Schwarzes Loch Kerne möglicherweise nicht unendlich dichten

(ISNS)--die Kerne von schwarzen Löchern können nicht halten Punkte von unendlicher Dichte wie derzeit Gedanken, aber Portale an anderer Stelle im Universum, theoretische Physiker sagen.

Ein schwarzes Loch besitzt ein Gravitationsfeld so mächtig, dass nicht einmal Licht entkommen kann. Ein schwarzes Loch bildet in der Regel nach ein Stern stirbt in einer titanischen Explosion einer Supernova, die die verbleibenden Kern in dichten Klumpen zerkleinert genannt.

Ein zum Verrücktwerden Enigma eine Singularität – eine Region von unendlicher Dichte--genannt ist das Herzstück jedes schwarze Loch nach der allgemeinen Relativitätstheorie, die moderne Theorie der Schwerkraft. Der unendliche Natur von Singularitäten bedeutet, dass der Raum und Zeit, wie wir wissen, dass sie aufhören zu existieren.

Wissenschaftler haben lange gesucht, Möglichkeiten, den völligen Zusammenbruch von den bekannten Gesetzen der Physik, hervorgerufen durch Singularitäten zu vermeiden. Jetzt Forscher vermuten, dass die Zentren der schwarzen Löcher Singularitäten schließlich nicht halten können.

Diese neuen Erkenntnisse basieren auf Schleifen-Quantengravitation, eines der führenden Theorien versuchen, Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie in einer einzigen Theorie zu vereinen, die alle Kräfte des Universums erklären kann. In Schleifen-Quantengravitation, die vier Dimensionen der Raumzeit sind bestehend aus Netzwerken von sich kreuzenden Schleifen – Wellen des Gravitationsfeldes.

Forscher angewendet Loop-Quantengravitation, das einfachste Modell des Schwarzen Lochs – eine sphärische, ungeladenen, nicht rotierenden Körper, bekannt als Schwarzschild schwarzes Loch.

"Wir auf verschiedene Aspekte der kugelförmige Modelle jahrelang gesucht haben", sagte Forscher Jorge Pullin, ein theoretischer Physiker an der Louisiana State University in Baton Rouge. "Wir mögen sie, weil sie an der Grenze des Machbaren in Schleifen-Quantengravitation heute sind – ein bisschen komplizierter als die Kosmologien, die in den letzten zehn Jahren untersucht, aber nicht so kompliziert wie unlösbar geworden. Ein "aha" Moment war, als wir merkten, dass wir eine wesentliche Vereinfachung der Gleichungen des Modells durchführen können. "

Statt eine Singularität fanden sie das Zentrum dieses schwarze Loch nur statt eine Region der stark gekrümmten Raumzeit.

"Dies ist eine saubere Behandlung was geschieht, in ein schwarzes Loch, mit einer Quantentheorie der Gravitation," sagte theoretischer Physiker Carlo Rovelli Universität Aix-Marseille in Marseille, Frankreich, die nicht an dieser Studie teilgenommen habe. "Es hat lange erwartet worden, dass die Singularitäten in den Zentren der schwarzen Löcher sind durch Quantengravitation geheilt, und dies ist die Schlussfolgerung, die diese Arbeit unterstützt."

Theoretische Physiker hatten zuvor gezeigt, dass mit Schleifen-Quantengravitation, die Singularität beseitigen könnte, die frühere Forschung vorgeschlagen mit dem Urknall existierte. Statt hervorgegangen aus einem Punkt unendlicher Dichte, schlug ihre Arbeit den Kosmos geboren wurde von einer großen "Bounce","nach außen erweitert, nachdem ein vorheriger Universum zusammengebrochen.

"Vielleicht in der Zukunft gezeigt werden kann, dass alle Singularitäten der Theorie entfernt werden," sagte Pullin.

Genauso wie Schleifen-Quantengravitation die Singularität bei dem Urknall durch eine Brücke in ein anderes Universum ersetzt, ersetzen diese neuen Erkenntnisse jede Singularität in schwarze Löcher mit "eine Brücke in eine andere Region in der Zukunft unseres Universums" Pullin sagte. Obwohl frühere Studien auch vorgeschlagene schwarze Löcher solcher Brücken hegte, hatte Forscher geglaubt, die Singularitäten in den schwarzen Löchern verhindert keine Möglichkeit, diese Brücken überqueren.

"Ich denke, dass dies zeigt, dass Schleifen-Quantengravitation sehr vital und sprudelnden ist und weiterhin spannende neue Ergebnisse und neue Ideen zu produzieren", sagte Rovelli.

Pullin, betonte, dass sie ein sehr einfaches Modell in dieser Studie, bestehend aus nur stark gekrümmten Raumzeit ohne dass die eigentliche Materie gefunden in echten schwarzen Löchern verwendet. Die Modelle für die Studie wurden auch genau sphärisch symmetrisch, anders als viele schwarze Löcher, die drehen und somit ihre Oberflächen unterschiedlich. Zu guter Letzt in ihrem Modell das schwarze Loch gab es immer und wird immer da sein – in Wirklichkeit bilden schwarze Löcher in der Regel nach dem Zusammenbruch von Sternen und sollte einen Tag verdunsten entfernt haben sie nicht mehr Materie oder Energie verschlingen.

"Hinzufügen von Materie und haben ein schwarzes Loch, das sich entwickelt ist unser nächstes Ziel sind", sagte Pullin.

Musik und sein Kollege Rodolfo Gambini detailliert ihre Ergebnisse online-23 Mai in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Charles Q. Choi ist ein freier Wissenschaftsjournalist mit Sitz in New York City, der für die New York Times, Scientific American, Wired, Wissenschaft, Natur und viele andere Nachrichtenagenturen geschrieben hat.

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