Einsteinovy rovnice odhalují nový, neobvyklý způsob, jakým může časoprostor přenášet energii

Nová interpretace Einsteinových rovnic odhaluje dosud skrytá pravidla, jimiž se řídí vývoj časoprostoru. Einsteinovy rovnice naznačují, že gravitace může být schopna procesu, který připomíná děje stojící za mohutnými slunečními explozemi. V nové teoretické studii fyzici ukazují, jak mohou struktury gravitačního pole měnit svá vzájemná propojení a přenášet energii do hmoty. Tento proces nazývají „gravitační rekonexe“.

Luca Comisso z Columbia University a Felipe A. Asenjo z chilské univerzity Universidad Adolfo Ibáñez tento objev popisují v časopise Physical Review D. Jejich práce odhaluje a následné splynutí dvou černých děr
Credit: LIGO, NSF, Aurore Simonnetmatematickou souvislost mezi gravitací a chováním plazmatu, které se vyskytuje ve hvězdách i v celém vesmíru.

Fyzika za explozivními slunečními erupcemi
V plazmatu se siločáry magnetického pole mohou natahovat a kroutit, dokud nedojde k jejich přeskupení v procesu zvaném „magnetická rekonexe“. Tím se uvolňuje nahromaděná magnetická energie, což vede k mohutným jevům, jako jsou sluneční erupce.

„K magnetickému přepojení dochází tehdy, když se siločáry v určitém specifickém uspořádání přeruší a následně znovu propojí v odlišném uspořádání,“ uvedl Comisso. „Při tomto přerušení a opětovném propojení se uvolňuje energie.“ Dále dodal: „Energie je odebrána z magnetického pole a předána částicím v plazmatu, což vede k explozím a energetickým jevům.“

Jak může docházet k přepojení gravitačních polí
Gravitace funguje odlišně, neboť Einsteinova teorie popisuje časoprostor jako čtyřrozměrnou strukturu, nikoliv jako trojrozměrný prostor.

„Jelikož je časoprostor čtyřrozměrný, a nikoliv trojrozměrný, zahrnuje gravitace spíše ‚plochy‘ pole než jen samotné siločáry,“ vysvětlil Comisso. „Přidáním jednoho rozměru k čáře vznikne rovina. Lze si to představit tak, že spojíme mnoho čar dohromady a vytvoříme z nich ‚plochu‘.“

Tyto vrstvy jsou matematické struktury, nikoliv fyzické povrchy. Vědci zjistili, že když přestanou platit podmínky udržující jejich vzájemná propojení, mohou se tyto vrstvy znovu propojit, což umožňuje přenos energie z gravitačního pole do hmoty.

Skrytá pravidla v Einsteinových rovnicích
Vědci odhalili toto chování tím, že vyjádřili Einsteinovy rovnice pomocí jiných matematických proměnných, čímž odhalili podobnosti s rovnicemi popisujícími plazma. Jejich studie navazuje na dřívější výzkum, na němž spolupracovali s Maricarmen A. Winklerovou a který identifikoval dosud neznámá omezení toho, jak se může časoprostor vyvíjet.

„Einsteinovy rovnice obsahují omezení týkající se vývoje časoprostoru, která nejsou na první pohled zřejmá,“ uvedl Asenjo. „Díky odhalení těchto nových, skrytých vlastností můžeme začít chápat základní pravidla, jimiž se tento proces gravitačního přepojování řídí.“

„Některé důsledky jsou v rovnicích skryté a není snadné je zachytit pouhým pohledem,“ řekl Comisso. „Je třeba rovnice přepsat jiným způsobem – a teprve poté lze toto chování využít.“

Co by to mohlo znamenat pro srážky černých děr?
Jedním z možných využití je oblast slučování černých děr, kde extrémní gravitace výrazně deformuje časoprostor. Vědci využívají rozsáhlé počítačové simulace k předpovídání gravitačních vln vznikajících při těchto srážkách; detekcí těchto vln se zabývají zařízení, jako je observatoř LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Nově stanovená omezení by mohla výzkumníkům pomoci určit, jak se musí gravitační pole chovat, aniž by bylo nutné vypočítávat každý detail jejich vývoje.

„Pomáhá nám to předvídat určité vzorce v časoprostoru,“ uvedl Comisso. „I bez provedení kompletního výpočtu víme, že se časoprostor musí chovat určitým způsobem, že musí splňovat daná omezení.“

Gravitační rekonexe zůstává teoretickým objevem. Vědci nyní musí zkoumat, zda k ní dochází v astrofyzikálním prostředí, jaké množství energie by mohla přenést a zda by mohla vytvářet detekovatelné projevy v gravitačních vlnách.

Zdroj: https://scitechdaily.com/einsteins-equations-reveal-an-unusual-new-way-space-time-can-transfer-energy/

autor: František Martinek