Наука

Нова теорија открива што има во центарот на црната дупка, не е она што научниците досега го мислеа

Внатрешноста на црната дупка, скриена зад хоризонтот на настани, е сè уште целосно непозната.

Хоризонтот на настани е граница зад која дури ни светлината не може да избега, што го оневозможува директно набљудување на она што се случува внатре. Во учебниците, сингуларноста, центарот на црната дупка, е едноставно прикажана како точка со нулта димензија и бесконечна густина.

Сепак, нов научен труд, кој наскоро ќе биде објавен во списанието Physical Review D, сугерира дека таквото гледиште е погрешно, пишува ScienceAlert.

Теоретските физичари Ендру Џ. С. Хамилтон од Универзитетот во Колорадо, Болдер, и Тајлер Мекмејкен од Универзитетот во Мери ја презентираат тезата дека сингуларноста е всушност рамна, тридимензионална површина.

„На шега им кажувам на студентите дека црните дупки секогаш ја побиваат мојата интуиција“, изјави Хамилтон за ScienceAlert.

„Да, тоа беше изненадување. Во исто време, објасни зошто сингуларноста на Шварцшилд изгледа рамно.“

Од точка до прстен

Внатре во црна дупка, просторот се урива кон сингуларност со брзина поголема од светлината. До 1930-тите, физичарите ја замислувале оваа сингуларност како точка.

Сликата почнала да се менува во 1960-тите, кога студиите за ротирачката црна дупка на Кер откриле дека центрифугалната одбивање го забавува колапсот.

Резултатот е сингуларност во облик на прстен, а не точка. Сепак, за црната дупка на Шварцшилд, која не ротира, теоријата на точкеста сингуларност сè уште преовладувала. Тој модел останал присутен бидејќи е лесен за визуелизација, учење и разбирање.

Мислен експеримент

Сепак, Хамилтон почнал да се сомнева пред неколку децении дека точкестиот модел не ја опишува правилно физиката на црната дупка на Шварцшилд. Неговите сомнежи биле поттикнати од студентски прашања на воведен курс по астрономија во 1998 година. Потоа создал визуелизации на паѓање во црна дупка според општата теорија на релативност, а резултатот бил - површина.

„Го пријавив она што го видов, но не се обидов да го објаснам бидејќи не разбирав“, рече тој. „Очигледно бевме воздржани. Патот до разбирање траел со децении.“

Хамилтон сфатил дека одговорот лежи во мисловен експеримент што ги следи двајцата набљудувачи додека паѓаат во истата црна дупка од спротивни насоки. Прашањето било едноставно: каде би завршиле? Ако сингуларноста е точка, двајцата набљудувачи би морале да стигнат на истото место. Но, научниците Хамилтон и Мекмејкен покажуваат дека ова никогаш не може да се случи според општата релативност. Како што набљудувачите паѓаат, закривеноста на време-просторот на црната дупка спречува светлината или кој било друг сигнал да патува меѓу нив. Тие стануваат трајно причински одвоени, што значи дека едниот не може да влијае на другиот или да знае ништо за неговите последни моменти.

Хамилтон и Мекмејкен истакнуваат дека набљудувачите не можат да се сретнат во истиот простор-временски настан ако повеќе не можат да разменуваат информации пред да ја достигнат сингуларноста. Оваа контрадикција исчезнува ако сингуларноста е тридимензионална просторна површина на која секој набљудувач пристигнува на различна локација.

Или, како што Хамилтон го кажа тоа во 2010 година: „Сингуларноста не е точка. Напротив, таа е тридимензионална просторна граница на која општата релативност извршува самоубиство.“

Импликации за квантната гравитација

Овој труд не е само за црните дупки на Шварцшилд. Прстенските сингуларности на Керовите црни дупки долго време се сметаа за фундаментално различни, но можеби двата типа не се толку различни. Авторите наведуваат дека реалистичната Керова црна дупка би се срушила во просторна површина на сингуларност на својот внатрешен хоризонт. Ова би ја направило нејзината сингуларност послична на онаа на Шварцшилдовата црна дупка отколку што ја прикажуваат класичните учебници.

Ова значи дека ова истражување би можело фундаментално да го промени начинот на кој физичарите размислуваат за сингуларностите. Ако Шварцшилдовата сингуларност е површина, а не точка, математичката рамка во која општата релативност престанува да важи се менува. Ова исто така ја менува почетната точка за секоја идна теорија за квантната гравитација.

„Квантната гравитација е ГЛАВНО прашање во теоретската физика, а сингуларните површини на црните дупки се местото каде што се случува квантната гравитација во нашиот универзум“, објасни Хамилтон.

„Голем дел од литературата за квантната гравитација е апстрактна и исклучена од реалноста. Би сакале да видиме како научната заедница се развива во пореални насоки.“

Квантната гравитација е долго барана теорија која треба да ја обедини Ајнштајновата општа релативност, која ја опишува гравитацијата на космичко ниво, со квантната механика, која го регулира атомскиот и субатомскиот свет. Двете теории функционираат одлично одделно, но стануваат математички некомпатибилни под екстремни услови во црна дупка.

„Високоградната цел на модерната теоретска физика е одржлива теорија за квантната гравитација. Сè уште не сме таму“, рече Хамилтон. „Се надеваме дека ќе постигнеме напредок со истражување каде квантната гравитација мора да се манифестира.“

Истражувањето е прифатено за објавување во списанието Physical Review D.

Тагови: научници црна дупка

Крадењето авторски текстови е казниво со закон. Преземањето на авторски содржини (текстови) од оваа страница е дозволено само делумно и со ставање хиперлинк до содржината што се цитира.

