Фізики вперше описали, як кристал простору-часу стає мікроскопічною чорною дірою

Критичний колапс кристала простору-часу

Як повідомляє НВ — Техно: Фізики з TU Wien (Віденський технічний університет) та Університету Гете у Франкфурті математично описали критичний колапс кристала простору-часу. Це дослідження демонструє, що після крихітної зміни енергії така структура може або розсіятися, або перетворитися на мікроскопічну чорну діру. Дослідники вперше отримали точну аналітичну формулу для опису цього процесу, спростивши розрахунки за допомогою моделі з нескінченною кількістю вимірів.

Критичний колапс - це стан на межі між розсіюванням і стисканням під дією невеликої додаткової енергії. Дослідження показує, що за певних умов простір-час може організуватися у повторювану структуру, схожу на кристал. Якщо до цієї структури додати невелику кількість енергії, система може сформувати чорну діру; в разі недостатньої енергії - структура розпадається. Ідея утворення чорних дір у такий спосіб з'явилася у 1993 році, і комп'ютерні моделювання підтвердили, що критичний колапс може призводити до спонтанного формування чорних дір.

Нові перспективи в астрофізиці

Для спрощення розрахунків вчені використовували математичну модель з нескінченною кількістю вимірів, а потім наближали результати до чотиривимірного простору-часу. Подібні умови могли існувати на ранніх етапах розвитку Всесвіту, коли речовина та енергія були надзвичайно щільними. Механізм, описаний у дослідженні, може бути пов'язаний із формуванням первісних чорних дір. Новий математичний метод, розроблений дослідниками, може допомогти у вивченні інших процесів утворення чорних дір без повної залежності від комп'ютерного моделювання.

Таким чином, результати дослідження, опубліковані у виданні ScienceDaily, відкривають нові перспективи в області теоретичної фізики та астрофізики, пропонуючи нові інструменти для вивчення складних явищ у Всесвіті.

Ця робота має значне значення для подальших досліджень у галузі астрофізики, оскільки дозволяє краще зрозуміти механізми формування чорних дір у ранньому Всесвіті. Розроблений математичний підхід може стати основою для нових досліджень, які шукатимуть пояснення та моделі інших складних космічних явищ, що відбуваються під екстремальними умовами.

Ці нові відкриття в області фізики можуть бути пов'язані з нещодавніми знахідками астрономів, які виявили сліди темних зір у гравітаційному шумі. Розуміння механізмів, що лежать в основі формування чорних дір, може допомогти пояснити складні процеси, що відбуваються у Всесвіті, та розширити наші знання про темну матерію.