Găurile negre pot fi defecte în spațiu-timp

O echipă de fizicieni teoreticieni a descoperit o structură ciudată în spațiu-timp care pentru un observator din afară ar putea arăta exact ca o gaură neagră, dar la o inspecție mai atentă ar fi orice altceva decât: imperfecțiuni în structura universului.

Teoria generală a relativității a lui Einstein prezice existența găurilor negre, care se formează atunci când stelele gigantice se prăbușesc. Dar aceeași teorie prezice că centrele lor sunt singulare, care sunt puncte de densitate infinită. Din moment ce știm că densitățile infinite nu pot exista de fapt în univers, luăm asta ca un semn că teoria lui Einstein este incompletă. Dar, după aproape un secol de căutare a extensiilor, încă trebuie să confirmăm o teorie mai bună a gravitației.

Dar avem candidați, inclusiv teoria corzilor. În teoria corzilor, toate particulele din univers sunt de fapt bucle microscopice de corzi vibrante. Pentru a susține varietatea de particule și forțe pe care le observăm în univers, aceste șiruri nu pot doar să vibreze în cele trei dimensiuni spațiale ale noastre. În schimb, trebuie să existe dimensiuni spațiale suplimentare care se înfășoară în varietăți atât de mici încât scapă de observația și experimentarea de zi cu zi.

Această structură ciudată în spațiu-timp a oferit unei echipe de cercetători instrumentele de care au nevoie pentru a defini o nouă clasă de obiecte, ceea ce ei numesc soliton topologic. În analiza lor, ei au descoperit că acești solitoni topologici sunt defecte stabile în spațiu-timp însuși. Ele nu necesită existența niciunei alte materii sau forțe – sunt la fel de naturale în țesătura spațiu-timpului ca crăpăturile în gheață.

Cercetătorii au studiat acești solenoizi examinând comportamentul luminii care trece în apropierea lor. Pentru că sunt obiecte cu spațiu-timp extrem, ele îndoaie spațiul și timpul în jurul lor, afectând calea luminii. Pentru un observator îndepărtat, aceste seltoni ar apărea exact așa cum ne-am aștepta să apară găurile negre. Vor avea umbre și inele de lumină și lucrări. Imaginile derivate de la Telescopul Event Horizon și semnăturile undelor gravitaționale detectate se vor comporta toate în același mod.

Odată ce te apropii, vei realiza că nu te uiți la o gaură neagră. Una dintre principalele caracteristici ale unei găuri negre este orizontul ei de evenimente, o suprafață imaginară de care, dacă ai traversa-o, te-ai trezi în imposibilitatea de a scăpa. Soloninii topologici, deoarece nu sunt singularități, nu sunt caracterizați de orizonturi de evenimente. Deci ai putea, în principiu, să mergi până la slithon și să-l ții în mână, presupunând că ai supraviețuit întâlnirii.

Acești solitoni topologici sunt un obiect incredibil de ipotetic, bazat pe înțelegerea noastră a teoriei corzilor, care încă nu se dovedește a fi o actualizare viabilă a înțelegerii noastre despre fizică. Cu toate acestea, aceste obiecte ciudate servesc drept studii de testare importante. Dacă cercetătorii pot observa o diferență de observație importantă între solitonii topologici și găurile negre convenționale, ar putea deschide calea pentru o modalitate de a testa teoria corzilor în sine.