, что квантовое явление, называемое эффектом Швингера, может предотвратить это. Количество света, необходимое для образования этих объектов, известное как молния Кугеля, вызывает образование пар электронов и позитронов, которые в конечном итоге рассеивают энергию своего источника, предотвращая коллапс света на самого себя и образование черной дыры.

Кугельблитцы — это гипотетические черные дыры, образовавшиеся из энергии света, а не материи. Согласно общей теории относительности, если площадь занимает достаточное количество электромагнитного излучения, высвободившаяся энергия может исказить пространство-время и образовать черную дыру. С этой точки зрения искривление пространства-времени связано только с энергией, а не с массой.

Теоретические исследования черных дыр, образующихся под воздействием света, продолжаются десятилетиями. Например, они изучались в рамках теории космической цензуры, испарения белых дыр, темной материи и даже как движущая сила межзвездных путешествий. Космическая цензура — это гипотеза, утверждающая, что ни один физический процесс не может привести к возникновению «голой сингулярности», области пространства, где гравитационное поле имеет бесконечные значения. Белая дыра — это гипотетический объект, образовавшийся, когда черная дыра «испаряется» в конце своей жизни".

Однако ни одно из предыдущих исследований не учитывало эффекты квантовой механики. Исследователи из Мадридского университета Комплутенсе, Университета Ватерлоо и Института теоретической физики «Периметр» (Канада) говорят, что эти эффекты могут сыграть решающую роль в определении того, сможет ли блиц Кугеля действительно состояться. Они исследовали этот вопрос в новом исследовании, ранее опубликованном на платформе arXiv.

Эффект, применимый в основном к маленьким черным дырам

По мнению авторов нового исследования, образование молний Кугеля маловероятно в нынешних космических условиях, как в естественных, так и в лабораторных условиях (даже с помощью самых мощных лазеров, которые только можно себе представить). Фактически, для формирования гипотетического Кугеля Блица требуется настолько мощное электромагнитное излучение, что оно запускает эффект Швингера.

Обратите внимание: Смена магнитных полюсов Земли может произойти намного быстрее, чем считалось ранее.

Это происходит, когда электромагнитное поле концентрируется на небольшой площади пространства и самопроизвольно образует пары электронов и позитронов (частиц антивещества, соответствующих электронам).

Однако образование этих пар частиц и античастиц монополизирует энергию источника света, находящегося вдали от источника света. Это предотвращает конденсацию света настолько, чтобы образовать черную дыру. Точнее, эффект Швингера постепенно доминирует над образованием электрон-позитронных пар в сильных электромагнитных полях. «Это явление препятствует образованию молний Кугеля, поскольку образующиеся частицы могут рассеиваться за пределы области радиационного коллапса и забирать с собой свою энергию», — объясняют исследователи в своей статье. По их мнению, образование этого эффекта молнии Кугеля можно предотвратить задолго до того, как в структуре начнется процесс гравитационного коллапса, присущий образованию черной дыры.

Исследователи полагают, что это правило в основном касается небольших черных дыр радиусом от 100 000 километров до 10-29 метров (в миллиарды раз меньше протона). Учитывая масштабы, они считают сценарий эффекта Швингера вполне реалистичным.

Единственным возможным исключением могла бы быть ранняя Вселенная, когда пространство-время в целом вело себя совсем иначе, чем сегодня. Эксперты полагают, что эта разница, возможно, способствовала формированию Kugel Blitz. Кроме того, нельзя исключить возможность образования черных дыр в результате роста материи, вызванного светом.

Однако при прохождении горизонта событий этот свет полностью исчезает. Это также означает, что если бы молнии Кугеля действительно образовались в начале Вселенной, их было бы невозможно отличить от обычных черных дыр. Хотя экспериментальное и наблюдательное подтверждение необходимо, такой анализ важен для выявления реалистичных альтернатив причудливым явлениям, предсказанным теорией относительности.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Хотя теория относительности Эйнштейна предсказывает, что некоторые черные дыры могут образовываться только из света, физики предполагают, что квантовое явление, называемое "эффектом Швингера", не позволяет этому произойти.