Сгибание многомерной чёрной дыры даёт электричество

Если математически представить чёрную дыру в шести измерениях в виде чёрной браны, она начинает вести себя как самый обыкновенный материал. Тем самым её описание упрощается.

При введении дополнительных измерений чёрная дыра ведёт себя подобно жидкости и твёрдому телу одновременно, и сгибание твёрдой формы способно привести к появлению электрического поля.

Хотя эти эффекты существуют только в теории, описывающие их уравнения могли бы помочь нам разгадать кое-какие тайны реального мира — например, свойства горячего сверхплотного вещества, которое существовало сразу после Большого взрыва.

Иллюстрация hmn.

В нашей четырёхмерной Вселенной (три пространственных измерения и время) чёрные дыры занимают отдельные точки в пространстве-времени. Теория струн утверждает, что если добавить пятое измерение, то чёрная дыра превратится в чёрную струну. Добавьте шестое — и мы получим чёрный лист, или «чёрную брану».

Многомерная Вселенная имеет границу, которая математически выглядит как уравнения для кварк-глюонной плазмы — первозданного вида материи. На краткое мгновение её можно создать в ускорителях частиц, но изучать её напрямую невозможно: слишком уж она хаотична. Эффекты на этой границе применимы и к поведению чёрной браны, то есть исследование последней позволяет собрать данные о свойствах кварк-глюонной плазмы.

Но описание чёрных бран требует сложных и громоздких уравнений Эйнштейна. Весь фокус в том, чтобы попытаться представить их в виде обычных материалов. Физики уже показали, что чёрные браны следуют математике гидродинамики, что, в свою очередь, позволяет точно предсказать вязкость кварк-глюонной плазмы.

Теперь Джей Армас из Копенгагенского университета (Дания) и его коллеги выяснили, что чёрные браны с тем же успехом могут вести себя как твёрдые тела. Если у чёрной браны есть электрический заряд, её сгибание преобразует механическую нагрузку в электрическое поле — подобно тому как это происходит в пьезоэлектрическом материале. Возможно, это свойство даст более полное представление о кварк-глюонной плазме.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам NewScientist.