3.6. Что происходит внутри черной дыры?

Первые попытки теоретически описать то, что происходит внутри черной дыры Шварцшильда, относятся к концу 70-х годов. Представление о ЧД как о мембране, абсолютно справедливое для внешнего наблюдателя, в современной общей теории относительности (ОТО) считается непригодным для наблюдателя, проникающего в ЧД через ее горизонт событий, т. е. для внутреннего наблюдателя.

При этом ОТО исходит из решений уравнений Эйнштейна, продолженных внутрь черной дыры. Популярное описание различных известных решений можно найти в [Kaufman, 1977], где обсуждаются крайне экзотические их особенности - интригующая внутренняя структура ЧД, центральная сингулярность, связь с бесконечно удаленными во времени состояниями нашей Вселенной и даже с другими вселенными.

6 Температура излучения Хокинга Тн = (h/2nck)8 совпадает с температурой Унру Ти = (h/2nck)a, где а -

эффективное ускорение, создаваемое полем поверхностного гравитационного заряда. Иными словами, именно

этим зарядом определяется напряженность гравитационного поля.

7 Отметим, что энтропия, например, Солнца на 20 порядков меньше, чем энтропия черной дыры с такой же массой.

Этот факт объясняют тем, что при образовании черной дыры вся информация о ее структуре полностью

утрачивается внешним наблюдателем (см. [Bekenstein, 2003]).

3.

Все эти решения принципиально основываются на сохранении в произвольной внутренней точке ЧД зависимости решения от расстояния до ее центра. Вследствие этого возникают некоторые фундаментальные проблемы (см. [Новиков и Фролов, 2001]). Во-первых, в решении обязательно возникает начальная сингулярность внутри черной дыры (это отчасти напоминает сингулярность для гравитационного или электростатического потенциала точечного заряда в классической физике):

Вблизи от этой сингулярности, где кривизна пространства-времени приближается к планковской величине, общая теория относительности неприменима... , поэтому обсуждение физики в этой области было бы в высшей степени умозрительным [Новиков и Фролов, 2001]

Во-вторых, возникают парадоксы, связанные с направлением течения времени и причинностью. Оказывается, например, что:

... положение горизонта [событий] и его расширение до пересечения с [падающей на ЧД тонкой материальной] оболочкой зависят от событий в будущем (коллапса массивной оболочки)... Это поведение выглядит так, как если бы мембрана дыры жила во времени, которое течет в противоположном направлении: из будущего в прошлое.

... внутренняя структура типичной вращающейся черной дыры ... решающим образом зависит от условий на горизонте событий в очень удаленном будущем внешнего наблюдателя, ... например, от конечного состояния испарения черной дыры, от возможных столкновений черной дыры с другими черными дырами и от судьбы самой Вселенной. Ясно, что теоретики чувствуют себя весьма неуютно в таких обстоятельствах... [Новиков и Фролов, 2001].