Einšteina vienādojumi liecina, ka gravitācija varētu "pārrauties" un atbrīvot enerģiju
Fiziķi, analizējot Einšteina vispārīgo relativitātes teoriju, atklājuši teorētisku iespēju, ka gravitācijas lauki var pārsaistīties un nodot enerģiju vielai. Šis process atgādina magnētisko pārsaisti, kas izraisa Saules uzliesmojumus.
Fiziķi, izmantojot citu matemātisko pieeju Alberta Einšteina gravitācijas teorijas vienādojumiem, atklājuši teorētisku iespēju: gravitācijas lauku struktūras var pārtrūkt un atkal savienoties, pārvadot enerģiju no gravitācijas uz vielu. Šo parādību viņi nosaukuši par "gravitācijas pārsaisti". Tā atgādina procesu, kas izraisa dažus jaudīgākos Saules uzliesmojumus, un varētu palīdzēt labāk izprast gravitāciju ekstremālos apstākļos, tostarp melno caurumu sadursmēs.
Pētījumu veica Kolumbijas Universitātes (ASV) Astronomijas un Fizikas departamentu un Kolumbijas Astrofizikas laboratorijas zinātniskais līdzstrādnieks Lūka Komisso un Čīles Adolfo Ibañesa Universitātes pētnieks Felipe Asenjo. Viņi konstatēja līdzību starp gravitāciju un elektriski lādētām gāzēm — plazmu.
Kā tas atgādina Saules uzliesmojumu
Plazmā magnētiskā lauka līnijas var tikt izstieptas un savīti, un noteiktos apstākļos tās pēkšņi maina savienojumus, atbrīvojot uzkrāto enerģiju. To sauc par magnētisko pārsaisti. Komisso skaidro, ka šādi enerģija no magnētiskā lauka nonāk plazmas daļiņās, radot sprādzienus un enerģiskus notikumus.
Gravitācija darbojas četrdimensiju telpā-laikā, tāpēc tās matemātiskajā aprakstā ir nevis lauka līnijas, bet gluži kā lauka "plāksnes". Pētnieki uzsver, ka tās ir matemātiskas konstrukcijas, nevis fiziskas virsmas, kas burtiski plīst.
Slēptie noteikumi
Pētījums "Reconnection of Gravitational Fields" publicēts žurnālā Physical Review D. Tas pamatojas uz iepriekšēju darbu Physical Review Letters, ko kopā ar Maricarmen Winkler veica Komisso un Asenjo. Tajā atklāti ierobežojumi, kas nosaka, kādas telpas-laika ģeometrijas izmaiņas ir iespējamas. Jaunajā darbā autori pētīja, kas notiek, kad ideālie apstākļi, kas parasti saglabā savienojumus, vairs nav spēkā.
Pieeja balstās uz pēdējos gados izstrādātu Einšteina vienādojumu formulējumu, kas matemātiski ir ekvivalents oriģinālam, bet atgādina plazmas fizikā izmantotos vienādojumus.
Ko tas varētu nozīmēt melnajiem caurumiem
Melno caurumu saplūšanu parasti pēta ar superdatoru simulācijām, kas palīdz prognozēt gravitācijas viļņus. Tos var reģistrēt ar LIGO — lāzeru interferometrisko gravitācijas viļņu observatoriju. Jaunie noteikumi varētu papildināt simulācijas.
Pagaidām gravitācijas pārsaiste ir tikai teorētisks atklājums; nav noskaidrots, kā process norit reālā astrofizikālā vidē un vai tā sekas var novērot. Nākamais solis ir pētīt to konkrētās situācijās, īpaši melno caurumu saplūšanā. Komisso cer, ka tas ļaus novērtēt atbrīvoto enerģiju un noskaidrot, vai pārsaiste atstāj atpazīstamas pēdas gravitācijas viļņu signālos. Pētījumu atbalstīja ASV Nacionālā zinātnes fonda un NASA finansējums.
