Вопрос о существовании голых сингулярностей остается предметом споров уже несколько десятилетий. Новая теоретическая работа предлагает математическую схему, которая связывает такие объекты с особыми структурами в геометрии пространства-времени.

Изображение: Live Science     

Авторы исследования расширили уравнения общей теории относительности на пространство с большим числом измерений и получили аналитическое описание процессов, которые раньше изучали главным образом с помощью компьютерного моделирования.

Под пространственно-временными кристаллами понимают повторяющиеся структуры в геометрии пространства-времени, содержащие сингулярность с бесконечной кривизной. Если такая сингулярность не скрыта горизонтом событий, она относится к категории голых сингулярностей.

Интерес к этой теме возник еще после работ Мэтью Чоптуика (Matthew Choptuik), который в 1993 году показал, что при очень точной настройке параметров гравитационного коллапса система может оказаться на границе между рассеиванием вещества и образованием микроскопической черной дыры.

На протяжении многих лет физики полагались в основном на численные расчеты. Однако компьютерные модели всегда ограничивает точность вычислений. Новая работа использует аналитический подход. Для этого команда ввела специальный малый параметр, связанный с числом измерений, что позволило значительно упростить уравнения.

Полученные результаты указывают на математическую возможность существования пространственно-временных кристаллов, голых сингулярностей и микроскопических черных дыр. При этом авторы подчеркивают: расчеты пока не доказывают существование таких объектов в реальной Вселенной. Следующим шагом станет сопоставление новой модели с более точными численными методами.