Учени: Черните дупки могат да се разделят на две

Черните дупки може да притежават способността да се разделят на две, подобно на делящи се клетки. До този извод достигна международен екип физици, които откриха теоретична възможност за подобен процес при изключително бързо въртящи се черни дупки, съобщава научнопопулярното издание Futurism.

Изследването е публикувано в научното списание Physical Review D и е дело на учени от Университета на Южна Дания, Университета „Федерико II“ в Неапол и френския Национален център за научни изследвания (CNRS).

Досега учените са наблюдавали как две черни дупки се сблъскват и сливат в една по-голяма. Обратният процес обаче – разделянето на една черна дупка на две по-малки – се смята за изключително малко вероятен заради фундаменталните закони на термодинамиката.

Основната пречка е свързана с ентропията – физична величина, която характеризира броя на възможните микроскопични състояния на една система. При разделянето на обикновена, невъртяща се черна дупка общата ентропия би намаляла, което противоречи на очакваното поведение на подобни системи.

Новите изчисления обаче показват, че ситуацията може да бъде различна при черни дупки, които се въртят с почти максималната скорост, допустима според законите на физиката.

„В нашето изследване проучваме кои физични закони обикновено възпрепятстват разделянето на черна дупка на две. Изследваме също дали определени обстоятелства биха позволили подобно разделяне“, обяснява професор Франческо Санино, един от авторите на проучването.

Според учените екстремното въртене може да създаде своеобразна пролука в ограниченията, които обикновено правят разделянето невъзможно. За да се осъществи процесът обаче, двете новообразувани черни дупки трябва да успеят да се отдалечат достатъчно една от друга, вместо незабавно да се слеят отново.

Това допълнително условие значително ограничава възможните сценарии.

„Когато включим това изискване, възможностите отново почти изчезват, с изключение на черни дупки, които се въртят близо до максимално допустимата скорост“, посочва Санино.

Любопитна особеност на теорията е формата, която би придобил хоризонтът на събитията – границата, отвъд която дори светлината не може да избяга от гравитацията на черната дупка.

Ако разделянето действително се случи, проследена през пространството и времето, тази граница би наподобявала панталон с два крачола. Една обща структура постепенно би се разделила на две отделни части, всяка от които съответства на новообразувана черна дупка.

Именно тази необичайна геометрия дава името на научното изследване – „When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies“.

Учените са разгледали и по-екзотични теоретични модели, които допускат съществуването на допълнителни пространствени измерения. При определени условия в тях разделянето на подобни обекти може дори да бъде термодинамично благоприятно, особено когато едната новообразувана черна дупка е значително по-малка от другата.

Това обаче не означава, че подобен процес непременно се случва в реалната Вселена.

Изследователите предполагат, че малките първични черни дупки, които според някои теории биха могли да са възникнали скоро след Големия взрив, са по-подходящи кандидати за подобно разделяне от огромните черни дупки, образувани при колапса на звезди.

Един от възможните начини за откриване на явлението е чрез наблюдения с гама-телескопи като Fermi-LAT. Те биха могли да регистрират косвени сигнали от миниатюрни фрагменти на черни дупки, възникнали при екстремни космически процеси.

Засега учените не могат да определят вероятността за подобно събитие.

„Все още не можем да посочим конкретна вероятност черна дупка да се раздели. Това зависи от поведението на гравитацията отвъд теорията на Айнщайн и работим върху количествената оценка на тази възможност“, обяснява Франческо Санино.

Изследването, публикувано на 22 октомври 2026 г., предлага нов теоретичен поглед към поведението на черните дупки и границите на познатите физични закони. Дали подобно разделяне действително се случва във Вселената, предстои да бъде установено чрез бъдещи наблюдения.

Прочети цялата публикация