Физики описали аналог солнечных вспышек в гравитационных полях Вселенной

Исследование магнитного пересоединения, которое приводит к мощным солнечным вспышкам, может иметь аналог в гравитационных полях. К такому выводу пришли авторы теоретической работы, опубликованной 28 октября в журнале Physical Review D. Учёные предположили, что гравитационные структуры могут разрушаться и вновь соединяться, формируя новые конфигурации. Об этом рассказывает RuSamara.

Работа основывается на общей теории относительности Альберта Эйнштейна и описывает условия, при которых возможно гравитационное пересоединение. Исследователи вывели уравнения для оценки скорости этого процесса и его влияния на обмен энергией и импульсом между материей и гравитацией. Как сообщает Live Science, такое явление может быть значимым при столкновениях чёрных дыр.

В магнитной плазме линии поля перемещаются вместе с горячим электрически заряженным газом. Они могут растягиваться и закручиваться, но при определённых условиях разрываются и соединяются заново, высвобождая накопленную энергию, как во время солнечных вспышек. Физики Лука Комиссо из Колумбийского университета и Фелипе Асенхо из Университета Адольфо Ибаньеса в Чили исследовали возможность проявления аналогичного механизма в гравитационном поле.

Для своих расчётов учёные использовали тетрадную формулировку, где свойства гравитации выражаются через величины, напоминающие электрические и магнитные поля. В предыдущей работе они описали гравитационные полевые листы — двумерные структуры, одна из координат которых проходит через пространство, а другая — через время. В каждый момент такой лист выглядит как линия, схожая с линиями магнитного поля, и при определённых условиях сохраняет связь с соседними структурами.

Новое исследование показало, что гравитационные листы не всегда остаются неизменными: они могут разрываться и соединяться в новом порядке. Однако нарушение условия «замороженности» не всегда означает пересоединение, так как структуры могут смещаться относительно потока и сохранять целостность благодаря другому движению. Реальное пересоединение происходит только тогда, когда отсутствует альтернативный поток, способный сохранить их связь.

По расчётам авторов, этот процесс может изменять локальную скорость передачи энергии и импульса, а также гравитационную спиральность — величину, связанную с закрученностью и переплетением полевых линий. Возможные условия для такого явления учёные считают области вблизи сингулярностей чёрных дыр, воздействие множества слабых гравитационных волн и квантовые эффекты, связанные с излучением Хокинга. Исследователи предполагают, что гравитационное пересоединение может проявляться при слиянии чёрных дыр или столкновении нейтронных звёзд и оставлять след в гравитационных волнах, которые фиксируют обсерватории, такие как LIGO.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: