Сюрприз от теории струн — черные дыры могут быть дефектами пространства-времени

Физики-теоретики открыли новую пространственно-временную структуру, названную "топологическим солитоном". Они похожи на черные дыры, но на самом деле являются дефектами ткани Вселенной, лишенными горизонта событий.

Сюрприз от теории струн — черные дыры могут быть дефектами пространства-времени

Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает существование черных дыр, образующихся при коллапсе гигантских звезд. Но та же теория предсказывает, что их центры — это сингулярности, то есть точки бесконечной плотности. Поскольку мы знаем, что во Вселенной не может быть бесконечных плотностей, мы воспринимаем это как признак того, что теория Эйнштейна неполна. Но после почти века поисков расширений мы так и не придумали лучшую теорию гравитации.

Но у нас есть кандидаты, включая теорию струн. В теории струн все частицы Вселенной на самом деле являются микроскопическими вибрирующими петлями. Чтобы поддерживать широкий спектр частиц и сил, которые мы наблюдаем во Вселенной, эти струны не могут просто вибрировать в наших трех пространственных измерениях. Вместо этого должны быть дополнительные пространственные измерения, которые свернуты сами по себе в такие маленькие многообразия, что ускользают от повседневного внимания и экспериментов.

Эта экзотическая структура в пространстве-времени дала группе исследователей инструменты, необходимые им для идентификации нового класса объектов, которые они назвали топологическим солитоном. В своем анализе они обнаружили, что эти топологические солитоны являются устойчивыми дефектами самого пространства-времени. Для их существования не требуется ни материи, ни других сил — они так же естественны для ткани пространства-времени, как трещины во льду.

Исследователи изучали эти солитоны, исследуя поведение света, который проходит рядом с ними. Поскольку они являются объектами экстремального пространства-времени, они искривляют пространство и время вокруг себя, что влияет на путь света. Для удаленного наблюдателя эти солитоны выглядели бы точно так же, как мы предсказываем появление черных дыр. Изображения, полученные с телескопа Event Horizon, и обнаруженные сигнатуры гравитационных волн будут вести себя идентично "классическим черным дырам.

Только подойдя поближе, вы поймете, что смотрите не на черную дыру. Одной из ключевых особенностей черной дыры является ее горизонт событий, воображаемая граница, от которой, если вы пересечете ее, вы не сможете убежать. Топологические солитоны, поскольку они не являются сингулярностями, не имеют горизонтов событий. Так что, в принципе, вы могли бы подойти к солитону и держать его в руке, при условии, что вы пережили столкновение.

Эти топологические солитоны являются невероятно гипотетическими объектами, основанными на нашем понимании теории струн, которая еще не доказала свою жизнеспособность в обновлении нашего понимания физики. Однако эти экзотические объекты служат важными проверочными исследованиями. Если исследователи смогут обнаружить важную наблюдаемую разницу между топологическими солитонами и традиционными черными дырами, это может проложить путь к поиску способа проверки самой теории струн.

Читайте также

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

NASA готовит роботов для работы на будущих базах на Луне и Марсе

NASA готовит роботов для работы на будущих базах на Луне и Марсе

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

Астрономы впервые увидели, как две молодые планеты формируют систему вокруг своей звезды

Астрономы впервые увидели, как две молодые планеты формируют систему вокруг своей звезды

Астрономы нашли необычно «холодный» мир, покрытый океаном лавы

Астрономы нашли необычно «холодный» мир, покрытый океаном лавы

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Камера «Аквабласт» очищает детали без повреждения металла и резины

Камера «Аквабласт» очищает детали без повреждения металла и резины

Новый метод извлекает до 98% платины из старых автомобильных катализаторов

Новый метод извлекает до 98% платины из старых автомобильных катализаторов

Honor может выпустить необычный Wide Foldable в январе — с камерой на 200 Мп и батареей более 7000 мАч

Honor может выпустить необычный Wide Foldable в январе — с камерой на 200 Мп и батареей более 7000 мАч

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории