Deși obiectul misterios de un nou tip este, deocamdată, o construcție matematică ipotetică, noi simulări,
Cum a început totul?
Nu ar exista noi cercetări fără gravitațievaluri Acestea sunt modificări ale câmpului gravitațional care se deplasează ca valurile. Ele sunt emise de mase în mișcare, dar după radiație sunt separate de ele și există independent de aceste mase. Este legat din punct de vedere matematic de o perturbare a metricii spațiu-timp și poate fi descris ca „unduri spațiu-timp”. Cu alte cuvinte, acestea sunt fluctuații în spațiu-timp care se îndepărtează de obiectele masive care se mișcă cu accelerație. Cu cât accelerația și masa unui obiect sunt mai mari, cu atât vibrația este mai mare.
Prima dată când vorbesc despre undele gravitaționaleremarcabil fizician Albert Einstein, care cu un secol în urmă a prezis existența lor în cadrul teoriei generale a relativității (GTR). Cu toate acestea, au fost descoperite abia în 2015 și acest lucru a șocat lumea astrofizicii, deoarece a confirmat existența găurilor negre.
Conceptul de gaură neagră. Foto: Alain
O gaură neagră este o regiune a spațiu-timpuluiavând o atracție gravitațională atât de puternică încât nicio particule sau radiații electromagnetice nu o pot părăsi. Limita acestei regiuni se numește orizont de evenimente. În primăvara lui 2019, mass-media din întreaga lume a arătat prima fotografie a unei găuri negre (mai precis, „silueta”). Conferința de presă, unde au fost prezentate rezultatele descoperirii științifice, a avut loc în șase orașe simultan - de la Washington la Bruxelles și Tokyo.
Și dacă…?
Inspirat de aceste descoperiri, o echipă de oameni de științăUniversitatea Johns Hopkins a decis să studieze posibilitatea altor obiecte care ar putea, teoretic, să producă efecte gravitaționale similare, dar că senzorii de pe Pământ le citesc ca găuri negre. Fizicienii au numit astfel de obiecte solitoni topologici. Noile simulări descriu în mod realist una dintre ele. De departe pare o fotografie neclară a unei găuri negre, dar de aproape este ceva complet diferit.
Ce este un soliton?
În acest stadiu obiectul este ipotetic.Dar faptul că echipa l-a construit folosind ecuații matematice și a arătat cum arată prin simulări sugerează că pot exista și alte tipuri de corpuri cerești în spațiu, ascunzându-se chiar și de cele mai bune telescoape de pe Pământ.
Conform datelor obținute, topologicsolitonul distorsionează spațiul la fel ca o gaură neagră, dar se comportă diferit. Emite fascicule slabe de lumină care nu pot scăpa de forța gravitațională puternică a unei găuri reale.
Clip video care arată efectele lentilei gravitaționale cauzate de absența unui obiect în linia vizuală a observatorului, o gaură neagră și un soliton topologic.
Credit: Pierre Heidmann / Universitatea Johns Hopkins
„Lumina este foarte îndoită, dar în loc deabsorbit, ca într-o gaură neagră, se risipește în mișcări bizare, până când la un moment dat revine la tine într-o manieră haotică. Nu vezi punctul întunecat. Tot ce vezi este o „neclară”, ceea ce înseamnă că lumina se învârte sălbatic în jurul acestui obiect ciudat”, scriu autorii studiului.
Câmpul gravitațional al unei găuri negre este așaputernic că lumina se poate învârti în jurul ei la o anumită distanță de centru, la fel cum Pământul se învârte în jurul Soarelui. Acesta definește marginea „umbrei” găurii negre, astfel încât orice lumină incidentă va ajunge în „orizontul evenimentelor” și nu poate scăpa.
Ce au făcut oamenii de știință?
Fizicienii de la Hopkins au simulat mai multescenarii folosind imagini ale spațiului cosmic ca și cum ar fi fost surprinse de o cameră, plasând o gaură neagră și un soliton topologic în fața lentilei. Drept urmare, au primit imagini distorsionate din cauza influenței gravitaționale a corpurilor masive.
Solitons servesc drept cele mai bune modele de cumNoile obiecte ale gravitației cuantice arată ca în comparație cu găurile negre. Ei au creat anterior modele de stele bosonice, stele gravi și alte obiecte ipotetice care ar putea avea efecte gravitaționale similare cu formele exotice ale materiei.
Conceptul de gaură neagră: Creazilla
„Aceasta este prima simulare semnificativă din punct de vedere astrofizicobiecte ale teoriei corzilor, deoarece putem caracteriza diferențele dintre un soliton topologic și o gaură neagră ca și cum un observator le-ar vedea pe cer”, explică autorii studiului.
Ce legătură are teoria corzilor cu asta?
Autorii noului studiu au folosit diverse rezultate din teoria corzilor și, în 2021, au descoperit modalități de a construi solitoni topologici folosind teoria generală a relativității a lui Einstein.
Teoria corzilor este o ramură a fizicii teoretice,studiind dinamica interacțiunii obiectelor nu ca particule punctiforme, ci ca obiecte extinse unidimensionale, așa-numitele șiruri cuantice. Această teorie este una dintre încercările de a combina teoria generală a relativității și fizica cuantică.
Gravitația și lumea cuantică sunt considerate istoricprocese opuse, diferite. Dar, potrivit cercetătorilor, acest lucru nu este în întregime adevărat. oamenii de știință încercau să creeze o „teorie a tuturor lucrurilor” – să unifice relativitatea și lumea cuantică. În acest proces, fizicienii au creat multe teorii foarte neobișnuite, una dintre ele fiind teoria corzilor.
De ce este noul studiu atât de important?
Particularitatea noului studiu este tocmai aceasta:explică teorii de bază despre funcționarea interioară a Universului care nu se găsesc în alte modele. Folosește teoria corzilor, care reconciliază mecanica cuantică și teoria gravitației a lui Einstein.
„Acesta este începutul unei cercetări minunateprograme. Sperăm că în viitor putem propune efectiv noi tipuri de stele ultracompacte, compuse din noi tipuri de materie din gravitația cuantică.”
Citeste mai mult:
O fotografie a apărut în a doua cea mai adâncă doline subacvatică din lume
Vezi ce s-a întâmplat cu Mercur când s-a apropiat cât mai mult de Soare
Oamenii de știință au descoperit natura misteriosului „monstru” antic
Foto de copertă: Yukterez