Найден способ описать форму кротовой норы

Российский физик показал, как по волновому спектру найти форму любой симметричной кротовой норы – черной дыры, которая в теории может быть своего рода порталом, соединяющим две точки пространства-времени. Исследование поможет лучше понять физику кротовых нор и точнее определять их физические характеристики. Статья ученого опубликована в журнале Physics Letters B.

Современные представления о Вселенной допускают существование необычного искривления пространства-времени — кротовую нору. Можно себе представить, что это черная дыра, сквозь которую в четырех измерениях «видно» далекую точку Вселенной. Астрофизики до сих пор не могут определять форму и размеры черных дыр с высокой точностью, не говоря уже о существующих лишь в теории кротовых норах. Физик из РУДН Роман Конопля показал, что рассчитать форму кротовой норы все-таки можно, причем с помощью реально наблюдаемых физических характеристик.

На практике можно наблюдать только косвенные признаки кротовых нор – например, красное смещение — сдвиг частоты гравитационных волн в меньшую сторону по мере отдаления от объекта. Используя квантовомеханические и геометрические приближения, Роман показал, что, форму кротовой норы и ее массу можно рассчитать, измерив величину красного смещения и спектр гравитационных волн на высоких частотах.

Сегодня ученые решают прямую задачу – берут геометрию компактного объекта и находят его спектр (набор частот, на которых кротовая нора излучает гравитационные волны), а потом сравнивают данные с экспериментальными значениями. Затем они решают, насколько те частоты, которые реально наблюдаются, близки к тем, которые были теоретически предсказаны. Однако ученый привел первый пример решения обратной задачи – он смог определить форму объекта по его наблюдаемому спектру.

Физик взял за основу математическую модель — сферически симметричную кротовую нору Морриса — Торна — вид черных дыр, которые не просто соединяют две точки пространства времени, но еще и теоретически позволяют перемещаться между ними. Физик РУДН применил существующую математическую модель для описания «горловины кротовой норы» — самого узкого места между ее «входом» и «выходом». Сначала автор математически показал, как найти форму любой симметричной кротовой норы по ее волновому спектру в общем виде — решил так называемую обратную задачу. Затем, используя квантовомеханическое приближение, ученый вывел уравнение, позволяющее вычислить геометрическую форму для конкретного случая — кротовой норы.

«В общем случае квантовомеханический подход приводит к множеству решений для геометрии кротовой норы. Наша работа может быть расширена несколькими способами. Прежде всего, чтобы избежать длинных формул, мы рассмотрели только электромагнитные поля. В будущих работах мы можем изучить также другие поля в рамках одного и того же подхода. Наше исследование также может быть применено к вращающимся кротовым норам, если они достаточно симметричны», – заключает автор работы.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.