Физики-теоретики пришли к выводу, что черные дыры могут быть дефектами пространства-времени

Группа физиков-теоретиков, проводя расчеты, обнаружила странную структуру в пространстве-времени, которая для стороннего наблюдателя выглядела бы в точности как черная дыра, пишет Universe today. Научная статья вышла в журнале Physical Review D.

Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает существование черных дыр, образующихся при коллапсе гигантских звезд. Их центры — это сингулярность, то есть точки бесконечной плотности. Поскольку известно, что во Вселенной не может быть бесконечных плотностей, это воспринимается как признак того, что теория Эйнштейна неполна. Но после почти века поисков лучшая теория гравитации так и не найдена.

Но среди кандидатов — теория струн. В теории струн все частицы Вселенной на самом деле являются микроскопическими вибрирующими кольцами. Чтобы поддерживать широкий спектр частиц и сил, которые мы наблюдаем во Вселенной, эти струны не могут просто вибрировать лишь в трех привычных пространственных измерениях. Должны существовать дополнительные измерения, которые свернуты так сильно, что ускользают от наших органов чувств и экспериментов.

Эта экзотическая теория дала группе исследователей инструменты, необходимые для идентификации нового класса объектов, которые они назвали «топологическим солитоном». Они обнаружили, что эти топологические солитоны представляют собой устойчивые дефекты самого пространства-времени. Для их существования не требуется ни материи, ни других сил — они чем-то похожи на трещины во льду.

Исследователи изучили поведение света, проходящего рядом с открытыми солитонами. Эти объекты искривляют пространство-время вокруг себя, что влияет на путь света. Для удаленного наблюдателя эти солитоны выглядели бы точно так же, как предсказанные черные дыры.

И только подойдя поближе, вы поймете, что смотрите не на черную дыру. Одной из ключевых особенностей черной дыры является горизонт событий, воображаемая граница, из-за которой, если вы пересечете ее, не сможете вырваться. Топологические солитоны, поскольку они не являются сингулярностями, не имеют горизонтов событий. Так что, в принципе, вы могли бы подойти к солитону и потрогать его.

Эти топологические солитоны являются гипотетическими объектами, основанными на теории струн, которая еще не доказала свою жизнеспособность. Однако эти экзотические объекты служат важным способом проверки ее исследований. Если получится обнаружить наблюдаемую разницу между топологическими солитонами и черными дырами, это проложит путь к проверки самой теории струн.