Квантовая механика заменила сингулярность чёрной дыры «началом» белой дыры

19.03.2025 18:26:00 | iXBT.com

Наше понимание чёрных дыр, времени и тёмной энергии, доминирующей во Вселенной, может быть пересмотрено благодаря новому исследованию учёных из Университета Шеффилда. Работа предлагает альтернативу традиционным представлениям о сингулярностях и их роли в структуре пространства-времени.

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, любой объект, попавший в чёрную дыру, неизбежно достигает сингулярности, а законы физики перестают работать. Однако новое исследование, основанное на квантовой механике, предполагает, что сингулярность может не быть концом, а скорее «началом», открывающим переход в гипотетическую белую дыру — объект, выбрасывающий материю, энергию и время обратно во Вселенную.

Иллюстрация: Philip Drury, University of Sheffield

Учёные использовали упрощённую модель — «плоскую чёрную дыру», чья граница представляет собой двумерную плоскость, а не сферу. Расчёты показали, что сингулярность заменяется областью интенсивных квантовых флуктуаций — крошечных колебаний энергии в пространстве, — где время и пространство не обрываются, а трансформируются в новую фазу. «В квантовой механике время не может завершиться, так как системы постоянно эволюционируют», — пояснил соавтор исследования доктор Штеффен Гилен.

Ключевым элементом работы стала связь времени с тёмной энергией — силой, ответственной за ускоряющееся расширение Вселенной. По словам учёных, время «измеряется» тёмной энергией. Это положение позволило переосмыслить процессы внутри чёрных дыр и предположить, что за сингулярностью скрывается белая дыра, где время не заканчивается, а начинает течь заново. «Гипотетический наблюдатель, преодолев сингулярность, мог бы оказаться по ту сторону белой дыры», — отметил Гилен, подчеркнув, что речь пока идёт о теоретической возможности.

Исследование также предлагает свежий взгляд на объединение гравитации и квантовой механики — одну из главных нерешённых задач современной физики. Если гипотеза подтвердится, то это проложит путь к новой фундаментальной теории, способной объяснить природу тёмной энергии, сингулярностей и саму структуру пространства-времени.

Хотя непосредственные экспериментальные подтверждения пока что недостижимы, исследование открывает перспективы для дальнейшего изучения взаимосвязи времени, тёмной энергии и квантовой гравитации. В ближайшие годы учёные планируют проверить, применима ли предложенная модель к классическим сферическим чёрным дырам, а также углубиться в анализ роли тёмной энергии как «часов» Вселенной. Эти усилия могут изменить учебники по астрофизике и приблизить к разгадке одной из величайших тайн космоса — природы самого времени.

Подробнее