Македонија

Марјан Ѓорчев и Абдулади Вејсели во „Само вистина“

Вечерва во „Само вистина“ гости ќе бидат Марјан Ѓорчев и Абдулади Вејсели.

Крадењето авторски текстови е казниво со закон. Преземањето на авторски содржини (текстови) од оваа страница е дозволено само делумно и со ставање хиперлинк до содржината што се цитира.

Македонија

Јон Фрчкоски на „Кавга со Иван“

Вечерва, во оригиналното шоу „На кавга со Иван“ ќе гостува Јон Фрчкоски

Крадењето авторски текстови е казниво со закон. Преземањето на авторски содржини (текстови) од оваа страница е дозволено само делумно и со ставање хиперлинк до содржината што се цитира.

Здравје

Зимско или летно сметање на времето?

Научниците откриваат кое е подобро за здравјето

Додека се расправа за укинување на сезонското менување на времето, се поставува клучно прашање: кој временски стандард треба трајно да се усвои – летното сметање на времето или зимското? Нова канадска анализа заклучува дека за здравјето подобар избор е зимското сметање на времето бидејќи порано овозможува пристап до утринска светлина, пренесува ScienceAlert.

Усвојувањето на трајно летно сметање на времето би обезбедило подолги вечери, но истовремено би го одложило изгрејсонцето во зима за еден час. Тоа значи дека луѓето што стануваат рано за работа или училиште би поминале поголем дел од утрото во темнина.

Психијатарот Рејмонд Лам од Универзитетот во Британска Колумбија и неговите колеги ги процениле здравствените последици од трајното летно сметање на времето наспроти трајното зимско време. Нивната анализа ги вклучува постојните истражувања за биолошките ритми, сонот, расположението и економските влијанија, а исто така ги проучува и искуствата на земјите што веќе вовеле трајно сметање на времето.

Влијание врз биолошкиот часовник

Главниот биолошки часовник во мозокот ги регулира сонот, будноста и другите телесни функции; за да функционира правилно, потребна му е секојдневна синхронизација со денот. Утринската светлина помага да се помести кон порано време, додека вечерната светлина го поместува кон подоцнежно време.

Еден од авторите на студијата, Ралф Мистлбергер од Универзитетот „Сајмон Фрејзер“, го објаснува ова преку едноставна аналогија: „Тоа е како да имате рачен часовник што доцни десет минути секој ден, па секое утро мора да го поместите напред.“

Со помалку утринска светлина, ритамот на спиење може да се помести кон подоцнежно будење, додека обврските како училиште и работа и понатаму почнуваат во исто време. Па, будењето навреме често резултира со кратко спиење. Разликата помеѓу биолошкиот часовник и општествениот распоред, се поврзува со полошо физичко и ментално здравје.

На пример, во Торонто, со зимското сметање на времето сонцето би изгревало во 7:51 часот наутро на почетокот на јануари, додека со летното сметање на времето тоа би се случило дури во 8:51 часот. Жител што се буди во 7:00 часот би станал пред изгрејсонце и во двата случаја, но со зимското сметање на времето, денот всушност би започнал еден час порано.

Искуства и ризици

Истражувачите, исто така, анализирале географски податоци. Студиите покажуваат дека луѓето што живеат на западниот раб од нивната временска зона - каде што сонцето изгрева подоцна – во просек спијат помалку и имаат полоши здравствени и економски исходи. Иако овие асоцијации не докажуваат директна причинско-последична врска, тие сугерираат негативно влијание поврзано со подоцнежното изгрејсонце.

Исто така се разгледувало и сезонското афективно нарушување - форма на депресија што често се јавува во зима. Едно водечко објаснување е дека биолошкиот часовник заостанува поради доцнење на утринската светлина. Додека терапијата со јака утринска светлина помага да се помести биолошкиот часовник на порано време, подоцнежното изгрејсонце има сосема спротивен ефект.

Тинејџерите и младите лица може да бидат особено ранливи, бидејќи нивниот биолошки часовник природно се поместува кон подоцнежно будење во оваа фаза од животот.

И покрај ризиците, некои региони веќе се одлучија за трајно летно сметање на времето. Британска Колумбија, Алберта и Северозападните Територии во Канада повеќе нема да ги поместуваат часовниците во ноември. Во САД, Претставничкиот дом во јули усвои предлог-закон за трајно летно сметање на времето, кој во моментов чека одлука од Сенатот.

Сепак, историјата покажува дека таквите одлуки не се секогаш долготрајни. САД воведоа летно сметање на времето во 1974 година, но после една година се откажаа од него поради грижата за децата кои патуваат на училиште во темница. Русија го повлече истиот потег во 2014 г. откако во 2011 г. беше воведено летно сметање на времето во текот на цела година.

Препораки од научниците

Авторите на студијата, објавена во списанието *Canadian Medical Association Journal*, се свесни дека трајно зимско сметање на времето резултира со порано заоѓање на сонцето во текот на зимата, додека многу раното изгрејсонце во лето би можело прерано да буди некои луѓе. Сепак, тие истакнуваат дека поголем дел од доказите одат во прилог на стандардното време како поздрава опција.

Нивната примарна препорака е усвојување на трајно зимско сметање на времето. Доколку властите сепак одлучат трајно да воведат летно сметање на времето, научниците советуваат воведување мерки за ублажување на последиците.

Овие мерки вклучуваат можност за подоцнежно почнување на наставата и работниот ден, подобрено изложување на силна светлина во затворени простории во утринските часови, како и следење на показателите како што се проблемите со спиењето, зимската депресија и бројот на сообраќајни несреќи.

Крадењето авторски текстови е казниво со закон. Преземањето на авторски содржини (текстови) од оваа страница е дозволено само делумно и со ставање хиперлинк до содржината што се цитира.