Физики из Венского технического университета и Франкфуртского университета имени Гёте впервые вывели математическую формулу образования микроскопических черных дыр. Специалисты доказали, что такие объекты появляются из тонкого критического состояния.
Как отмечается в материале журнала Physical Review Letters, ученые сравнили этот процесс с замерзанием воды, когда хаотичные молекулы жидкости выстраиваются в правильный узор. Выяснилось, что пространство и время способны проходить через похожий фазовый переход. При этом возникает так называемый пространственно-временной кристалл, который находится в состоянии идеального равновесия.
В отличие от обычных массивных черных дыр, которые появляются после коллапса звезд, микроскопические объекты рождаются из этой структурированной среды. Если систему не трогать, кристалл растворится обратно в обычное пространство. Однако при добавлении малейшего количества энергии вся структура мгновенно схлопывается в черную дыру путем критического коллапса.
Подобное развитие событий предполагалось в ходе компьютерного моделирования еще в 1993 году, однако только сейчас специалисты смогли описать его математически. «Наша методика оказалась удивительно стабильной. Это дает нам новый способ изучения явлений, связанных с черными дырами, которые ранее нельзя было анализировать аналитически», — рассказал представитель Венского технического университета Флориан Экер.
Чтобы справиться со сложными вычислениями, исследователи применили нестандартный подход. Вместо привычных 4 измерений пространства и времени они решили задачу в условиях бесконечного множества измерений, где исчезают многие математические трудности. После этого готовое решение было успешно перенесено в параметры нашей реальной вселенной.