Μια ρυτίδα στο χωροχρόνο:Τα μαθηματικά δείχνουν πώς τα σοκ είναι
Τα σοκ είναι διαταραχές που διαδίδονται μέσω ενός μέσου, όπως μια κυματομορφή στο νερό ή μια ηχητική έκρηξη στον αέρα. Στο σύμπαν, τα σοκ είναι συχνά συνδεδεμένα με βίαια αστροφυσικά γεγονότα, όπως οι σουπερνόβες και η σύγκρουση μαύρων οπών.
Ενώ οι φυσικοί έχουν καταλάβει από καιρό τις βασικές ιδιότητες των κυμάτων, ο αντίκτυπός τους στον ιστό του ίδιου του χωροχρόνου ήταν λιγότερο σαφής. Το νέο πλαίσιο, που αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Cambridge και του Πανεπιστημίου της Queen Mary του Λονδίνου, παρέχει ένα μαθηματικό ίδρυμα για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο τα shockwaves μπορούν να καμπυλωθούν στο χωροχρόνο.
Η βασική ιδέα είναι η αντιμετώπιση των κυμάτων ως ελαττωμάτων στο χωροχρόνο. Ακριβώς όπως μια ρωγμή σε ένα υλικό μπορεί να προκαλέσει την παραμόρφωση του γύρω χώρου, το ίδιο μπορεί να δημιουργήσει ένα κύμα σοκ ή ρυτίδα στο ύφασμα του χωροχρόνου.
"Η δουλειά μας δείχνει ότι τα shockwaves μπορούν να θεωρηθούν ως« δάκρυα »στο χωροχρόνο», δήλωσε ο Δρ Silviu-----Marian Udrea, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. "Αυτά τα δάκρυα δεν είναι μόνιμα, αλλά μπορούν να επιμείνουν για ένα πεπερασμένο χρονικό διάστημα."
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια μαθηματική τεχνική που ονομάζεται Διαφορική Γεωμετρία για να περιγράψει την παραμόρφωση του χωροχρόνου γύρω από τα shockwaves. Διαπίστωσαν ότι η καμπυλότητα του χωροχρόνου είναι ανάλογη με τη δύναμη του σοκ και το ρυθμό με τον οποίο κινείται.
Αυτό σημαίνει ότι τα ισχυρότερα κύματα και αυτά που κινούνται ταχύτερα θα προκαλέσουν μια πιο έντονη παραμόρφωση του χωροχρόνου. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι το σχήμα του κύματος σοκ παίζει ρόλο στην παραμόρφωση του χωροχρόνου. Για παράδειγμα, ένα σφαιρικό κύμα σοκ θα προκαλέσει διαφορετική παραμόρφωση από ένα κυλινδρικό ή επίπεδη κύμα σοκ.
"Η δουλειά μας παρέχει έναν νέο τρόπο να σκεφτούμε τα shockwaves και τον αντίκτυπό τους στο σύμπαν", δήλωσε ο Udrea. "Υποδεικνύει ότι τα shockwaves θα μπορούσαν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη του κόσμου και στον σχηματισμό γαλαξιών και μαύρων οπών".
Οι ερευνητές λένε ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν να ρίξουν φως στη φύση της σκοτεινής ενέργειας, μια μυστηριώδη δύναμη που επιταχύνει την επέκταση του σύμπαντος. Η σκοτεινή ενέργεια θεωρείται ότι αποτελεί περίπου το 68% του σύμπαντος, αλλά η φύση της παραμένει άγνωστη.
"Η δουλειά μας υποδηλώνει ότι η σκοτεινή ενέργεια θα μπορούσε να σχετίζεται με την καμπυλότητα του χωροχρόνου που προκαλείται από σοκ των σοκ", δήλωσε ο Udrea. "Αυτή είναι μια συναρπαστική πιθανότητα να εξερευνήσουμε στη συνεχιζόμενη έρευνα μας".
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review D.
