Теория относительности предсказывает гравитационное «переподключение»
Учёные выдвинули гипотезу о том, что гравитация может испытывать процесс, аналогичный магнитному пересоединению. Это явление считается причиной самых мощных вспышек на Солнце. В рамках теоретического исследования было показано, что структуры гравитационного поля, напоминающие листы, могут разрушаться и вновь соединяться в новой конфигурации. Пишет Science XXI.
Исследование основано на общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Ученые описали условия, при которых может происходить гравитационное пересоединение, а также предложили метод для оценки его скорости. По данным Live Science, этот процесс может влиять на обмен энергией и импульсом между гравитацией и материей.
При магнитном пересоединении линии поля, обычно связанные с плазмой — горячим электрически заряженным газом, могут растягиваться, разрываться и вновь соединяться. Высвобождение накопленной энергии приводит к мощным явлениям, включая солнечные вспышки. Исследователи изучили возможность проявления аналогичного механизма в гравитационном поле.
Для расчетов учёные использовали тетрадную формулировку общей теории относительности. Этот математический подход позволяет представить некоторые свойства гравитации через величины, схожие с электрическими и магнитными полями. В предыдущих работах было показано, что гравитационные поля могут образовывать двумерные структуры, одна из размерностей которых связана с пространством, а другая — со временем.
Новая статья была опубликована 28 октября в журнале Physical Review D. Согласно полученным данным, гравитационные листы не всегда сохраняют исходную связь: они могут разрываться и соединяться в другом порядке. Однако одного нарушения прежнего правила недостаточно, так как структуры иногда лишь смещаются относительно потока и остаются связанными с иным движением; настоящее пересоединение происходит, когда альтернативного потока нет.
Учёные также выяснили, что пересоединение может изменять местную скорость обмена энергией и импульсом, а также гравитационную спиральность — величину, связанную с закрученностью и переплетением линий поля. Возможные природные условия для этого процесса включают области около сингулярностей чёрных дыр, совокупное воздействие слабых гравитационных волн и квантовые эффекты, связанные с излучением Хокинга. Исследователи предполагают, что это явление может иметь значение при слиянии чёрных дыр или столкновении нейтронных звёзд, однако его возможное влияние на гравитационные волны ещё предстоит изучить.
