Även om det mystiska föremålet för en ny typ för närvarande är en hypotetisk matematisk konstruktion, nya simuleringar,
Hur började det hela?
Det skulle inte finnas någon ny forskning utan gravitationvågor Dessa är förändringar i gravitationsfältet som färdas som vågor. De emitteras av rörliga massor, men efter strålning separeras de från dem och existerar oberoende av dessa massor. Matematiskt relaterad till en störning av rumtidsmåttet och kan beskrivas som "rymdtidskrusningar." Med andra ord är dessa fluktuationer i rum-tid som rör sig bort från massiva föremål som rör sig med acceleration. Ju högre acceleration och massa ett föremål har, desto större vibration.
Första gången jag pratar om gravitationsvågorenastående fysiker Albert Einstein, som för ett sekel sedan förutspådde deras existens inom ramen för den allmänna relativitetsteorin (GTR). De upptäcktes dock först 2015 och detta chockade astrofysikens värld eftersom det bekräftade förekomsten av svarta hål.
Svart hål koncept. Foto: Alain
Ett svart hål är ett område av rum-tidhar en så stark gravitationsattraktion att inga partiklar eller elektromagnetisk strålning kan lämna den. Gränsen för denna region kallas händelsehorisonten. Under våren 2019 visade media runt om i världen det första fotografiet av ett svart hål (närmare bestämt, dess "silhuett"). Presskonferensen, där resultaten av den vetenskapliga upptäckten presenterades, hölls i sex städer samtidigt - från Washington till Bryssel och Tokyo.
Tänk om…?
Inspirerad av dessa upptäckter, ett team av forskareJohns Hopkins University bestämde sig för att studera möjligheten för andra objekt som i teorin skulle kunna ge liknande gravitationseffekter, men att sensorer på jorden avläser dem som svarta hål. Fysiker kallade sådana föremål för topologiska solitoner. Nya simuleringar skildrar en av dem realistiskt. På avstånd ser det ut som ett suddigt fotografi av ett svart hål, men på nära håll är det något helt annat.
Vad är en soliton?
I detta skede är objektet hypotetiskt.Men det faktum att teamet byggde det med matematiska ekvationer och visade hur det ser ut genom simuleringar tyder på att det kan finnas andra typer av himlakroppar i rymden, som gömmer sig från även de bästa teleskopen på jorden.
Enligt de erhållna uppgifterna, den topologiskasoliton förvränger rymden precis som ett svart hål, men beter sig annorlunda. Den avger svaga ljusstrålar som inte kan undkomma den starka gravitationskraften hos ett riktigt hål.
Videoklipp som visar effekterna av gravitationslinser orsakade av frånvaron av ett föremål i observatörens siktlinje, ett svart hål och en topologisk soliton.
Kredit: Pierre Heidmann / Johns Hopkins University
"Ljuset är mycket böjt, men istället förabsorberas, som i ett svart hål, försvinner det i bisarra rörelser, tills det någon gång kommer tillbaka till dig på ett kaotiskt sätt. Du ser inte den mörka fläcken. Allt du ser är en "oskärpa", vilket betyder att ljuset snurrar vilt runt detta konstiga föremål", skriver studieförfattarna.
Gravitationsfältet för ett svart hål är såstarkt att ljus kan kretsa runt det på ett visst avstånd från centrum, precis som jorden kretsar runt solen. Den definierar kanten på "skuggan" av det svarta hålet, så att allt infallande ljus hamnar i "händelsehorisonten" och inte kan fly.
Vad har forskarna gjort?
Fysiker vid Hopkins har simulerat flerascenarier med bilder av yttre rymden som om de hade fångats av en kamera, placerar ett svart hål och en topologisk soliton framför linsen. Som ett resultat fick de förvrängda bilder på grund av gravitationspåverkan från massiva kroppar.
Solitoner fungerar som de bästa modellerna för hurNya föremål med kvantgravitation ser ut jämfört med svarta hål. De hade tidigare skapat modeller av bosoniska stjärnor, gravstjärnor och andra hypotetiska objekt som kunde ha liknande gravitationseffekter som exotiska former av materia.
Svart hål koncept: Creazilla
"Detta är den första simuleringen av astrofysiskt signifikantföremål för strängteorin, eftersom vi kan karakterisera skillnaderna mellan en topologisk soliton och ett svart hål som om en observatör såg dem på himlen, förklarar studieförfattarna.
Vad har strängteori med det att göra?
Författarna till den nya studien använde olika resultat från strängteorin och upptäckte 2021 sätt att konstruera topologiska solitoner med hjälp av Einsteins allmänna relativitetsteori.
Strängteori är en gren av teoretisk fysik,studera dynamiken i interaktionen mellan objekt, inte som punktpartiklar, utan som endimensionella utsträckta objekt, de så kallade kvantsträngarna. Denna teori är ett av försöken att kombinera den allmänna relativitetsteorin och kvantfysiken.
Tyngdkraften och kvantvärlden betraktas historisktmotsatta, olika processer. Men, enligt forskare, är detta inte helt sant. vetenskapsmän försökte skapa en "teori om allting" - för att förena relativitet och kvantvärlden. I processen skapade fysiker många mycket ovanliga teorier, en av dem var strängteori.
Varför är den nya studien så viktig?
Det speciella med den nya studien är just detta:den förklarar grundläggande teorier om universums inre funktion som inte finns i andra modeller. Den använder strängteori, som förenar kvantmekanik och Einsteins gravitationsteori.
"Detta är början på en underbar forskningprogram. Vi hoppas att vi i framtiden faktiskt kan föreslå nya typer av ultrakompakta stjärnor, sammansatta av nya typer av materia från kvantgravitationen."
Läs mer:
Ett foto dök upp i världens näst djupaste undervattenssänka
Se vad som hände med Merkurius när den kom närmast solen
Forskare har räknat ut naturen hos det mystiska forntida "monstret"
Omslagsfoto: Yukterez