„Cristalele” spațiu-timpului ar putea ceda în fața găurilor negre minuscul. La limita formării unei găuri negre, spațiu-timpul intră într-un regim extrem unde comportamentul gravitației devine neobișnuit. În această zonă, denumită colaps critic, chiar și ecuațiile lui Einstein devin extrem de dificile de soluționat, iar fizicienii se bazează în general pe simulări numerice.
„Cristalele” spațiu-timpului ar putea ceda în fața găurilor negre minuscul. Un nou studiu sugerează că, în acest punct de tranziție, curbura spațiu-timpului poate dobândi o structură repetitivă ordonată, similară „cristalelor temporale”, stări exotice în care modelele se repetă în timp.
Aceste structuri sunt instabile: o mică variație de energie poate determina dacă sistemul se disipează sau colapsează într-o gaură neagră. Fizicianul Daniel Grumiller de la Universitatea Tehnică din Viena (Austria) compară fenomenul cu tranziția apei în gheață, unde o perturbare minoră poate declanșa o reorganizare completă a materiei.
## O abordare neconvențională
De obicei, relativitatea generală caracterizează gravitația cu o precizie remarcabilă, dar în acest regim extrem apar comportamente greu de tratat analitic. Descoperirea semnificativă din 1993 a lui Matthew Choptuik a demonstrat că acest prag prezintă „autosimilaritate discretă”, ceea ce înseamnă tipare care se repetă la scări din ce în ce mai mici în spațiu-timp.
Noul studiu avansează și oferă o descriere matematică a acestor structuri printr-o abordare neobișnuită: extinderea teoretică a Universului la un număr extrem de mare de dimensiuni. Deși Universul real are patru dimensiuni (trei spațiale și una temporală), matematicile relativității generale pot fi formulate în oricâte dimensiuni.
Fizicianul Christian Ecker de la Goethe University Frankfurt (Germania) explică faptul că explorarea unor universuri cu zeci sau chiar infinit de multe dimensiuni facilitează tratarea ecuațiilor gravitației, deoarece efectele devin mai localizate în jurul regiunii de colaps.
## „Cristalele” spațiu-timpului ar putea ceda în fața găurilor negre minuscul. Iată motivul!
Folosind această metodologie, cercetătorii au reușit să obțină formule analitice care descriu structurile repetitive din spațiu-timp care apar în timpul colapsului gravitațional. Surprinzător, aceste rezultate nu par să fie limitate strict la universuri ipotetice cu multe dimensiuni, ci sugerează că fenomenul are o natură mai generală.
Astfel, „cristalele de spațiu-timp” ar putea reprezenta o trăsătură fundamentală a gravitației în condiții extreme, nu doar un artefact matematic, scrie ScienceAlert.
Fizicianul Florian Ecker, tot de la Universitatea Tehnică din Viena, subliniază că metoda este stabilă și poate fi perfecționată progresiv pentru a spori precizia calculelor.
Studiul oferă un nou cadru teoretic pentru a înțelege colapsul gravitațional și formarea găurilor negre în regimuri în care fizica clasică devine complex de aplicat.
Cercetarea a fost publicată în *Physical Review Letters*.
