Умирающая звезда способна породить новую вселенную вместо черной дыры
Ученые нашли точные уравнения для гипотетического «кристалла пространства-времени».
Исследователям впервые удалось получить решения уравнений Эйнштейна. Они описывают, как экзотические «кристаллы пространства-времени» превращаются в микроскопические черные дыры. Ученые сделали эти расчеты без компьютерного моделирования, используя только математические методы.
Согласно общей теории относительности, любая масса искривляет пространство и время. Однако существуют теоретические модели, где пространство-время может образовывать регулярные структуры, напоминающие кристаллическую решетку.
Авторы работы приводят аналогию с переохлажденной водой. Такая вода остается жидкой при температуре ниже нуля, но от малейшего толчка мгновенно превращается в лед. Точно так же кристалл пространства-времени находится в неустойчивом состоянии и реагирует на любые внешние воздействия.
Расчеты показали, что добавление даже очень небольшой порции энергии запускает один из двух возможных сценариев. В первом случае кристаллическая структура просто распадается и становится потоком излучения. Во втором случае происходит гравитационный коллапс, в результате которого рождается микроскопическая черная дыра.
По словам самих ученых, такие черные дыры будут устойчивыми с точки зрения классической физики. При этом из-за своих крошечных размеров они окажутся чрезвычайно горячими. Согласно теории Стивена Хокинга, они быстро испарятся за счет собственного излучения.
Как сообщает Space.com, над исследованием работала международная группа физиков из Венского технического университета и Университета имени Гете во Франкфурте. Результаты опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.
Один из авторов работы Даниэль Грюмиллер из Венского технического университета отмечает, что математические решения оказались на удивление простыми. Они умещаются всего в несколько строк и используют только элементарные функции. Это стало неожиданностью, ведь прежние компьютерные модели требовали тысяч часов вычислительной обработки .
Сам процесс, при котором пространство-время организуется в кристаллическую структуру, называется критическим коллапсом. Еще в 1993 году канадский физик Мэтью Чоптуик впервые продемонстрировал на компьютерных симуляциях возможность такого явления. Однако до сих пор ученые не могли описать этот процесс математически.
Исследователи считают, что подобные состояния могли существовать в ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва. Это означает, что кристаллы пространства-времени способны давать начало так называемым первичным черным дырам — загадочным объектам, которые теоретически могли сформироваться в первые мгновения существования космоса.
Следующим шагом для ученых станет адаптация полученных расчетов к меньшему числу измерений, чтобы они точнее отражали реальное устройство нашей четырехмерной Вселенной. Если астрофизикам удастся подтвердить эту концепцию эмпирическими наблюдениями, это может стать прорывом в понимании того, как рождаются самые загадочные объекты космоса.
Пока существование кристаллов пространства-времени остается лишь гипотезой. Тем не менее новые математические решения помогают лучше понять поведение подобных объектов. Кроме того, эти расчеты могут пригодиться для будущих попыток объединить общую теорию относительности и квантовую физику.
Уважаемые читатели «Царьграда»!
Присоединяйтесь к нам в соцсетях ВКонтакте, Одноклассники, Telegram и Дзен-канале.
