Ученые заявляют, что могут существовать ненастоящие черные дыры

Исследователи из Университета Джона Хопкинса обнаружили гипотетический небесный объект, называемый топологическим солитоном, который имитирует черную дыру, но испускает слабые световые лучи.

Ученые заявляют, что могут существовать ненастоящие черные дыры

Представьте себе нечто, что выглядит как черная дыра и преломляет свет, как черная дыра, но на самом деле является крайне необычной звездой. Хотя загадочный объект является гипотетической математической конструкцией, новые симуляции, проведенные исследователями из Университета Джона Хопкинса, предполагают, что в космосе могут быть и другие небесные тела, скрывающиеся даже от лучших телескопов на Земле.

Обнаружение гравитационных волн в 2015 году потрясло мир астрофизики, поскольку подтвердило существование черных дыр. Вдохновленная этими открытиями, небольшая группа ученых решила изучить возможность существования других объектов, которые могут производить аналогичные гравитационные эффекты, но которые будут признаваться черными дырами при наблюдении с помощью сверхточных датчиков на Земле.

И это звучит вполне логично. Единственный способ точно сказать о каком-то объекте: черная это дыра или нет — это посмотреть на него. Но большая часть всего. что мы знаем о космосе — это наблюдение не источника, а последствий.

Ученые заявляют, что могут существовать ненастоящие черные дыры

Источник: Johns Hopkins University.

Наглядное сравнение эффекта гравитационного линзирования, вызванного отсутствием объекта на линии обзора наблюдателя, черной дырой и топологическим солитоном. 

Новые симуляции реалистично изображают объект, который авторы научной работы называют топологическим солитоном. Моделирование показывает объект, который издалека выглядит как размытая фотография черной дыры, но вблизи он выглядит совсем иначе.

На данном этапе объект является гипотетическим. Но тот факт, что команда смогла построить его с помощью математических уравнений и показать, как он выглядит с помощью моделирования, предполагает, что в космосе могут быть и другие типы небесных тел, скрывающиеся даже от лучших телескопов на Земле.

Полученные данные показывают, как топологический солитон искажает пространство точно так же, как черная дыра, но ведет себя не так, как черная дыра, поскольку он испускает слабые световые лучи, которые не могут избежать сильной гравитационной силы настоящей дыры. Свет сильно искривлен, но вместо того, чтобы поглощаться, как в черной дыре, он рассеивается причудливыми движениями, пока в какой-то момент не возвращается к вам в хаотичном порядке. Вы не видите темного пятна. Вы видите много размытия, а это значит, что свет бешено вращается вокруг этого странного объекта.

Гравитационное поле черной дыры настолько сильное, что свет может вращаться вокруг нее на определенном расстоянии от ее центра, точно так же, как Земля вращается вокруг Солнца. Это расстояние определяет край "тени" дыры, так что любой падающий свет безвозвратно попадет в область, которую ученые называют "горизонтом событий". Там ничто не может ускользнуть, даже свет.

Команда ученых смоделировала несколько сценариев, используя изображения космического пространства, как если бы они были сняты камерой, поместив перед объективом черную дыру и топологический солитон. В результате были получены искаженные изображения из-за гравитационного воздействия массивных тел. Это первое моделирование астрофизически значимых объектов теории струн, поскольку мы действительно можем охарактеризовать различия между топологическим солитоном и черной дырой, как если бы наблюдатель видел их в небе.

Вдохновленные различными результатами теории струн, в 2021 году ученые открыли способы построения топологических солитонов с использованием общей теории относительности Эйнштейна. Хотя солитоны не являются предсказаниями новых объектов, они служат лучшими моделями того, как могут выглядеть новые объекты квантовой гравитации по сравнению с черными дырами.

Ученые ранее создали модели бозонных звезд, гравазвезд и других гипотетических объектов, которые могли бы оказывать аналогичные гравитационные эффекты с экзотическими формами материи. Но новое исследование объясняет основные теории внутреннего устройства Вселенной, которых нет в других моделях. По словам исследователей, в нем используется теория струн, которая согласовывает квантовую механику и теорию гравитации Эйнштейна.

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