Учените от Университета на Кеймбридж и Куин Мери в Лондон успешно симулирали черна дупка във формата на много тънък пръстен, съставен от поредица от „издутини“, свързани с низове, които стават по-тънки с течение на времето. Тези низове в крайна сметка толкова изтъняват, че се разпадат на серия от миниатюрни черни дупки, както тънка струя вода от чешмата се разпада на капки. Това откритие е способно да разбие теорията на относителността, но подобен обект може да съществува само във Вселена, която има поне пет измерения, а резултатите от проучването са публикувани в списанието Physical Review Letters.

Ако черна дупка от този тип съществува, това ще доведе до възникването на „гола сингулярност”, което би обезсмислило уравненията, на които се гради теорията на относителността. Сингулярността е точка, в която гравитацията е толкова силна, че пространство, време и закони на физиката престават да съществуват. Според теорията на относителността, сингулярности вероятно съществуват в центъра на черните дупки, където гравитационното привличане е толкова голямо, че се достига до „точка на невъзвръщаемост” и следователно тя не може да бъде наблюдавана отвън – извън хоризонта на събитията, което е в съответствие с принципа за „космическата цензура”.

„Докато сингулярностите стоят скрити отвъд хоризонта на събитията, теорията на относителността е валидна и спокойно можем да предвиждаме какво би се случило извън черните дупки” – казва Маркус Кунеш, докторант към катедра Приложна математика и теоретична физика към Университета на Кеймбридж. Но ако гола сингулярност съществуваше извън хоризонта на събитията, то законите на физиката щяха да се сринат. Теоретичните физици допускат, че голата сингулярност може да съществува в други измерения.

Ние възприемаме Вселената като триизмерна, а четвъртото измерение е времето. Заедно тези измерения образуват пространствено-времевия континуум. Според някои течения в теоретичната физика, Вселената може да притежава 11 измерения, но тъй като човекът е способен да възприема само три от тях, съществуването на другите е възможно да се установи само чрез експерименти като тези в Големия адронен колайдер.

Теорията на Айнщайн не посочва колко измерения има във Вселената, затова теоретичните физици изучават общата теория на относителността в по-високи измерения, за да разберат дали принципът за космическата цензура е в сила и при тях. Откриването на пръстеновидни черни дупки в пет измерения довело учените до хипотезата, че те биха могли да се разпаднат и да дадат начало на гола сингулярност. Това, което екипът на изследователите от Кеймбридж е открил е, че ако пръстенът е достатъчно тънък, това може да доведе до формирането на голи сингулярности.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Използвайки суперкомпютър COSMOS, учените са в състояние да извършват пълна симулация на теорията на Айнщайн в по-високите измерения, което им позволява не само да потвърдят, че тези „черни пръстени“ са нестабилни, но и да разберат каква ще бъде съдбата им. През по-голямата част от времето, черният пръстен се свива обратно до сфера, така че сингулярността да остане отвъд хоризонта на събитията. Само един много тънък черен пръстен може да стане достатъчно нестабилен, за да образува издутини, свързани с все по-тънки низове, които в крайна сметка се откъсват и формират гола сингулярност.

Принципът за космическата цензура се очаква да бъде валиден в нашата четириизмерна Вселена, но ако бъде опроверган, то ще трябва да бъде открит и алтернативен начин за обяснение на Вселената. Една от възможностите е квантовата гравитация, която обединява уравненията на Айнщайн с нова физика, близка до идеята за сингулярността.

Превод: Росица Ташкова

Източник: https://www.sciencedaily.com