Một lỗ đen có thể tồn tại?

Năm 1939, Robert Oppenheimer và những người khác đã kết luận rằng một ngôi sao neutron nào đó có thể sụp đổ thành các lỗ đen và không có định luật vật lý nào được biết sẽ can thiệp. Theo như tôi có thể nói, không có dữ liệu quan sát nào cho thấy một chân trời sự kiện của lỗ đen tồn tại.

Giả sử rằng một lỗ đen với một chân trời sự kiện tồn tại, thì có tất cả các loại toán học giải thích những gì được quan sát bên ngoài, tiếp cận chân trời sự kiện. Nó có thể được giải thích những gì một người quan sát không hoàn hảo nhìn thấy khi họ tiếp cận chân trời sự kiện. Tuy nhiên, điều gì xảy ra khi một người quan sát không hoàn hảo vượt qua chân trời sự kiện, kết quả là một sự phi lý toán học, trong đó người quan sát sẽ quan sát vũ trụ bên ngoài chân trời sự kiện vượt ra ngoài "sự kết thúc của thời gian".

Dường như đi qua một chân trời sự kiện là vô lý về mặt toán học như một vật thể có khối lượng khác không đạt tới và vượt qua tốc độ ánh sáng, vì nó sẽ đòi hỏi nhiều hơn năng lượng vô hạn ở phía sau, hoặc hơn một lượng thời gian vô hạn trước đây.

Vì vậy, một chân trời sự kiện thậm chí có thể "tồn tại" ở nơi đầu tiên, nếu "tồn tại" có nghĩa là trong giới hạn của bất kỳ thời điểm nào sau vụ nổ lớn và trước một lượng thời gian vô hạn từ bất kỳ điểm nào trong vũ trụ.

Dường như sự tồn tại của các lỗ đen dường như được chấp nhận tốt, tuy nhiên nhanh hơn so với du hành ánh sáng không theo sự hiểu biết hiện tại về vật lý của thuyết tương đối.

Có là bằng chứng cho thấy cả lỗ đen và những chân trời sự kiện của họ tồn tại.

$>3M_{\odot}$$>5M_{\odot}$

$4.4\times10^{6}M_{\odot}$

Bằng chứng cho các chân trời sự kiện là hoàn cảnh hơn, nhưng không vắng mặt. Trong mọi trường hợp, sự vắng mặt của bằng chứng sẽ không phải là bằng chứng của sự vắng mặt - chân trời sự kiện rất khó để chứng minh; chúng nhỏ và xa, với chữ ký quan sát khó nắm bắt. Việc thiếu một chân trời sự kiện chỉ có thể được điều chỉnh bằng cách phát minh ra thứ gì đó còn kỳ quái hơn cả một lỗ đen.

Đối số hấp dẫn nhất cho một chân trời sự kiện được tìm thấy trong các nguồn tích lũy từ môi trường xung quanh, trong hệ thống nhị phân hoặc tại trung tâm của các thiên hà (xem Narayan & McClintock 2008; đọc phần 4) . Trong một số trường hợp, dòng chảy bồi tụ có thể trở nên kém hiệu quả (tối), trong trường hợp đó, người ta kỳ vọng rằng nếu dòng chảy bồi tụ đạt đến "bề mặt", nó sẽ tỏa ra động năng mạnh mẽ khi nó nóng lên khi va chạm. Mặt khác, một chân trời sự kiện lỗ đen có thể nuốt trôi những dòng chảy như vậy mà không có dấu vết. Dự đoán là, ở trạng thái thấp, các chất tích tụ lỗ đen thoáng qua sẽ kém sáng hơn nhiều so với các sao neutron của chúng và đây là thứ được tìm thấy (theo hệ số 100).

Bằng chứng khác là các nhị phân sao neutron không hoạt động cho thấy sự phát xạ nhiệt, nóng, được cho là từ bề mặt sao neutron. Không ai đã được nhìn thấy từ các nhị phân lỗ đen. Các vụ nổ tia X loại I được nhìn thấy trong các nhị phân sao neutron, gây ra bởi sự tích tụ vật chất và sự đánh lửa hạt nhân sau đó trên bề mặt của chúng. Các ứng cử viên lỗ đen không hiển thị những vụ nổ. Tốc độ bồi tụ vào lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Thiên hà sẽ tạo ra bức xạ nhiệt ở bất kỳ "bề mặt" nào có thể nhìn thấy được ở phần hồng ngoại của quang phổ. Không có phát hiện như vậy đã được thực hiện.

Tất cả những quan sát này được giải thích tốt nhất nếu lỗ đen không có bề mặt và chỉ đơn giản là có thể làm cho năng lượng được tích lũy "biến mất" bên trong chân trời sự kiện của nó. Narayan & McClintock kết luận rằng những dòng bằng chứng này là "không thấm đối với các phản vật chất gọi trọng lực mạnh hoặc các ngôi sao kỳ lạ".

Vì câu hỏi này đã được hỏi, chúng tôi đã quan sát bóng của một lỗ đen và đĩa bồi tụ của nó , và nó hành xử theo cách các mô hình của chúng tôi dự đoán .

Như vậy, dường như các lỗ đen và chân trời sự kiện của chúng tồn tại.