Международная группа ученых впервые получила точное математическое описание особого состояния пространства-времени, возникающего непосредственно перед образованием черной дыры. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Речь идет о так называемом критическом коллапсе — моменте, когда система находится на грани двух возможных сценариев. В одном случае вещество рассеивается, а пространство-время возвращается к обычному состоянию. В другом даже небольшое увеличение энергии приводит к образованию черной дыры.
Исследователи установили, что в этой точке пространство-время способно формировать повторяющиеся структуры. Их особенность заключается в том, что один и тот же рисунок многократно воспроизводится на все более мелких масштабах. По принципу организации такие структуры напоминают временные кристаллы, в которых свойства системы повторяются через определенные промежутки времени.
Подобное поведение ученые впервые обнаружили в компьютерных моделях еще в 1993 году. Однако более 30 лет физикам не удавалось получить точное математическое описание этого процесса.
Авторы новой работы смогли вывести формулу, которая описывает возникновение таких состояний. Для этого был использован специальный математический метод, позволивший упростить решение сложных уравнений общей теории относительности.
По словам исследователей, обнаруженные структуры существуют только в крайне неустойчивом состоянии между рассеянием вещества и образованием черной дыры. Даже небольшое воздействие может изменить дальнейшее развитие системы.
Ученые считают, что новая модель поможет лучше изучить процессы формирования микроскопических и первичных черных дыр, которые, согласно ряду теорий, могли появляться вскоре после Большого взрыва. Кроме того, результаты работы могут использоваться для проверки компьютерных моделей, описывающих поведение гравитации в экстремальных условиях.
Читайте также: Ученые выяснили, как именно частицы микропластика влияют на иммунитет
Подпишитесь на Telegram "МК": еще больше эксклюзивов и видео!
Автор: Петр Осинцев