Международная группа исследователей впервые смогла получить точное математическое описание особого состояния пространства-времени, которое возникает непосредственно перед образованием черной дыры. Результаты научной работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Читайте: В Госдуме готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
В центре внимания ученых оказался так называемый критический коллапс — крайне нестабильное состояние системы, находящейся на границе между двумя различными сценариями развития. В одном случае вещество рассеивается, а пространство-время возвращается к обычному состоянию. В другом даже незначительное увеличение энергии становится причиной формирования черной дыры.
Специалисты выяснили, что в этот переходный момент пространство-время может образовывать повторяющиеся структуры. Их особенность заключается в том, что один и тот же рисунок воспроизводится многократно на все более мелких масштабах. По принципу организации такие образования напоминают временные кристаллы, свойства которых повторяются через определенные интервалы времени.
Подобное явление физики впервые заметили еще в 1993 году при проведении компьютерного моделирования. Однако на протяжении более трех десятилетий ученым не удавалось получить точное математическое описание процесса и объяснить механизм его возникновения в рамках существующих теорий.
Авторы нового исследования смогли решить эту задачу. Для этого был применен специальный математический метод, который позволил существенно упростить решение сложных уравнений общей теории относительности. В результате исследователи вывели формулу, описывающую образование необычных структур в пространстве-времени на критической стадии коллапса.
Ученые отмечают, что такие состояния существуют лишь в очень узком диапазоне между рассеянием вещества и образованием черной дыры. Любое, даже минимальное внешнее воздействие способно изменить дальнейшее развитие системы и привести ее к одному из двух возможных исходов.
По мнению авторов работы, полученные результаты помогут глубже изучить механизмы формирования микроскопических и первичных черных дыр. Согласно ряду космологических теорий, подобные объекты могли возникать в первые моменты существования Вселенной после Большого взрыва.
Кроме того, новая математическая модель может оказаться полезной для проверки компьютерных расчетов, используемых при изучении гравитации в экстремальных условиях. Исследователи рассчитывают, что разработанный подход позволит точнее моделировать процессы, происходящие вблизи границы образования черных дыр, и расширит понимание фундаментальных свойств пространства и времени.
Читайте также:
- Новые правила ЖКХ вступили в силу: россиянам грозит перерасчет платежей с 1 мая
- Минздрав готовит жесткие ограничения: россиянам могут сократить больничные
- Новое исследование разрушило главный миф о силе любви и частоте секса
