Черните дупки може да са дефекти в пространствено-времевия континуум

Размишлявайки върху природата на черните дупки от гледна точка на теорията на струните, екип от теоретични физици от САЩ се натъкна на странна структура в пространство-времето, която за външен наблюдател би изглеждала като точно копие на черна дупка. Но при по-внимателно вглеждане се оказва, че това е нещо друго – топологичен солитон или стабилен дефект в тъканта на пространство-времето. Ако тази хипотеза бъде доразвита, тя би могла да изясни теорията на струните.

Общата теория на относителността предсказва съществуването на черни дупки, които са последица от сблъсъците на гигантски звезди. Същата теория твърди, че техният център е сингулярност, място с безкрайна плътност. Тъй като знаем, че във Вселената не може да съществува безкрайна плътност, тази теория се смята за непълна. Въпреки това засега нямаме нищо по-добро.

Все пак има и други теории, като например теорията на струните. При нея всички частици във Вселената са едновременно вибриращи струни. И те вибрират не само в трите познати пространствени измерения, но и в други измерения, които са твърде скрити, за да ги забележим с конвенционалните наблюдения и експерименти, пише Universe Today.

Тази екзотична структура на пространство-времето е дала на изследователите необходимите инструменти за идентифициране на нов клас обекти, наречени топологични солитони. Анализът показа, че това са стабилни дефекти в тъканта на пространство-времето. Те не се нуждаят от материя или други сили, за да съществуват – те са толкова естествени в тъканта на пространство-времето, колкото и пукнатините в леда.

Учени от университета „Джон Хопкинс“ са изследвали тези солитони, като са изучавали поведението на светлината, преминаваща покрай тях, тъй като солитоните изкривяват пространство-времето около себе си, като влияят на траекторията на фотоните. За наблюдателя тези солитони изглеждат като черни дупки със сенки, светлинни пръстени и други атрибути.

Само ако се приближим, можем да разберем, че това не са черни дупки. Топологичните солитони нямат хоризонт на събитията – въображаема граница, отвъд която светлината не може да се измъкне от привличането на дупката. Така че по принцип е възможно да се приближим до солитон и да се върнем обратно.

Топологичните солитони са чисто хипотетични обекти, чието съществуване се основава на теорията на струните, която не е потвърдена в съвременната физика. Въпреки това тези екзотични обекти могат да служат като важни компоненти за научни изследвания. Ако учените успеят да открият важна наблюдаема разлика между топологичните солитони и обикновените черни дупки, може да бъде направен опит за проверка на самата теория на струните.

В продължение на десетилетия повечето физици бяха склонни да приемат, че теорията на струните е липсващото звено между общата теория на относителността, която описва законите на природата в макрокосмоса, и квантовата механика, която разказва за взаимодействията на малките елементи. Международна група учени обаче представи убедителни доказателства, че може да бъде създадена теория на квантовата гравитация, която се подчинява на всички фундаментални закони на физиката и замества теорията на струните.