Процесс магнитного пересоединения, который вызывает наиболее мощные вспышки на Солнце, может иметь аналог в гравитации. К такому выводу пришли авторы теоретического исследования, опубликованного 28 октября в журнале Physical Review D. Учёные предположили, что структуры гравитационного поля способны разрушаться и соединяться заново, формируя другую конфигурацию.
Работа основана на общей теории относительности Альберта Эйнштейна и описывает условия, при которых возможно так называемое гравитационное пересоединение. Исследователи также вывели уравнения для оценки скорости этого процесса и его влияния на обмен энергией и импульсом между материей и гравитацией. Как пишет Live Science, подобное явление теоретически может иметь значение при столкновениях чёрных дыр.
• Учёные не нашли объяснения ускорению астероида 1998 KY26 и ждут миссию Hayabusa2
В магнитной плазме линии поля обычно перемещаются вместе с горячим электрически заряженным газом. Они могут растягиваться и закручиваться, но при определённых условиях разрываются и соединяются вновь, высвобождая накопленную энергию, как это происходит во время солнечных вспышек. Физики Лука Комиссо из Колумбийского университета и Фелипе Асенхо из Университета Адольфо Ибаньеса в Чили проверили, может ли сходный механизм проявляться в гравитационном поле.
Для расчётов учёные использовали тетрадную формулировку, в которой отдельные свойства гравитации выражаются через величины, напоминающие электрическое и магнитное поля. В рамках более ранней работы они описали гравитационные полевые листы — двумерные структуры, одна из координат которых проходит через пространство, а другая через время. В каждый конкретный момент такой лист выглядит как линия, похожая на линии магнитного поля, а при определённых условиях сохраняет исходную связь с соседними структурами.
Новое исследование показало, что гравитационные листы не всегда остаются неизменными: они могут разрываться и соединяться в новом порядке. Однако само нарушение условия «замороженности» ещё не означает пересоединения, поскольку структуры иногда лишь смещаются относительно потока и сохраняют целостность благодаря другому движению. Настоящее пересоединение происходит только тогда, когда альтернативного потока, способного сохранить их связь, не существует.
По расчётам авторов, процесс способен менять локальную скорость передачи энергии и импульса, а также гравитационную спиральность — величину, связанную с закрученностью и взаимным переплетением полевых линий. Возможными условиями для такого явления учёные считают области вблизи сингулярностей чёрных дыр, воздействие множества слабых гравитационных волн и квантовые эффекты, связанные с излучением Хокинга. Исследователи допускают, что гравитационное пересоединение может проявляться при слиянии чёрных дыр или столкновении нейтронных звёзд и оставлять след в гравитационных волнах, которые регистрируют обсерватории вроде LIGO (лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории).
Читайте также:
• В Турции нашли обугленную древесину и аномалии, якобы связанные с ковчегом Ноя
• Учёные объяснили, почему красные гиганты внезапно теряют яркость на короткое время
• Очистители воздуха во время сна улучшили контроль сахара у людей с преддиабетом