Согласно новому теоретическому исследованию, чёрные дыры на самом деле могут быть необычными дефектами в пространстве-времени, т.н. топологическими звёздами, порождаемыми скрытыми космическими измерениями.
Топологические звезды – вещь исключительно гипотетическая, и пока существуют только как математические конструкции. Тем не менее, они способны объяснить ставящие нас в тупик парадоксы космоса, включая истинную природу чёрных дыр и непривычные идеи, выдвигаемые теорией струн, пытающейся объединить кажущиеся противоречивыми физические законы в единую теорию.
Теория струн предполагает, что частицы во Вселенной на самом деле являются вибрирующими струнами, существующими во множестве дополнительных измерений, незаметных для нас. Учёные из Университета Джонса Хопкинса в течение многих лет работали над тем, чтобы описать объекты и явления, способные существовать в такой вселенной. Описали они и топологические звезды или топологические солитоны — пузырьки пустоты, образующиеся в ткани пространства-времени.
Теперь команда использовала компьютерное моделирование, чтобы показать, что топологические солитоны будут «удивительно похожи на чёрные дыры по видимым размерам и свойствам рассеяния, при этом они будут гладкими и не будут иметь горизонта». Другими словами, гипотетические объекты будут выглядеть почти точно так же, как чёрные дыры с нашей точки зрения, поднимая манящую возможность того, что они действительно могут скрываться в нашей Вселенной.
Хотя мы можем обнаружить реальные признаки существования чёрных дыр в космосе, остаётся ещё много открытых вопросов о природе этих странных объектов. Например, согласно нашему нынешнему представлению о чёрных дырах, в центре дыры находится точка с бесконечной плотностью, т.н. сингулярность. Однако, согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна, бесконечно плотные области не могут существовать, что означает, что идея сингулярности — это всего лишь временное представление, существующее, пока мы не выясним, что на самом деле происходит внутри чёрных дыр.
Теория струн может помочь решить эту проблему, поскольку она представляет собой новую платформу для объединения описания Вселенной в космических масштабах, где господствует общая теория относительности, с миром атомов в малых масштабах, который управляется квантовой механикой.
Авторы работы уже много лет работают над изучением этой возможности, создавая математические модели топологических звёзд. В своём новом совместном проекте с одним из авторов работы, который специализируется на гравитационной физике, они создали визуализацию того, как эти объекты будут выглядеть в космосе, показав, что они выглядят почти в точности как чёрные дыры.
