Впервые исследователи полностью картографировали, как кристалл пространства-времени collapses в микроскопическую черную дыру.

Новый взгляд на критический коллапс в пространстве-времени

Как сообщает НВ — Техно: Ученые из Технического университета Вены и Университета Гете во Франкфурте вывели точное математическое описание критического коллапса кристалла пространства-времени. Их анализ показывает, что незначительное изменение энергии может направить такую структуру в одном из двух направлений: она может полностью рассеиваться или сжиматься в микроскопическую черную дыру. Это первый случай, когда процесс был зафиксирован в точной аналитической формуле, вместо того чтобы требовать сложных численных настроек.

Идея о том, что критический коллапс может вызвать спонтанное образование черной дыры, существует с 1993 года, и более ранние компьютерные симуляции поддерживали этот сценарий. Новая работа упрощает математику, моделируя систему в бесконечном числе измерений, а затем адаптируя результат к обыкновенному четырехмерному пространству-времени. Это яркий пример гравитационного граничного состояния: состояния, при котором пространство-время упорядочивается в повторяющийся, кристаллический паттерн, который находится ровно между рассеиванием и коллапсом. Добавление немного дополнительной энергии заставляет структуру упасть в черную дыру; без достаточного количества энергии кристалл разрушается.

Почему это важно для физики ранней вселенной

Исследователи предполагают, что условия, напоминающие их модель, могли существовать в исключительно плотной и энергичной ранней вселенной. Эта связь поднимает возможность того, что механизм актуален для формирования примордиальных черных дыр, что является давним открытым вопросом в космологии. Поскольку новый метод является аналитическим, он может позволить физикам более широко изучать образование черных дыр, не полагаясь исключительно на сложные компьютерные симуляции.

Полученные результаты, о которых сообщается в ScienceDaily, открывают новые перспективы в теоретической физике и астрофизике. Понимание того, как себя ведут кристаллы пространства-времени на грани коллапса, может пролить свет не только на раннее образование черных дыр, но и на другие экстремальные космические процессы. Эта структура предлагает новую математическую основу для будущих исследований, исследующих явления, происходящие в самых жестких условиях во вселенной.

Последствия этого исследования выходят за рамки простых теоретических соображений. Понимание того, как структуры пространства-времени ведут себя при экстремальных условиях, может пролить свет на образование примордиальных черных дыр в ранней вселенной. Для получения дополнительных сведений о том, как гравитационные волны могут дать подсказки о темных звездах, ознакомьтесь с этой связанной статьей о эхах темной материи в гравитационных волнах.