Ці дивні теоретичні викривлення часопростору виявили фізики. Топологічні солітони можуть ховатися по всьому Всесвіту, а якби їх виявили фактично, це просунуло б уперед наше розуміння квантової фізики. Про все це мовиться у новому дослідженні, опублікованому у Physical Review D.
Також цікаво Українська міксологія: яка вона на смак і чому нею захоплюється весь світ
Викривлення часопростору можуть маскуватися під чорні діри
Відверто кажучи, чорні діри достатньо розчарували любителів космосу, коли їхня природа стала більш-менш зрозумілою. Загальна теорія відносності Ейнштейна передбачила їхнє існування, астрономи знають, як вони утворюються, і як працюють:
- Масивна зірка руйнується під власною вагою, а гравітація продовжує притягувати все, доки вся речовина зорі не стиснеться в нескінченно крихітну точку – сингулярність.
- Навколо неї розташований горизонт подій, невидима межа, яка позначає край чорної діри. Все, що перетинає горизонт подій, ніколи не зможе звідти вибратися.
Але головна проблема в тому, що точки з нескінченною щільністю не можуть існувати. Тобто, ми розуміємо, що сингулярність має бути пояснена чимось більш розумним, але ми не знаємо ще, чим саме.
Тут мовиться про надзвичайно сильну гравітацію в надзвичайно малих масштабах – так звану квантову гравітацію. На сьогодні ми не маємо у науці життєздатної квантової теорії гравітації, але – маємо кілька кандидатів.
- Одним із таких є теорія струн – модель, яка припускає, що всі частинки, з яких побудований наш всесвіт, насправді складаються з крихітних вібруючих струн.
- Теорія струн пророкує також існування додаткових вимірів, які згортаються самі в собі на незбагненно малих масштабах – настільки малих, що ми не можемо стверджувати їхнє існування.
Чорна діра здуває матеріал потужними струменями / Зображення ESA
Так от, оце вищезгадане згортання може призвести до появи дуже цікавих об'єктів.
- У новому дослідженні вчені припустили, що тут може мовитися про певні дефекти, подібні до зморшки, яку неможливо вивести з сорочки, скільки б ви її не прасували.
- Такі дефекти були б стабільними, постійними недосконалостями в структурі часопростору – топологічними солітонами. І от вони багато в чому матимуть ознаки вигляду та поведінки чорних дір.
Дослідники вивчали, як поводитимуться промені світла під час проходження поблизу одного з цих солітонів. Вони виявили, що солітони впливають на світло майже так само, як і чорна діра. Світло буде огинати солітони й утворювати стабільні орбітальні кільця, а солітони будуть відкидати тіні.
Але за наближення мімікрія викрилася б. Топологічні солітони не є сингулярностями, тому вони не мають горизонтів подій. Тобто ти міг би підійти до солітона як завгодно близько, і завжди міг би покинути його.
Але як відрізнити справжню чорну діру від викривлення часопростору, яке прикидається чорною дірою? Що ж, на жаль, у нас немає чорних дір, достатньо близьких, щоб можна було в них покопатися. Тож наразі ми можемо покладатися лише на спостереження за далекими об'єктами. Але наука не стоїть на місці. І хто зна...