От Эйнштейна до Громова: cемь измерений черных дыр

Современное представление о чёрных дырах существует с февраля 1916 года, после представления Альбертом Эйнштейном его теории гравитации. Физик Карл Шварцшильд показал, что, если достаточное количество массы находится в совершенно сферической области, из этого объекта ничего не может ускользнуть из-за огромного гравитационного притяжения, даже свет.

С тех пор, в течение более ста лет, ученые изучали свойства этих загадочных объектов с точки зрения теории и эксперимента. Однако, как заявил Маркус Хури из Университета Стоуни Брук, у нас до сих пор нет инструментов, чтобы точно сказать, приведет ли определенная концентрация материи в области к образованию чёрной дыры.

Однако последнее исследование команды ученых приблизило нас к ответу на этот вопрос. Хури и его коллеги представили работу, которая утверждает, что чёрные дыры могут существовать в пространствах, состоящих из четырех, пяти, шести или семи пространственных измерений.

Основываясь на уравнении физика Понг Со Жанга, ученые разработали метод, который определяет, где это уравнение "разрывается" или достигает бесконечности, что соответствует местоположению закрытой запутанной поверхности, что, в свою очередь, указывает на наличие чёрной дыры.

Команда использовала геометрические подходы для определения концентрации материи, необходимой для образования чёрной дыры. Данный метод основан на "кубическом неравенстве", разработанном математиком Михаилом Громовым, и ученые обнаружили, что если можно найти куб в пространстве, в котором концентрация материи велика по сравнению с его размерами, то образуется закрытая запутанная поверхность.

Тем не менее, многие вопросы, касающиеся чёрных дыр, продолжают оставаться без ответа. Одним из ключевых вопросов является то, достаточно ли сжимать объект только в одном или двух направлениях для образования трехмерной чёрной дыры.

Исследование указывает на новые горизонты понимания чёрных дыр, но также подчеркивает, что многие загадки остаются не решенными даже спустя более ста лет после их первого открытия.

Материал подготовлен на основе статьи , опубликованной в блоге Quanta Abstractions.