En RUDN -fysiker demonstrerade hur man beskriver formen på ett symmetriskt maskhål - ett svart hål som teoretiskt sett kan vara ett slags portal mellan två punkter i rymden och tiden - baserat på dess vågspektrum. Forskningen skulle hjälpa till att förstå maskhålens fysik och bättre identifiera deras fysiska egenskaper. Artikeln publicerades i Fysikbokstäver B tidning.

Moderna universumskoncept ger möjlighet till maskhål - ovanliga krökningar i rum och tid. Fysiker föreställer sig ett maskhål som ett svart hål genom vilket man kan se en avlägsen punkt i universum i fyra dimensioner. Astrofysiker kan fortfarande inte exakt bestämma formen och storlekarna på svarta hål, än mindre teoretiska maskhål. En RUDN -fysiker har nu visat att formen på ett maskhål kan beräknas utifrån observerbara fysiska egenskaper.

I praktiken, fysiker kan bara observera indirekta egenskaper hos maskhål, såsom rött skift - en nedåtgående förskjutning av gravitationsvågornas frekvens under förflyttning från ett objekt. Roman Konoplya, en forskningsassistent från RUDN Institute of Gravitation and Cosmology, författaren till verket, använde kvantmekaniska och geometriska antaganden och visade att formen och massan på ett maskhål kan beräknas baserat på det röda skiftvärdet och intervallet för gravitationsvågor vid höga frekvenser.

I dag, fysiker hanterar direkta uppgifter:De tar geometri för ett kompakt objekt, ta reda på dess intervall (uppsättningen frekvenser vid vilka ett maskhål avger gravitationsvågor), och jämför sedan data med experimentella resultat. Efter det, de avgör om de observerade värdena liknar teoretiskt förutsagda värden. Konoplya föreslår en lösning av det motsatta problemet:han lyckades bestämma formen på ett objekt baserat på dess synliga spektrum.

Konoplya tog en matematisk modell av ett sfäriskt symmetriskt Morris-Thorne maskhål-en typ av svart hål som förenar två punkter i rum och tid och också teoretiskt ger rörelser mellan dem. Sedan tillämpade han en befintlig matematisk modell för att beskriva flaskhalsen i maskhålet - den smalaste platsen mellan dess ingång och utgång. Först, han beskrev matematiskt hur formen på ett symmetriskt maskhål kan bestämmas utifrån dess vågområde, och löste det så kallade motsatta problemet i allmänna termer. Sedan, med hjälp av kvantmekanisk approximation, han upprättade en ekvation för att beräkna en geometrisk form för ett visst fall - ett maskhål.

"I generella termer, ett kvantmekaniskt tillvägagångssätt leder till många lösningar för ett maskhåls geometri. Vårt arbete kan utökas på flera sätt. För det första, för att undvika långa formler, vi tänkte bara på elektromagnetiska fält. I vårt framtida arbete kan vi studera andra områden på samma sätt. Våra resultat kan också tillämpas på roterande maskhål, förutsatt att de är tillräckligt symmetriska, säger Konoplya.