Вчені обґрунтували існування об’єктів, які називаються топологічними солітонами. Аналіз показує, що світло поруч із ними має поводитися так само, як і поруч із чорними дірами. Тож цілком можливо, що ми неправильно пояснюємо природу деяких об’єктів, які спостерігаємо.
Проблема чорних дір
У нещодавно опублікованому дослідженні у виданні Physical Review D вчені припустили, що деякі об’єкти у космосі, які ми сприймаємо як чорні діри, можуть виявитися зовсім не ними. Це можуть бути топологічні солітони.
Існування чорних дір передбачене загальною теорією відносності Ейнштейна. У центрі кожної з них має бути фізична сингулярність, створена силами гравітації. Це надзвичайно велика маса, зосереджена у надзвичайно малому об’ємі. Вона має дві головні особливості: горизонт подій та нескінченну густину.
З горизонтом подій все відносно зрозуміло — це область простору навколо сингулярності, в якій сила гравітації настільки сильна, що ніщо не може вирватися з неї. А ось щодо нескінченної густини — ніхто не може сказати, як таке може бути й чи можливо взагалі. Тому деякі вчені погоджуються, що ще однією особливістю фізичної сингулярності є повне руйнування звичних нам законів фізики, а інші шукають їй альтернативу.
Квантова гравітація
Для того, щоб побудувати теорію, альтернативну до фізичної сингулярності, треба зрозуміти, як гравітація працює на надзвичайно малих масштабах простору, таких як розмір атомного ядра. Для цього треба її проквантувати, тобто пояснити, як вона передається через взаємодію елементарних частинок, а цього поки що не знає ніхто.
Однією з теорій, які потенційно можуть усе це пояснити, є теорія струн. Вона проголошує, що всі елементарні частинки, які ми спостерігаємо, насправді є надзвичайно тонкими струнами, які вібрують, і саме ці вібрації породжують усі чотири елементарні взаємодії.
Для цього струнам треба вібрувати не в одній площині й навіть не у всіх трьох. Кількість вимірів у Всесвіті, відповідно до цієї теорії, може доходити до 11. Просто більша їхня частина згорнута у надзвичайно малих масштабах, у порівнянні з якими навіть розмір атома є гігантським.
Топологічні солітони
У новому дослідженні вчені припустили, що насправді ці згорнуті виміри, у яких вібрують частинки-струни, неможливо повністю приховати. І в певних умовах вони можуть призводити до формування нерівномірностей у просторі-часі, які відомі як топологічні солітони.
Однією з їхніх фундаментальних особливостей є поведінка світла поблизу них. Моделювання показало, що воно не проникає крізь них і не відбивається, формуючи кільця, надзвичайно схожі на ті, що ми спостерігаємо за допомогою Телескопу горизонту подій.
На перший погляд, різниця між топологічними солітонами та чорними дірами незначна. Але це так тільки у випадку, якщо дивитися на них із великої відстані. Якби ми підлетіли до них ближче, то переконалися б, що у перших відсутня одна з найголовніших особливостей чорних дір — горизонт подій. Світло і матерія не провалюються в них назавжди, а лише огинають. Та й точки нескінченної густини у них немає.
Тож цілком можливо, що деякі об’єкти, які ми знаємо як чорні діри, насправді є топологічними солітонами. І це могло б змінити наше розуміння того, як працює космос. Але всі вони перебувають занадто далеко, тож ми не можемо пересвідчитися у тому, що вони насправді собою являють.
За матеріалами www.space.com.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
