Viiemõõtmeline rõngakujuline must auk võib üldrelatiivsusteooria „kokku jooksutada“

Meile meeldib mõelda, et ainelist maailmakõiksust juhivad muutumatud reeglid, kuid võimalik, et need reeglid polegi nii vankumatud, kui arvame. Rühm Cambridge’i ülikooli füüsikuid on raalmudelite abil näidanud, et viiemõõtmeline rõngakujuline must auk võib Einsteini üldrelatiivsusteooriat rikkuda, tekitades nn alasti singulaarsuse, milles teooriat toetavad võrrandid muutuvad kasutuskõlbmatuteks.

Ehkki üldrelatiivsusteooria pole palju vanem kui sada aastat, kujutab see endast võtit universumi äärmiselt elementaarse olemuse mõistmiseks. See ütleb meile, et gravitatsioon on aegruumi kontiinuumi moonutus ning võimaldab hinnata universumi vanust ja teha oletusi selle ehituse kohta. Ilma selleta poleks olemas usaldusväärseid satelliitnavigeerimissüsteeme nagu GPS, vahendab Gizmag.

Küll aga ei kehti üldrelatiivsus kõikjal. Näiteks mustas augus lagunevad aeg ja ruum, ühinedes lõpmatu massi ja piiramatu energiaga nn singulaarsuseks. Mustades aukudes saavad otsa aeg, ruum, aine ja loodusseadused. Kõik, mis neisse siseneb, jääb sinna igaveseks — kui seda üldse enam olemas on.

Selline perspektiiv põhjustab ilmselt paljudele füüsikutele unetuid öid, kuid nad võivad end lohutada tõsiasjaga, et tehniliselt võttes ei eksisteeri mustad augud meie universumis, vaid n-ö redigeeritakse meie tegelikkusest kosmilise tsensuuri korras välja.

Teisisõnu — ehkki mustad augud võivad kõikteadliku vaatleja seisukohast olemas olla ja kuigi teadus nende olemasolu üldiselt võimalikuks peab, ei saa me nende eksisteerimist tegelikult tõendada, sest meil pole võimalik neid vaadelda.

Selles on süüdi musta auku ümbritsev nn sündmushorisont (ingl event horizon) — piirkond, kus gravitatsioonijõu tõmme on nii tugev, et püüab kinni isegi valguse. See tähendab, et sisuliselt on must auk meie universumist eraldatud — kuni miski, isegi mitte valgus, sellest väljuda ei saa, ei laeku selle kohta meie universumisse mitte mingisuguseid andmeid. See on tegelikkusest „välja näpistatud“.

Taoline „kosmiline tsensuur“ tähendab, et ehkki musta augu sees kaotavad loodusseadused kehtivuse, pole sellest lugu, kuna auk ise jääb sündmushorisondi piiri taha ning igas praktilises mõttes polegi musti auke olemas.

See oleks lohutav teadmine, kui välja arvata tõsiasi, et üldrelatiivsusteooria ei ütle, kui palju dimensioone võib olemas olla. Meie aegruumi kontiinuum koosneb neljast mõõtmest ehk dimensioonist — pikkusest, kõrgusest, laiusest ja ajast.

Stringiteooria ja muud teoreetilise füüsika harud väidavad aga, et mõõtmeid võib olla kuni 11 ja et mõned neist võivad eksisteerida väga suurtes, suisa kosmilistes mõõtkavades, teised aga kujuteldamatult väikeses kvant-mõõtkavas, mida meil on võimalik kogeda vaid kaudselt.

Cambridge’i ülikooli töörühm koostöös Londoni Kuninganna Mary ülikooli teadlastega matkis superraalil COSMOS viiemõõtmelises universumis eksisteeriva hüpoteetilise musta augu käitumist. Rohkemamõõtmeliste mustade aukude olemasolu on kahtlustatud juba alates 2002. aastast, kuid töörühma kinnitusel on see esimene kord, mil taolist objekti on superraalis mudeldatud ja niiviisi selle dünaamikat uuritud.