Οι μαύρες τρύπες μπορεί να είναι ελαττώματα στο χωροχρόνο

Μια ομάδα θεωρητικών φυσικών ανακάλυψε μια παράξενη δομή στο χωροχρόνο που, για έναν εξωτερικό παρατηρητή, μοιάζει ακριβώς με μια μαύρη τρύπα, αλλά μετά από προσεκτικότερη εξέταση θα ήταν κάθε άλλο παρά: ατέλειες στον ίδιο τον ιστό του σύμπαντος.

Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν προβλέπει την ύπαρξη μαύρων τρυπών, οι οποίες σχηματίζονται όταν καταρρέουν γιγάντια αστέρια. Όμως η ίδια θεωρία προβλέπει ότι τα κέντρα τους είναι ενικά, που είναι σημεία άπειρης πυκνότητας. Εφόσον γνωρίζουμε ότι άπειρες πυκνότητες δεν μπορούν πραγματικά να υπάρχουν στο σύμπαν, το θεωρούμε αυτό ως σημάδι ότι η θεωρία του Αϊνστάιν είναι ατελής. Αλλά μετά από σχεδόν έναν αιώνα αναζήτησης επεκτάσεων, δεν έχουμε ακόμη επιβεβαιώσει μια καλύτερη θεωρία της βαρύτητας.

Αλλά έχουμε υποψηφίους, συμπεριλαμβανομένης της θεωρίας χορδών. Στη θεωρία χορδών, όλα τα σωματίδια στο σύμπαν είναι στην πραγματικότητα μικροσκοπικοί δονούμενοι βρόχοι χορδών. Προκειμένου να υποστηριχθεί η ποικιλία των σωματιδίων και των δυνάμεων που παρατηρούμε στο σύμπαν, αυτές οι χορδές δεν μπορούν απλώς να δονούνται στις τρεις χωρικές μας διαστάσεις. Αντίθετα, πρέπει να υπάρχουν πρόσθετες χωρικές διαστάσεις που κουλουριάζονται σε πολλαπλές τόσο μικρές ώστε να διαφεύγουν της καθημερινής παρατήρησης και πειραματισμού.

Καταργήστε όλες τις διαφημίσεις στο σύμπαν σήμερα

Εγγραφείτε στο Patreon μόνο με 3 $!

Αποκτήστε μια δια βίου εμπειρία χωρίς διαφημίσεις

Αυτή η παράξενη δομή στο χωροχρόνο έδωσε σε μια ομάδα ερευνητών τα εργαλεία που χρειάζονται για να ορίσουν μια νέα κατηγορία αντικειμένων, κάτι που ονομάζουν τοπολογικό σολιτόνιο. Στην ανάλυσή τους, βρήκαν ότι αυτά τα τοπολογικά σολίτονα είναι σταθερά ελαττώματα στον ίδιο τον χωροχρόνο. Δεν απαιτούν την ύπαρξη οποιασδήποτε άλλης ύλης ή δυνάμεων – είναι τόσο φυσικές στον ιστό του χωροχρόνου όσο οι ρωγμές στον πάγο.

Οι ερευνητές μελέτησαν αυτές τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες εξετάζοντας τη συμπεριφορά του φωτός που περνά από κοντά τους. Επειδή είναι αντικείμενα με ακραίο χωροχρόνο, κάμπτουν τον χώρο και τον χρόνο γύρω τους, επηρεάζοντας το μονοπάτι του φωτός. Σε έναν μακρινό παρατηρητή, αυτά τα selton θα εμφανίζονταν ακριβώς όπως θα περιμέναμε να εμφανιστούν οι μαύρες τρύπες. Θα έχουν σκιές και δακτυλίους φωτός και έργα. Οι εικόνες που προέρχονται από το τηλεσκόπιο Event Horizon και οι ανιχνευμένες υπογραφές βαρυτικών κυμάτων θα συμπεριφέρονται όλες με τον ίδιο τρόπο.

Μόλις πλησιάσεις θα καταλάβεις ότι δεν κοιτάς μια μαύρη τρύπα. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά μιας μαύρης τρύπας είναι ο ορίζοντας γεγονότων της, μια φανταστική επιφάνεια που αν την διέσχιζες δεν θα μπορούσες να ξεφύγεις. Τα τοπολογικά σολίτονα, δεδομένου ότι δεν είναι μοναδικότητες, δεν χαρακτηρίζονται από ορίζοντες γεγονότων. Έτσι, θα μπορούσατε κατ’ αρχήν απλώς να ανεβείτε στο slithon και να το κρατήσετε στο χέρι σας, υποθέτοντας ότι επιζήσατε από τη συνάντηση.

Αυτά τα τοπολογικά σολίτονα είναι ένα απίστευτα υποθετικό αντικείμενο, βασισμένο στην κατανόησή μας για τη θεωρία χορδών, που δεν έχει ακόμη αποδειχθεί μια βιώσιμη ενημέρωση για την κατανόησή μας για τη φυσική. Ωστόσο, αυτά τα παράξενα αντικείμενα χρησιμεύουν ως σημαντικές δοκιμαστικές μελέτες. Εάν οι ερευνητές μπορέσουν να εντοπίσουν μια σημαντική παρατηρητική διαφορά μεταξύ τοπολογικών σολιτονίων και συμβατικών μαύρων οπών, θα μπορούσε να ανοίξει ο δρόμος για τη δοκιμή της ίδιας της θεωρίας χορδών.