Физики вывели точную формулу образования микроскопических чёрных дыр
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Франкфуртского университета имени Гёте и Венского технического университета вывели точную математическую формулу, описывающую образование микроскопических чёрных дыр из критических состояний пространства-времени. Формула, полученная аналитически, воспроизводит результаты, ранее наблюдавшиеся только в компьютерных симуляциях. Работа указывает на то, что подобные условия могли существовать в ранней Вселенной, потенциально порождая первичные чёрные дыры.
Ключевые факты
- Исследователи из Франкфуртского университета имени Гёте и Венского технического университета вывели точную формулу образования микроскопических чёрных дыр аналитическим методом.
- Формула описывает критическое состояние, при котором пространство-время организуется в повторяющийся кристаллоподобный узор, называемый пространственно-временным кристаллом.
- Компьютерные симуляции ранее указывали на возможность таких критических структур, но точного математического описания до сих пор не существовало.
- Профессор Даниэль Грумиллер из Венского технического университета сравнивает процесс с замерзанием воды при нуле градусов Цельсия, когда крошечное изменение вызывает резкое превращение.
- Кристиан Эккер из Франкфуртского университета имени Гёте поясняет, что даже небольшие массы искривляют пространство-время, хотя и в меньшей степени, чем массивные звёзды.
Механизм критического коллапса
Исследователи сосредоточились на явлении, известном как критический коллапс, при котором пространство-время входит в необычное критическое состояние. В этом состоянии даже крошечное добавление энергии может определить, рассеется ли система или сколлапсирует в чёрную дыру. Компьютерные симуляции уже показали, что такие критические структуры должны быть возможны, но математического описания не хватало. Новая формула может быть выведена аналитически, используя, по словам учёных, по сути бумагу и карандаш.
Аналогия с пространственно-временным кристаллом
Профессор Даниэль Грумиллер из Венского технического университета проводит аналогию с замерзанием воды при нуле градусов Цельсия. Достаточно очень небольшого изменения, чтобы вода замёрзла, а молекулы спонтанно выстроились в регулярный узор. Теория относительности Эйнштейна предполагает, что с пространством-временем может происходить нечто концептуально похожее. В критических условиях кривизна пространства-времени может организоваться в повторяющийся узор в пространстве и времени, образуя пространственно-временной кристалл. Грумиллер описывает пространственно-временной кристалл как очень необычный и захватывающий объект.
Значение для ранней Вселенной
Подобные условия могли существовать в ранней Вселенной, вскоре после Большого взрыва. В то время материя и энергия были упакованы в чрезвычайно хаотичную среду. Такие обстоятельства потенциально могли породить первичные чёрные дыры. Кристиан Эккер из Франкфуртского университета имени Гёте отмечает, что крупные объекты, такие как звёзды, сильно искривляют пространство-время, тогда как меньшие массы создают кривизну в меньшей степени.
1 источник
Физики вывели точную формулу образования микроскопических чёрных дыр
