Простір-час розривається: у рівняннях Ейнштейна виявили щось несподіване

Вчені переформулювали рівняння Альберта Ейнштейна та виявили приховані закономірності еволюції простору-часу. Фізики вважають, що структури гравітаційного поля можуть розриватися й з'єднуватися знову, таким чином передаючи енергію матерії. Цей процес вчені назвали гравітаційним перез'єднанням, за аналогією з відомим магнітним перез'єднанням у плазмі. Результати дослідження опубліковано в журналі Physical Review D, пише SciTechDaily.

Нова інтерпретація рівнянь Ейнштейна, що описують гравітацію, дозволила вченим виявити математичний зв’язок між гравітацією та поведінкою плазми. Цей електрично заряджений газ, з якого складаються зірки, а також у великій кількості присутній у міжзоряному просторі.

Лінії сили магнітного поля в плазмі можуть розриватися та знову з'єднуватися у новій конфігурації. Це явище відоме як магнітне перез'єднання. У результаті вивільняється величезна кількість магнітної енергії. Саме так на Сонці виникають знамениті сонячні спалахи. У цьому випадку магнітна енергія передається частинкам плазми.

Оскільки теорія відносності Ейнштейна (головна теорія гравітації) описує простір-час як чотиривимірну структуру, що складається з трьох вимірів простору та одного виміру часу, гравітація поводиться інакше. За словами фізиків, у гравітації замість силових ліній, як у магнітного поля, з’являються своєрідні "листи" гравітаційного поля, що являють собою безліч об’єднаних ліній, складених в одній площині. Але це математичні структури, а не фізичні об’єкти.

Вчені виявили, що при порушенні умов, які забезпечують цілісність зв’язків між "листами", вони можуть розриватися й знову з’єднуватися. Таким чином виникає гравітаційне перез’єднання. Це дозволяє енергії переходити з гравітаційного поля в матерію.

Цей фізичний механізм було виявлено, коли рівняння Ейнштейна переформулювали з використанням інших математичних змінних, що дозволило виявити подібність до рівнянь, які описують поведінку плазми.

Гравітаційне перез’єднання поки що залишається теоретичним відкриттям. Фізикам потрібно з'ясувати, чи відбувається цей процес насправді і який обсяг енергії гравітаційне поле може передавати матерії. Якщо це відбувається, то, як вважають фізики, цей процес можна виявити за допомогою гравітаційних хвиль — пульсацій у тканині простору-часу.

Автори дослідження припускають, що гравітаційне перез’єднання може проявлятися під час злиття чорних дір, коли дуже сильна гравітація спричиняє значне викривлення простору-часу. Злиття чорних дір породжує гравітаційні хвилі.

Інші новини науки

• Ейнштейн мав рацію: вчені шукали нову фізику й виявили незвичайний об’єкт.
• Міжзоряна комета 3I/ATLAS здивувала вчених: вона містить речовину віком 11 мільярдів років.