Физики Франс Преториус (Frans Pretorius) из Принстонского университета (США) и Уильям Ист (William East) из канадского Института теоретической физики выяснили, что черные дыры потенциально могут возникать в любом месте во Вселенной, в том числе в непосредственной близости от Земли. Причиной появления экзотического объекта в этом случае является взаимодействие между двумя гравитационными волнами. Вместе с тем это событие очень маловероятно, хотя и принципиально возможно. Об этом сообщает издание Science Alert.
Гравитационными волнами в теоретической физике называют возмущения пространства-времени, которые могут возникать при столкновении массивных экзотических объектов — нейтронных звезд или черных дыр. Существование подобной ряби предсказывалось общей теорией относительности, предложенной Эйнштейном в 1915-1916 годах, однако впервые гравитационные волны зарегистрировали лишь в сентябре 2015-го. Возмущения порождены столкновением пары черных дыр, расположенных в 13 миллиардах световых лет от Земли.
Гравитационная волна, возникшая при подобном катастрофическом событии, сначала имеет большую кривизну, однако со временем фронт, расширяясь, становится более плоским. Если сталкиваются две плоские волны, то в определенной точке на какое-то время возможно появление сингулярности — области, в которой кривизна пространства-времени становится бесконечной. Однако сингулярность исчезает, как только волны расходятся.
В новой работе, опубликованной в репозитории препринтов arXiv, ученые предложили сценарий появления сингулярности, живущей продолжительное время в виде черной дыры. Согласно физикам, это осуществимо при встрече искривленного фронта гравитационной волны с плоским фронтом другой волны. При этом должно выделиться достаточное количество энергии, необходимое для «сворачивания» пространства в черную дыру. В этом случае исходные гравитационные волны должны буквально разорвать Землю на части, если бы прошли через нее. Однако зарегистрированные возмущения пространства-времени не превышают масштабов протона.
Как показано исследователями, при столкновении высокоэнергетических частиц также могут образовываться гравитационные волны с плоским фронтом, которые при определенных условиях могут стать вероятной причиной возникновения черной дыры.