Կոլորադոյի համալսարանից տեսաբան-ֆիզիկոս Էնդրյու Հեմիլթոնը և Մերիի համալսարանից Թայլեր Մաքմաքենը ցույց են տվել, որ Շվարցշիլդի չպտտվող սև խոռոչի ներսում գտնվող սինգուլյարությունը ոչ թե անսահման խտության կետ է, ինչպես ընդունված է կարծել, այլ հարթ եռաչափ մակերևույթ: Աշխատանքն ընդունվել է հրատարակման Physical Review D ամսագրում:

Ինչպես է փոխվել սինգուլյարության մասին պատկերացումը

Դեռևս 1930-ական թվականներին պարզ սև խոռոչի սինգուլյարությունը պատկերացնում էին որպես կետ, որին ձգվում է ողջ նյութը: 1960-ականներին Կերրի պտտվող սև խոռոչիների համար պարզեցին, որ կենտրոնախույս ուժերը սինգուլյարությունը վերածում են օղակի: Սակայն Շվարցշիլդի սև խոռոչիների համար կետի մոդելը պահպանվում էր որպես հարմար և հասկանալի պատկեր:

Ինչը փոխեց նոր հետազոտությունը

Դեռևս 1998 թվականին Հեմիլթոնը, ուսանողների համար սև խոռոչի մեջ ընկնելու տեսանյութեր (վիզուալիզացիաներ) ստեղծելիս, նկատեց, որ կետի փոխարեն ստացվում է մակերևույթ, բայց այն ժամանակ չկարողացավ բացատրել էֆեկտը: Հանելուկի լուծումը հաջողվեց գտնել՝ հետևելով հակառակ կողմերից նույն սև խոռոչի մեջ ընկնող երկու դիտորդների հետագծերին:

Եթե սինգուլյարությունը լիներ կետ, երկու դիտորդներն էլ պետք է հայտնվեին միևնույն տեղում: Սակայն կորացած տարածություն-ժամանակը թույլ չի տալիս լույսին կամ որևէ այլ ազդանշանի տեղաշարժվել նրանց միջև. նրանք ընդմիշտ կորցնում են պատճառահետևանքային կապը: Դրանից հետևում է, որ նրանք չեն կարող հավաքվել մի կետում: Հակասությունը անհետանում է, եթե սինգուլյարությունը իրենից ներկայացնում է հարթ եռաչափ տարածականանման (space-like) մակերևույթ, որին յուրաքանչյուր դիտորդ հասնում է իր կետում:

Ինչ է սա նշանակում ֆիզիկայի համար

Հեղինակների խոսքով՝ նմանատիպ եզրակացությունը վերաբերում է նաև Կերրի պտտվող սև խոռոչիներին. նրանց օղակաձև սինգուլյարությունը իրատեսական կոլապսի (փլուզման) դեպքում նույնպես վերածվում է տարածականանման մակերևույթի ներքին հորիզոնի վրա:

«Քվանտային գրավիտացիան տեսական ֆիզիկայի կենտրոնական հարցն է, և հենց սև խոռոչիների սինգուլյար մակերևույթների վրա էլ այն տեղի է ունենում մեր Տիեզերքում»,- նշել է Հեմիլթոնը: Եթե Շվարցշիլդի սինգուլյարությունը մակերևույթ է, այլ ոչ թե կետ, դա փոխում է մաթեմատիկական ելակետը ապագա տեսության համար, որը կմիավորի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը քվանտային մեխանիկայի հետ:

Կարճ ասած

Ֆիզիկոսները ցույց են տվել, որ Շվարցշիլդի սև խոռոչի ներսում գտնվող սինգուլյարությունը ոչ թե անսահման խտության կետ է, այլ հարթ եռաչափ մակերևույթ: Նման եզրակացության են հանգել՝ վերլուծելով տարբեր կողմերից սև խոռոչի մեջ ընկնող դիտորդների հետագծերը: Նոր պատկերը փոխում է ընկալումն այն մասին, թե որտեղ է հստակ դրսևորվում քվանտային գրավիտացիան, և կարող է ազդել ապագա տեսությունների վրա: Աշխատանքն ընդունվել է հրատարակման Physical Review D ամսագրում: