Въпреки че мистериозният обект от нов тип засега е хипотетична математическа конструкция, нови симулации,
Как започна всичко?
Нямаше да има нови изследвания без гравитациятавълни Това са промени в гравитационното поле, които се движат като вълни. Те се излъчват от движещи се маси, но след излъчване се отделят от тях и съществуват независимо от тези маси. Математически свързано със смущението на метриката на пространство-времето и може да се опише като „вълнички на пространство-времето“. С други думи, това са колебания в пространство-времето, които се отдалечават от масивни обекти, движещи се с ускорение. Колкото по-високо е ускорението и масата на даден обект, толкова по-голяма е вибрацията.
За първи път говорим за гравитационни вълниизключителният физик Алберт Айнщайн, който преди век предсказа съществуването им в рамките на общата теория на относителността (ОТО). Те обаче бяха открити едва през 2015 г. и това шокира света на астрофизиката, тъй като потвърди съществуването на черни дупки.
Концепция за черна дупка. Снимка: Ален
Черната дупка е област от време-пространствоима толкова силно гравитационно привличане, че никакви частици или електромагнитно излъчване не могат да го напуснат. Границата на този регион се нарича хоризонт на събитията. През пролетта на 2019 г. медиите по света показаха първата снимка на черна дупка (по-точно нейния „силует“). Пресконференцията, на която бяха представени резултатите от научното откритие, се проведе в шест града едновременно - от Вашингтон до Брюксел и Токио.
Ами ако…?
Вдъхновен от тези открития, екип от учениУниверситетът "Джонс Хопкинс" реши да проучи възможността за други обекти, които на теория биха могли да произвеждат подобни гравитационни ефекти, но сензорите на Земята ги разчитат като черни дупки. Физиците нарекоха такива обекти топологични солитони. Нови симулации реалистично изобразяват един от тях. Отдалеч изглежда като размазана снимка на черна дупка, но отблизо е нещо съвсем различно.
Какво е солитон?
На този етап обектът е хипотетичен.Но фактът, че екипът го е построил с помощта на математически уравнения и е показал как изглежда чрез симулации, предполага, че може да има други видове небесни тела в космоса, които се крият дори от най-добрите телескопи на Земята.
Според получените данни топологичниятсолитонът изкривява пространството точно като черна дупка, но се държи по различен начин. Той излъчва слаби лъчи светлина, които не могат да избягат от силната гравитационна сила на истинска дупка.
Видео клип, показващ ефектите от гравитационните лещи, причинени от отсъствието на обект в зрителната линия на наблюдателя, черна дупка и топологичен солитон.
Кредит: Пиер Хайдман / Университет Джон Хопкинс
„Светлината е силно огъната, но вместопогълнат, като в черна дупка, той се разсейва в причудливи движения, докато в един момент се върне при вас по хаотичен начин. Не виждаш тъмното петно. Всичко, което виждате, е „размазване“, което означава, че светлината се върти диво около този странен обект“, пишат авторите на изследването.
Гравитационното поле на черна дупка е такасилен, че светлината може да се върти около него на определено разстояние от центъра, точно както Земята се върти около Слънцето. Той определя ръба на „сянката“ на черната дупка, така че всяка падаща светлина ще попадне в „хоризонта на събитията“ и не може да избяга.
Какво са направили учените?
Физиците от Хопкинс са симулирали няколкосценарии, използващи изображения на космическото пространство, сякаш са заснети от камера, поставяйки черна дупка и топологичен солитон пред обектива. В резултат на това те получиха изкривени изображения поради гравитационното влияние на масивни тела.
Солитоните служат като най-добрите модели за това какНовите обекти на квантовата гравитация изглеждат в сравнение с черните дупки. Преди това те са създали модели на бозонови звезди, гравитационни звезди и други хипотетични обекти, които биха могли да имат подобни гравитационни ефекти като екзотичните форми на материята.
Концепция за черна дупка: Creazilla
„Това е първата астрофизично значима симулацияобекти на струнната теория, тъй като можем да характеризираме разликите между топологичен солитон и черна дупка, сякаш наблюдател ги вижда в небето“, обясняват авторите на изследването.
Какво общо има теорията на струните с това?
Авторите на новото изследване са използвали различни резултати от теорията на струните и през 2021 г. са открили начини за конструиране на топологични солитони, използвайки общата теория на относителността на Айнщайн.
Теорията на струните е клон на теоретичната физика,изучаване на динамиката на взаимодействието на обектите не като точкови частици, а като едномерни разширени обекти, така наречените квантови струни. Тази теория е един от опитите за съчетаване на общата теория на относителността и квантовата физика.
Гравитацията и квантовият свят се разглеждат историческипротивоположни, различни процеси. Но според изследователите това не е съвсем вярно. учените се опитваха да създадат „теория на всичко“ – да обединят относителността и квантовия свят. В този процес физиците създадоха много много необичайни теории, една от които беше теорията на струните.
Защо новото проучване е толкова важно?
Особеността на новото изследване е именно в това:той обяснява основни теории за вътрешното функциониране на Вселената, които не се срещат в други модели. Той използва теория на струните, която съвместява квантовата механика и теорията на Айнщайн за гравитацията.
„Това е началото на едно прекрасно изследванепрограми. Надяваме се, че в бъдеще можем действително да предложим нови типове ултракомпактни звезди, съставени от нови видове материя от квантовата гравитация.
Прочетете още:
Появи се снимка във втората най-дълбока подводна дупка в света
Вижте какво се случи с Меркурий, когато се приближи възможно най-близо до Слънцето
Учени разгадаха природата на мистериозното древно "чудовище"
Заглавна снимка: Юктерез