قام فريق من الفيزيائيين رياضيًا ببناء كائن غريب يعتقدون أنه يمكن أن يبدو مثل a ثقب أسود للمراقبين الأرضيين لكن هو في الواقع أ نجمة.
النجم هو سوليتون طوبولوجي: جسم سلس ومستقر وإن كان نظريًا. (Skyrmioنانوثانية هي نوع آخر من السليتون الطوبولوجي.) في هذه الحالة ، تظهر الرياضيات المعقدة والمربكة التي تدعم الكائن الافتراضي أنه سيشوه الفضاء مثل الثقب الأسود ، وهو جسم مجال جاذبيته شديدة لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الهروب. ولكن على عكس الثقب الأسود ، تشير حسابات الفريق ، يطلق soliton الضوء المتناثر الذي يمكن أن يكون مرئيًا بالفعل.
قال بيير هايدمان ، الفيزيائي في جامعة جونز هوبكنز والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى جيزمودو: “إنها تتوافق مع الأجسام الجاذبية التي لا تنتجها مادة عادية ولكن من خلال تشوهات نقية للزمكان نفسه”. “إنهم يشوهون ورقة غلاف الزمكان دون إضافة مادة ، ببساطة باستخدام درجات حرية الزمكان نفسه.”
قال هايدمان إن السليتون الطوبولوجي هو “حل جاذبية” لنظريات الجاذبية التي تأتي من نظرية الأوتار، التي تحاول ربط النسبية العامة بميكانيكا الكم باستخدام كيانات شبيهة بالسلسلة أحادية البعد تتوافق مع الجسيمات المعروفة. ورقة بحث الفريق هي قبلت للنشر في مراجعة البدنية د.
قال إبراهيما باه ، الفيزيائي في جامعة جونز هوبكنز ومعهد الدراسات المتقدمة ، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى جيزمودو: “لقد كان عملنا هو تطوير كائنات مثالية جديدة من نظرية الأوتار التي يمكن أن تبدو مثل الثقوب السوداء ولكنها ليست كذلك في الأساس”. “هذا مهم لأنه يسمح لنا بفهم أفضل لكيفية البحث عن أجسام جديدة واختبارها خارج الثقوب السوداء والتي يمكن أن تأتي من نظرية الجاذبية الكاملة.”
على الرغم من أن نظرية الأوتار تحاول وصف طبيعة الكون على أصغر المقاييس ، فمن الواضح أن لها تأثير على الأكبر من الأشياء. (ضع في اعتبارك النجوم النيوترونية ، الأشياء فائقة الكثافة التي بعض الفيزيائيينقد يكون pect مصانع الأكسيونات، أ رئيس مرشح لشرح المادة المظلمة.) الكون الهائل يتضمن فيزياء مكثفة لها آثار على الكون دون الذري ، والعكس صحيح.
يفترض الفريق أن الثقوب السوداء وهذه السوليتونات النظرية قد تشتت الضوء بطريقة مماثلة. ولكن على عكس الثقوب السوداء ، تفتقر السلتونات إلى أفق الحدث – المنطقة المحيطة بالثقب الأسود والتي لا يمكن لأي شيء أن يهرب منها. نتيجة لذلك ، يدخل الضوء إلى السليتون يستطيع الهروب منه ، لكنه يفعل ذلك بطريقة فوضوية.
سيكون الضوء مشوهًا جدًا بسبب قوة الجاذبية الشديدة للجسم يمكن ملاحظته على أنه “كثير من الضبابية” ، بحسب هايدمان، بفعل الفوتونات التي تدور حول السليتون مثل الخفافيش خارج الجحيم.
الضوء المتناثر من سيكون الكائن باهتًا جدًا ، مما يجعله صعبًا (أو ، نظرًا لعدم وجود تلسكوبات لاحظ مثل من المستحيل) رؤيته.
قال هايدمان: “النجوم البوزونية ، ونجوم جرافاستار ، وما إلى ذلك ، هي أجسام مدمجة غريبة تم إنشاؤها من مناهج من أسفل إلى أعلى عن طريق إضافة حقول غريبة إلى النسبية العامة التي ليس لها أصل محدد جيدًا”. “يتم إنشاء السلتونات الطوبولوجية من نهج من أعلى إلى أسفل ولها وصف واضح وأصل في الجاذبية الكمية.”
بعبارة أخرى ، يعتقد الفريق أن السوليتونات التي لم يسبق لها مثيل هي رهان أكثر منطقية للأشياء الغريبة الناشئة لنظرية الأوتار من الأشياء التي تم نظريتها سابقًا.
بالطبع ، قبل أن يتم بناء المراصد التي يمكنها مراقبة هذه الأجسام القاتمة الشبيهة بالثقب الأسود ، قد نحتاج إلى إحراز تقدم في أبحاث نظرية الأوتار هنا على الأرض. ما كان يُنظر إليه في السابق على أنه الحل الوشيك لحل أينشتاين البحث عن النظرية الموحدة الكبرى أصبح حرقًا بطيئًا لعقود طويلة.
اكتشاف الظواهر مثل التناظر الفائق في مصادم الهادرون الكبير سيعزز النظرية ، و سوف LHC قريبا لديك ترقية. لكننا نتقدم على أنفسنا. الآن ، تشمس في الحيرة الثلاثية هذا soliton الطوبولوجي.
المزيد: بعد 10 سنوات من بوزون هيغز ، ما هو الشيء الكبير التالي للفيزياء؟
اكتشاف المزيد من نص كم
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.