Гравитационное «переподключение» полей предсказали теоретики

Учёные нашли возможный аналог магнитного пересоединения в гравитации. Этот процесс, как считается, порождает самые мощные вспышки на Солнце. Теоретическое исследование показало: структуры гравитационного поля, похожие на листы, могут разрушаться и соединяться заново в другой конфигурации. Об этом сообщает портал Science XXI.

Работа опирается на общую теорию относительности Эйнштейна. Исследователи описали условия для такого гравитационного пересоединения и вывели способ оценки его скорости. По данным Live Science, процесс способен влиять на обмен энергией и импульсом между гравитацией и материей.

При магнитном пересоединении линии поля, связанные с плазмой — горячим электрически заряженным газом, — растягиваются, разрываются и соединяются вновь. Высвобождение накопленной энергии ведёт к мощным явлениям, включая солнечные вспышки. Авторы проверили, возможен ли аналогичный механизм в гравитационном поле.

Для расчётов использовалась тетрадная формулировка общей теории относительности. Этот математический подход представляет свойства гравитации через величины, напоминающие электрическое и магнитное поля. В более ранней работе исследователи показали, что гравитационные поля могут образовывать двумерные структуры, одна размерность которых связана с пространством, другая — со временем.

Новая статья вышла 28 октября в журнале Physical Review D. Согласно результатам, гравитационные листы не всегда сохраняют исходную связь: они могут разрываться и соединяться в другом порядке. Однако одного нарушения прежнего правила недостаточно — структуры иногда лишь смещаются относительно потока и остаются связанными с иным движением. Настоящее пересоединение возникает, когда альтернативного потока нет.

Учёные также выяснили, что пересоединение способно менять местную скорость обмена энергией и импульсом, а также гравитационную спиральность — величину, связанную с закрученностью и переплетением линий поля. Возможными природными условиями названы области около сингулярностей чёрных дыр, совокупное воздействие слабых гравитационных волн и квантовые эффекты, связанные с излучением Хокинга. Исследователи допускают, что явление может иметь значение при слиянии чёрных дыр или столкновении нейтронных звёзд, однако его возможный след в гравитационных волнах ещё предстоит изучить.